Natural bioactives for cardiovascular health: from raw materials to future nutraceutical applications

Abstract

As doenças cardiovasculares são das maiores causas de morte no mundo. No âmbito de dois projetos, foi desenvolvido este trabalho, com o objetivo de produzir nutracêuticos, utilizando matérias-primas naturais e tecnologias verdes, para a melhoria da saúde cardiovascular. Na primeira parte do projeto Nutrisafe, foi utilizada uma tecnologia sustentável, nomeadamente, a extração supercrítica com CO2, para extração de vitamina K1 da biomassa de diferentes algas. Para tal, foram estudados os efeitos de diferentes condições de operação no rendimento do processo de extração. Obtiveram-se rendimentos de extração entre 0.4-9.7% e valores de quantidade de vitamina K1 extraída de 0.2-27 µg/g biomassa. Os valores de rendimento obtidos aumentaram para densidades de CO2 mais elevadas. Na segunda parte em colaboração com a empresa Zeyton Nutraceuticals, utilizaram-se concentrados 100% naturais, ricos em hidroxitirosol (HT) e tirosol (TY), proveniente da azeitona, para obtenção de formulações sólidas, utilizando um processo de liofilização. A formulação mais estável foi obtida com o excipiente goma arábica contendo 14% de HT. Foram realizados testes preliminares in vivo de modo a avaliar a atividade biológica utilizando o modelo peixe-zebra (Danio rerio). Estes animais foram submetidos a duas vias de exposição 1) via água e 2) via oral. Para ambas as vias de exposição, foram avaliadas as atividades dos seguintes biomarcadores: glutationa S-transferase (GST), peroxidação lipídica (LPO) e capacidade antioxidante total (TAC). No estudo da exposição via água verificou-se uma correlação moderada positiva entre GST e LPO, ocorrendo uma diminuição das suas atividades. Na administração oral os resultados apresentaram elevada variabilidade, no entanto, uma correlação moderada positiva entre GST e TAC e GST e LPO, foi verificada.

Cardiovascular diseases are one of the leading causes of death in the world. Within the scope of two projects, this work was developed, with the aim of producing nutraceuticals, using natural raw materials and green technologies, for the improvement of cardiovascular health. In the context of the Nutrisafe project, a sustainable technology was used, namely, supercritical CO2 extraction, to extract vitamin K1 from the biomass of different algae. To this end, the effects of different operating conditions on the yield of the extraction process were studied. Extraction yields between 0.4- 9.7% and values of amount of extracted vitamin K1 were obtained from 0.2-27 μg/g biomass. The yield values obtained increased for higher CO2 densities. In the second part, in collaboration with the company Zeyton Nutraceuticals, 100% natural concentrates derived from olives, rich in hydroxytyrosol (HT) and tyrosol (TY), were used, to obtain solid formulations, through freeze-drying. The most stable formulation was obtained using the excipient arabic gum containing 14% HT. Preliminary in vivo tests were carried out in order to evaluate the biological activity using the zebrafish model (Danio rerio). These animals were subjected to two routes of exposure: 1) via water and 2) via oral. For both routes of exposure, the activities of the following biomarkers were evaluated: glutathione S-transferase (GST), lipid peroxidation (LPO) and total antioxidant capacity (TAC). In the study of exposure via water, there was a moderate positive correlation between GST and LPO, with a decrease in their activities. In the oral administration, the results showed high variability, however, a moderate positive correlation between GST and TAC and GST and LPO was verified.