Food by-products as substrates for the design of a folate bio-enriched fermented beverage: evaluation of bioavailability and effects on vitamin D receptor (VDR) and folate transporters gene expression in vitro and in vivo (2024)
- Authors:
- Autor USP: CUCICK, ANA CLARA CANDELARIA - Interunidades em Sistemas Integrados em Alimentos
- Unidade: Interunidades em Sistemas Integrados em Alimentos
- DOI: 10.11606/T.112.2024.tde-19022025-160228
- Subjects: BACTÉRIAS LÁTICAS; MICRONUTRIENTES; ÁCIDO FÓLICO; ALIMENTOS FERMENTADOS; FERMENTAÇÃO; PROBIÓTICOS; BACTÉRIAS LÁTICAS
- Keywords: Bactérias lácticas; Bioavailability; Biodisponibilidade; Fermentação; Fermentation; Folate; Folato; Food by-products; Lactic acid bacteria; Probiotic; Probiótico; Receptor de vitamina D (VDR); Subprodutos alimentares; Vitamin D receptor (VDR)
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O folato (vitamina B9) é um micronutriente essencial que atua na manutenção celular e em processos metabólicos importantes como o ciclo do DNA. A crescente preocupação com os riscos do consumo excessivo de ácido fólico, a deficiência de folato e o impacto ambiental do desperdício de alimentos destacam a necessidade de soluções sustentáveis. Uma abordagem promissora é o bioenriquecimento de folato em alimentos por meio da fermentação com bactérias lácticas (BAL) e/ou cepas probióticas produtoras de folato. Subprodutos alimentares, como o soro de leite e resíduos de frutas, são ricos em nutrientes que podem promover a multiplicação de BAL e a produção de folato. Pesquisas emergentes sugerem uma conexão entre a vitamina D e seu receptor (VDR) no metabolismo de folato. Este estudo teve como objetivo explorar resíduos agroindustriais, incluindo soro de leite e subprodutos de frutas, como substratos de fermentação, utilizando cepas de BAL e/ou probióticas produtoras de folato, para obter uma bebida fermentada bioenriquecida com folato (BFWB) e estudar a biodisponibilidade da vitamina B9 produzida in vitro e in vivo. Adicionalmente, avaliou-se o efeito da bebida na expressão dos transportadores de folato (reduced folate carrier - rfc e proton-coupled folate transporter - pcft) e na expressão de vdr em células do cólon, tanto in vitro quanto in vivo.Entre 5 cepas comerciais testadas, 3 foram selecionadas com base em seu potencial para produzir folato em meio sem folato (FACM): Lacticaseibacillus (L.) rhamnosus GG, Bifidobacterium (B.) longum subsp. infantis BB-02 e Streptococcus (S.) thermophilus TH-4. L. rhamnosus LGG revelou ser folato-eficiente, enquanto S. thermophilus TH-4 e B. infantis BB-02 foram selecionadas para a continuidade por serem superprodutoras de folato. A seleção das condições de cultivo, como pH, substratos e combinação de cepas, foi essencial para a obtenção bem-sucedida da uma bebida fermentada bioenriquecida com folato (407 ng/mL) e à base de soro de leite (BFWB) e o extrato aquoso de subproduto de uva o que mais favoreceu a produção de folato pelas cepas. A segurança da BFWB e do subproduto de uva-foi demonstrada por análises de citotoxicidade e microbiológicas. Na fase seguinte, o efeito da BFWB na expressão do gene vdr e dos transportadores de folato em células do cólon foi avaliado utilizando abordagens in vitro e in vivo. A linha de células de câncer de cólon humano HCT-116 foi tratada com a bebida e controles, e os níveis de expressão de mRNA de vdr, rfc e pcft foram medidos por qPCR.Para o estudo in vivo, conduziu- se um modelo preventivo com 30 camundongos BALB/c alimentados com uma dieta depletada em folato por 21 dias, que recebiam a bebida ou controles para avaliar se a BFWB, com ou sem adição de vitamina D3 (2000 UI), poderia prevenir a deficiência de folato. Os níveis de folato sanguíneos e hemograma foram analisados ao final do experimento, juntamente com a expressão de mRNA dos genes vdr, rfc e pcft do colón dos camundongos. Este estudo demonstrou pela primeira vez que uma dieta deficiente em folato regulou negativamente a expressão de vdr no cólon de camundongos. No modelo de células, a BFWB aumentou significativamente a expressão de vdr, rfc e pcft (p < 0,05). No entanto, as observações in vivo foram mais sutis; o aumento na expressão de vdr foi observado apenas nos camundongos que receberam a BFWB suplementada com vitamina D3. Em relação à biodisponibilidade, os resultados sugeriram que certos fatores relacionados à matriz da BFWB, particularmente seu alto teor de cinzas (2%), podem ter limitado a absorção de folato. Este estudo destaca o potencial de valorizar subprodutos alimentares e reintegrá-los de forma segura à cadeia alimentar para o desenvolvimento de alimentos funcionais
- Imprenta:
- Data da defesa: 11.12.2024
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
CUCICK, Ana Clara Candelaria. Food by-products as substrates for the design of a folate bio-enriched fermented beverage: evaluation of bioavailability and effects on vitamin D receptor (VDR) and folate transporters gene expression in vitro and in vivo. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-19022025-160228/. Acesso em: 01 abr. 2026. -
APA
Cucick, A. C. C. (2024). Food by-products as substrates for the design of a folate bio-enriched fermented beverage: evaluation of bioavailability and effects on vitamin D receptor (VDR) and folate transporters gene expression in vitro and in vivo (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-19022025-160228/ -
NLM
Cucick ACC. Food by-products as substrates for the design of a folate bio-enriched fermented beverage: evaluation of bioavailability and effects on vitamin D receptor (VDR) and folate transporters gene expression in vitro and in vivo [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-19022025-160228/ -
Vancouver
Cucick ACC. Food by-products as substrates for the design of a folate bio-enriched fermented beverage: evaluation of bioavailability and effects on vitamin D receptor (VDR) and folate transporters gene expression in vitro and in vivo [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-19022025-160228/ - Seleção e aplicação de bactérias láticas produtoras de folato para obtenção de um leite fermentado bioenriquecido e avaliação de biodisponibilidade do folato produzido
- Bebida bioenriquecida modula genes ligados ao aproveitamento de vitamina B9 e D
- B-Group vitamins as potential prebiotic candidates: their effects on the human gut microbiome
- Soluble compounds from grape by-products as boosters for folate (Vitamin b9) production by Streptococcus thermophilus th-4 and Bifidobacterium longum subsp. infantis BB-02
- Selective fermentation of modified pectin from orange albedo and folate production by probiotic and starter cultures
- Survival of Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei F19®and Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12® in fermented red pitaya pulp under in vitro simulated gastrointestinal conditions
- Assessing a fermented whey beverage Biofortified with folate as a potential folate source for humans
- Effect of fruit by-products and orange pectin on folate (vitamin B9) production by selected starter and probiotic strains
- Food by-products as substrates for growth and folate production by commercial probiotic strains
- Acidification kinetics and folate (Vitamin B9) production by commercial probiotic strains underdifferent cultivation conditions
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