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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26158| Título: | Avaliação do extrato fermentado e bioativo da biomassa de Spirulina platensis como potencial prebiótico cutâneo |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of fermented and bioactive extract of Spirulina platensis biomass as skin prebiotic potential |
| Autor(es): | Ikeda, Isadora Kaniak |
| Orientador(es): | Sydney, Alessandra Cristine Novak |
| Palavras-chave: | Algas Biomassa Fermentação Prebióticos Dermatologia Spirulina Algae Biomass Fermentation Prebiotics Dermatology |
| Data do documento: | 18-Ago-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | IKEDA, Isadora Kaniak. Avaliação do extrato fermentado e bioativo da biomassa de Spirulina platensis como potencial prebiótico cutâneo. 2021. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021. |
| Resumo: | Spirulina sp. é uma cianobactéria que constitui um dos gêneros de microalgas mais estudados e produzidos mundialmente devido ao seu alto valor nutricional, rico em proteínas, ácidos graxos, vitaminas e minerais. Também exerce efeitos terapêuticos por sua composição em compostos bioativos, inclusive na pele, na qual efetua diversos benefícios. Ademais, sua constituição contribui para seu efeito prebiótico intestinal. Tal característica permite sua exploração em outros tipos de microbiota, como a cutânea. Dentre diversos tipos de extração, a fermentação é uma técnica que tem sido aplicada para aumentar a atividade biológica de diferentes tipos de substratos. O objetivo desse trabalho foi avaliar, in vitro, se o extrato bioativo de S. platensis produzido por fermentação possui potencial ação prebiótica na pele. Foi realizada a otimização da fermentação com Lactobacillus acidophilus pela metodologia do tipo composto central rotacional utilizando os fatores tempo, volume de inóculo e temperatura. Para obter um extrato bioativo, as variáveis dependentes escolhidas foram o conteúdo de compostos fenólicos totais (CFT) e atividade antioxidante, determinados pelo método de Folin-Ciocalteu e inibição do radical DPPH, respectivamente. A partir das melhores condições estipuladas, comparou-se a eficiência frente à extração sem inoculação de L. acidophilus. A mudança de bioatividade no processo foi avaliada ao longo de 48 horas em biomassa esterilizada (E) e não esterilizada (NE), com (I) e sem inóculo. No início e final da extração a carga microbiana foi determinada por contagem em placas. O potencial prebiótico cutâneo foi analisado pela influência dos extratos (2,5%) por 4 e 24 horas no crescimento das respectivas bactérias probiótica e patogênica: Staphylococcus epidermidis e S. aureus. Com exceção da temperatura para inibição de DPPH, todos os fatores apresentaram-se significativos (p<0,05) para as respostas. Os modelos matemáticos gerados com baixo R² mostraram-se imprecisos para predizer o comportamento da fermentação. Pelas superfícies de respostas, verificou-se pouca influência da temperatura e inóculo, sendo tempo mais significativo. Em 40 horas de extração com 15% de inóculo a 37 ºC, constatou-se que a ação do L. acidophilus não melhora a bioatividade do extrato, com CFT e inibição de DPPH menores em 14,13 e 40,10%, respectivamente. Em 48 horas de extração, observou-se o aumento gradual da bioatividade em EI, NE e NEI, com NE exibindo melhores resultados. Em EI fica evidente que tal aumento se deve à ação da monocultura de L. acidophilus. Todos os extratos apresentaram inibição das cepas de Staphylococcus em 4 horas. Após 24 horas o efeito diminuiu. Apenas NE apresentou uma inibição maior de S. aureus em relação a S. epidermidis em ambos os tempos (redução em log UFC/mL de 5,15 vs. 4,08 (4 h) e 1,97 vs. 0,64 (24 h), apresentando vantagem em termos de ação prebótica. Conclui-se que adição de L. acidophilus à extração de S. platensis não aumenta a bioatividade em biomassa não esterilizada, assim como também não exerce efeito prebiótico cutâneo. Ainda assim, o extrato de S. platensis não inoculado pode ser melhor explorado para esse objetivo. |
| Abstract: | Spirulina sp. is a cyanobacterium constituent of one of the most studied and produced microalgae genres due to its high nutritional value, rich in proteins, fatty acids, vitamins and minerals. Also, it exerts therapeutic effects for its composition in bioactive compounds, including on skin, on which it performs many benefits. Moreover, its constitution contributes for its intestinal prebiotic effect. This characteristic allows its exploration in another microbiota types, as cutaneous one. Among diverse extraction methods, fermentation is a technique that has been applied to improve biological activity of different types of substrates. The aim of this work is to evaluate if the bioactive extract of S. platensis produced by fermentation has potential prebiotic action on skin. The optimization of the fermentation was done by central composite rotational design using the factors time, inoculum volume and temperature. To obtain a bioactive extract, dependent variables chosen were the content of total phenolic compounds (TPC) and antioxidant activity, determined by Folin-Ciocalteu method and the inhibition of DPPH radical, respectively. From the best stipulated conditions, its efficiency against the extraction without L. acidophilus inoculation was verified. The change of bioactivity in the process was evaluated along 48 hours in sterilized (S) and non-sterilized (NS), with (I) and without inoculum. At the beginning and end of extraction the microbial load was determined by plate count method. Cutaneous prebiotic potential was analyzed through the influence of the extracts (2,5%) in 4 and 24 hours in the growth of the respective probiotic and pathogen bacteria: Staphylococcus epidermidis and S. aureus. With exception of the temperature for DPPH inhibition, all the factors showed to be significative (p<0,05) to the both answers. The generated mathematical models with low R² showed to be inaccurate to predict the fermentation behavior. Through response surfaces, it was verified the low influence of temperature and inoculum, being time the most significative. In 40 hours of extraction with 15% of inoculum in 37 ºC, it was found L. acidophilus action does not improve extract bioactivity, with TPC and DPPH inhibition 14,13 ad 40,10% lower, respectively. In 48 hours of extraction, it was observed the gradual improve of bioactivity in SI, NS and NSI, with NS showing the best results. In SI was evident the improve was due to L. acidophilus monoculture. All the extracts inhibited Staphylococcus strains in 4 hours. After 24 hours the effect decreased. Only NS showed greater inhibition to S. aureus in relation to S. epidermidis in both times (reduction in log CFU/mL of 5.15 vs. 4.08 (4 h) and 1.97 vs. 0.64 (24 h), presenting advantage in prebiotic action. It was concluded the addition of L. acidophilus to S. platensis extraction does not improve its bioactivity with non-sterilized biomass, as well as it does not exert cutaneous prebiotic effect. Still, S. platensis extract noninoculated could be better explored to this purpose. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26158 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
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