Novas estratégias cromatográficas para análises metabolômicas e de compostos exógenos em micro-organismos e matrizes alimentícias

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, João Raul Belinato de, 1992-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640310
Resumo: Orientadores: Fabio Augusto, Katia Cristina Kupper
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spelling Novas estratégias cromatográficas para análises metabolômicas e de compostos exógenos em micro-organismos e matrizes alimentíciasNew chromatographic strategies for metabolomics and exogenous compounds analysis in microorganisms and food matricesMetabolômicaCromatografia gasosa bidimensional abrangenteEspectrometria de massaMicro-organismosMicroextração em fase sólidaAlimentos - AnáliseMetabolomicsComprehensive two-dimensional gas chromatographyMass spectrometryMicroorganismsSolid phase microextractionFood - AnalysisOrientadores: Fabio Augusto, Katia Cristina KupperTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: A metabolômica tem se desenvolvido rapidamente nos últimos anos em virtude dos grandes avanços na instrumentação analítica, em particular métodos cromatográficos e de espectrometria de massas, e tem sido apoiada também pelas novas e mais eficientes ferramentas computacionais. Além disso, a utilização de técnicas de extração mais robustas tem subsidiado a exploração cada vez mais detalhada de sistemas de alta complexidade. Deste modo, este trabalho visou a utilização de algumas dessas abordagens analíticas baseadas em estratégias metabolômicas aplicadas a problemas de controle biológico utilizando micro-organismos (MOs), de detecção precoce de doenças fúngicas em alimentos e de quantificação de compostos exógenos em matriz alimentícia. A primeira aplicação possibilitou explorar leveduras utilizadas como agentes de controle biológico frente à diferentes fitopatógenos da pós-colheita de citrus. A utilização de abordagens não direcionadas e estratégias analíticas sofisticadas como GC×GC e UHPLC-MS/MS permitiram o conhecimento detalhado dos metabólitos envolvidos nas interações entre os micro-organismos relacionados à ação antagônica. Além disso, a estratégia desenvolvida permite agora inferir sobre a potencial ação anti-fitopatogênica dessas leveduras, sendo um grande avanço na área de controle biológico. Na sequência, utilizando uma abordagem alvo, utilizou-se um padrão de metabólitos conhecido para o A. niger com a estratégia de se detectar o fungo com apenas um dia de crescimento. A abordagem utilizada foi estendida para a análise de uvas contaminadas com a doença, onde estas foram analisadas utilizando uma estratégia in situ-HS-SPME e GC×GC-ToF-MS auxiliada por ferramentas de análise multivariada. Assim, os resultados obtidos demonstraram que este conjunto de metabólitos podem ser empregados para confirmar a presença do patógeno in vitro e em duas variedades de uva de mesa após apenas um dia de contaminação. Por fim, uma abordagem alvo foi utilizada para a determinação de compostos exógenos, como pesticidas, em mel. Neste caso, foi desenvolvido um método quantitativo totalmente automatizado para a determinação de piretróides em mel utilizando fibras de SPME sobre-revestidas compatíveis com a matriz e GC-MS. O método aqui proposto foi otimizado utilizando ferramentas multivariadas e a validação do método forneceu figuras de mérito satisfatórias. Assim, o potencial deste método e as perspectivas futuras em relação às fibras sobre-revestidas são muito promissoras, uma vez que há diversos obstáculos associados a matrizes desafiadoras e ao mínimo manuseio de amostras por meio da automação. Portanto, as estratégias aqui implementadas permitiram contribuir de forma significativa para a expansão do conhecimento desses sistemas metabolômicos, bem como na aplicação de novas abordagens analíticas que sustentam o crescimento desta área e incentivam novas descobertas que beneficiam a sociedadeAbstract: Metabolomics has been rapidly developed in recent years due to major advances in analytical instrumentation, particularly chromatographic and mass spectrometry methods. It has also been supported by new and more efficient computational tools. In addition, the use of more robust extraction techniques has supported the increasingly detailed assessment of highly complex systems. Thus, this work aimed to use some of these analytical approaches based on metabolomic strategies and applied them to problems involving biological control using microorganisms, early detection of fungal diseases in food and quantification of exogenous compounds in food matrix. The first application explored the use of yeasts as biological control agents against different post-harvest citrus phytopathogens. The use of untargeted approaches and sophisticated analytical strategies such as GC×GC and UHPLC-MS/MS allowed a more detailed understanding of the metabolites involved in interactions between microorganisms responsible for the antagonistic action. Moreover, the developed strategy allows to surmise the potential anti-phytopathogenic action of these yeasts, being a great advance in biological control¿s field. Then, using a targeted approach, a known metabolite pattern of A. niger was studied aiming to detect the fungus with only one day of growth. The approach was later extended to the analysis of contaminated grapes, which were analyzed using an in situ-HS-SPME and GC×GC-ToF-MS strategy assisted by multivariate analysis. The results showed that this set of metabolites can be used to confirm the presence of the pathogen in vitro and in two varieties of table grapes after only one day of contamination. Finally, a targeted approach was used in the determination of exogenous compounds, such as pesticides, in honey. In this case, a fully automated quantitative method for the determination of pyrethroids in honey was developed using overcoated SPME fibers compatible with the matrix and GC-MS. The proposed method has been optimized using multivariate tools and its validation has provided adequate figures of merit. Thus, the potential of this method, as well as the overcoated fibers prospects are very promising. Especially as there are several obstacles associated with challenging matrices and minimal sample handling through automation. Therefore, the strategies implemented here have significantly contributed to expand the understanding of these metabolomic systems, as well as the application of new analytical approaches that sustain the growth of this area and encourage new discoveries that benefit societyDoutoradoQuímica AnalíticaDoutor em CiênciasFAPESP2016/20547-2; 2018/25729-7CAPES001[s.n.]Augusto, Fabio, 1964-Kupper, Katia CristinaBottoli, Carla Beatriz GrespanCanuto, Gisele André BaptistaPedroso, Marcio PozzobonFill, Taicia PachecoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSouza, João Raul Belinato de, 1992-20212020-11-11T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (192 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640310SOUZA, João Raul Belinato de. Novas estratégias cromatográficas para análises metabolômicas e de compostos exógenos em micro-organismos e matrizes alimentícias. 2021. 1 recurso online (192 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640310. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1158154Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-12T11:59:41Zoai::1158154Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-02-12T11:59:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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