A carregar...
Projeto de investigação
Comprehensive Health Research Center - Research, Education, Training and Innovation in Clinical research and Public Health
Financiador
Autores
Publicações
Valorisation of red beet waste
Publication . Rosa, Marguerita E.; Ferreira, Ana M.; Neves, Catarina M. S. S.; Almeida, Mafalda R.; Barros, Rafael; Cristovão, Ana C.; Sousa, Ana C. A.; Reis, Patrícia M.; Rebelo, Luís Paulo N.; Esperança, José M. S. S.; Coutinho, João A. P.; Freire, Mara G.; LAQV@REQUIMTE; DQ - Departamento de Química; RSC - Royal Society of Chemistry
Globally, up to 50% of root crops, fruits and vegetables produced is wasted. Beetroot stems and leaves fit into this scenario, with only a small fraction being used in cattle food. One way of approaching this problem is through their valorisation, by extracting and recovering valuable compounds present in this type of waste that could be used in other applications, while contributing towards a circular economy. In this work, a new integrated process using thermoreversible aqueous biphasic systems (ABS) composed of quaternary ammonium-based ionic liquids (ILs) and polypropyleneglycol 400 g mol−1 (PPG) is shown to allow the one-step extraction and separation of two pigment classes—betalains and chlorophylls—from red beet stems and leaves. The pigment extraction was carried out with a monophasic aqueous solution of the IL and PPG, whose phase separation was then achieved by a temperature switch, resulting in the simultaneous separation of chlorophylls and betalains into opposite phases. A central composite design was used to optimise the extraction parameters (time, temperature, and solid : liquid (S/L) ratio) of both pigment extraction yields, reaching at 20 °C, 70 min and a S/L ratio of 0.12 a maximum extraction yield of 6.67 wt% for betalains and 1.82 wt% for chlorophylls (per weight of biomass). Moreover, it is shown that aqueous solutions of ILs better stabilise betalains than the gold standard solvent used for the extraction method. Among the studied systems, the ABS comprising the IL N-ethyl-N-methyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl) bromide ([N21(2OH)(2OH)]Br) presented the best separation performance, with an extraction efficiency of 92% and 95% for chlorophylls and betalains, respectively, for opposite phases. The pigments were removed from the respective phases using affinity resins, with high recoveries: 96% for betalains and 98% for chlorophylls, further allowing the IL reuse. Finally, the cyto- and ecotoxicities of the quaternary ammonium-based ILs were determined. The obtained results disclosed low to negligible toxicity in the thousands of mg L−1 range, with [N21(2OH)(2OH)]Br being harmless from an ecotoxicological point of view. Overall, it is shown here that the developed process is an innovative approach for the one-step extraction and selective separation of pigments contributing to the valorisation of waste biomass.
RESTART Project - An intervention study based on the microbiota and adipocyte-centric view to improve the success of bariatric surgery
Publication . Ismael, Shámila; Marques, Cláudia; Teixeira, Diana
RESUMO: A obesidade é uma doença crónica complexa, caracterizada por um aumento da adiposidade e inflamação de baixo grau. Embora alguns indivíduos com obesidade mantenham um perfil metabólico relativamente estável, a maioria progride para a disfunção metabólica, desenvolvendo intolerância à glicose, dislipidemia e/ou hipertensão, o que aumenta significativamente o risco de mortalidade. Esta progressão está relacionada a alterações funcionais no tecido adiposo branco, particularmente no tecido visceral, onde a hipertrofia, a inflamação e a infiltração de células imunitárias impulsionam a desregulação metabólica sistémica. Entre os potenciais fatores ambientais que contribuem para o estado pró-inflamatório na obesidade encontra-se a disbiose da microbiota intestinal. A disbiose está associada ao aumento da permeabilidade intestinal, facilitando a translocação de fragmentos microbianos, como lipopolissacarídeo e ADN bacteriano, para a circulação, intensificando assim a inflamação crónica de baixo grau. No entanto, a acumulação potencial de ADN bacteriano no tecido adiposo e o seu impacto na disfunção metabólica permanecem pouco compreendidos. Paralelamente, a microbiota intestinal tem emergido como um alvo terapêutico promissor para a modulação metabólica e o controlo do peso. A cirurgia bariátrica, considerado o tratamento mais eficaz para a obesidade mórbida, induz alterações na microbiota intestinal que contribuem para a regulação do apetite e melhoria metabólica. No entanto, estas alterações não restauram completamente o equilíbrio da comunidade microbiana, podendo limitar a perda de peso e os benefícios metabólicos a longo prazo. Isto destaca a necessidade de intervenções adjuntas direcionadas à microbiota, como a suplementação com probióticos, para potenciar o impacto metabólico da cirurgia bariátrica. Esta tese de doutoramento pretendeu compreender a interação entre a microbiota intestinal, a translocação de ADN bacteriano para o tecido adiposo e a disfunção metabólica na obesidade. Além disso, avaliou o efeito da suplementação com Hafnia alvei HA4597™, um probiótico diretamente associado à regulação do apetite, na perda de peso e no controlo glicémico em indivíduos submetidos ao bypass gástrico em Y Roux (BGYR). Os nossos resultados indicam que a composição da microbiota intestinal está significativamente alterada em indivíduos com complicações metabólicas associadas à obesidade, caracterizando-se por uma maior abundância de bactérias potencialmente patogénicas e uma redução de espécies comensais, levando ao aumento da permeabilidade intestinal. Notariamente, o ADN bacteriano foi detetado no tecido RESUMO - 5 - adiposo, com uma maior acumulação em indivíduos com complicações metabólicas, sugerindo um possível papel na disfunção e inflamação do tecido adiposo. Para avaliar o potencial terapêutico das intervenções direcionadas à microbiota intestinal, realizámos um estudo clínico aleatorizado, triplamente-cego e placebo controlado, de modo a avaliar o efeito da suplementação com Hafnia alvei HA4597™ durante 90 dias, três meses após o BGYR. Ao fim de seis meses, um dos grupos apresentou melhorias significativas no controlo glicémico, aumento dos níveis de colesterol HDL e uma melhor qualidade de vida gastrointestinal, independentemente da perda de peso e da ingestão nutricional. Além disso, no mesmo grupo verificou-se alterações benéficas na composição da microbiota intestinal, incluindo um aumento da abundância do género Lactobacillus, anteriormente associado a melhorias na saúde metabólica após cirurgia bariátrica. No geral, esta tese de doutoramento destaca o papel crítico da microbiota intestinal na fisiopatologia e tratamento da obesidade, demonstrando tanto o impacto metabólico do aumento da permeabilidade intestinal e da translocação de ADN bacteriano como o potencial clínico dos probióticos de nova geração na otimização dos resultados metabólicos após a cirurgia bariátrica. Estes resultados abrem caminho para intervenções terapêuticas direcionadas à microbiota, promovendo novas estratégias para mitigar as complicações associadas à obesidade
Unidades organizacionais
Descrição
Palavras-chave
Contribuidores
Financiadores
Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
6817 - DCRRNI ID
Número da atribuição
UIDP/04923/2020