Diversity and genetic structure of natural populations of the palm tree Euterpe precatoria (Arecaceae) / Diversidad y estructura genética de poblaciones naturales de la palmera Euterpe precatoria (Arecaceae)

Abstract Introduction: The natural ecosystems of northern Mato Grosso, Brazil, are in process of fragmentation, mainly due to population growth and the expansion of agriculture. This endangers the palm Euterpe precatoria (locally known as açaí), used for construction, palm hearts, juices and ice cream. Objective: To evaluate the local diversity and genetic structure in native populations of E. precatoria. Methods: We collected leaves from 106 fruiting palms from five populations in Mato Grosso State, for analysis of microsatellite markers with Polymerase Chain Reaction. Results: The five SSR loci revealed a total of 30 alleles, ranging from 5 (EE23 and EE43) to 7 (EE2 and EE15), with an average of 6 alleles per locus. The mean PIC was 0.74 and confirmed low heterozygosity and inbreeding. The UPGMA dendrogram produced two groups and molecular variance revealed greater genetic differentiation within populations. The high levels of homozygous microsatellite loci indicate low genetic diversity. Conclusions: These populations have low gene diversity, high average number of alleles per locus, and rare and exclusive alleles. We recommend the establishment of permanent conservation units with corridors among them.

Resumen Introducción: Los ecosistemas naturales del norte de Mato Grosso, Brasil, están en proceso de fragmentación, principalmente debido al crecimiento de la población y la expansión de la agricultura. Esto pone en peligro la palma Euterpe precatoria (localmente conocida como açaí), utilizada para la construcción, extracción de palmito, preparación de jugos y helados. Objetivo: Evaluar la diversidad local y estructura genética en poblaciones nativas de E. precatoria. Métodos: Recolectamos hojas de 106 palmas fructíferas de cinco poblaciones en el estado de Mato Grosso, para análisis de marcadores microsatélites con el método de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Resultados: Los cinco loci SSR revelaron un total de 30 alelos, que van desde 5 (EE23 y EE43) hasta 7 (EE2 y EE15), con un promedio de 6 alelos por locus. El PIC medio fue de 0.74 y confirmó baja heterocigosidad y endogamia en las poblaciones. El dendrograma UPGMA produjo dos grupos y la varianza molecular reveló una mayor diferenciación genética dentro de las poblaciones. Los loci de microsatélites presentaron un alto nivel de homocigotos lo que indica una baja diversidad genética. Conclusiones: Estas poblaciones tienen baja diversidad genética, alto promedio de alelos por locus y alelos raros y únicos. Recomendamos el establecimiento de unidades de conservación permanentes con corredores entre ellas.

Plastid genome evolution in Amazonian açaí palm (Euterpe oleracea Mart.) and Atlantic forest açaí palm (Euterpe edulis Mart.).

KEY MESSAGE: The plastomes of E. edulis and E. oleracea revealed several molecular markers useful for genetic studies in natural populations and indicate specific evolutionary features determined by vicariant speciation. Arecaceae is a large and diverse family occurring in tropical and subtropical ecosystems worldwide. E. oleracea is a hyperdominant species of the Amazon forest, while E. edulis is a keystone species of the Atlantic forest. It has reported that E. edulis arose from vicariant speciation after the emergence of the belt barrier of dry environment (Cerrado and Caatinga biomes) between Amazon and Atlantic forests, isolating the E. edulis in the Atlantic forest. We sequenced the complete plastomes of E. edulis and E. oleracea and compared them concerning plastome structure, SSRs, tandem repeats, SNPs, indels, hotspots of nucleotide polymorphism, codon Ka/Ks ratios and RNA editing sites aiming to investigate evolutionary traits possibly affected by distinct environments. Our analyses revealed 303 SNPs, 91 indels, and 82 polymorphic SSRs among both species. Curiously, the narrow correlation among localization of repetitive sequences and indels strongly suggests that replication slippage is involved in plastid DNA mutations in Euterpe. Moreover, most non-synonymous substitutions represent amino acid variants in E. edulis that evolved specifically or in a convergent manner across the palm phylogeny. Amino acid variants observed in several plastid proteins in E. edulis were also identified as positive signatures across palm phylogeny. The higher incidence of specific amino acid changes in plastid genes of E. edulis in comparison with E. oleracea probably configures adaptive genetic variations determined by vicariant speciation. Our data indicate that the environment generates a selective pressure on the plastome making it more adapted to specific conditions.

Desenvolvimento de sorvete simbiótico de açaí (Euterpe oleracea) com Lactobacillus rhamnosus GG e resistência do probiótico em um modelo de digestão gastrintestinal in vitro / Development of synbiotic açaí (Euterpe oleracea Mart. ) ice cream with Lactobacillus rhamnosus GG and probiotic resistance in an in vitro digestion gastrointestinal model

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da adição de inulina (I-X1), concentrado proteico de soro de leite (WC-X2) e/ou isolado proteico de soro de leite (WI-X3) em sorvete simbiótico de açaí (Euterpe oleracea Mart.) sobre a viabilidade do probiótico L. rhamnosus GG e a sua sobrevivência frente às condições encontradas no trato gastrintestinal simuladas in vitro, bem como sobre as características tecnológicas e a aceitabilidade sensorial dos produtos resultantes, ao longo de seu armazenamento a -18°C por até 112 dias. Adicionalmente, os sorvetes de açaí foram caracterizados quanto à sua composição centesimal, ácidos graxos insaturados e potencial antioxidante. Por último, objetivou-se a otimização do sorvete simbiótico de açaí a partir dos parâmetros de dureza instrumental e fração de derretimento. Para este fim, foi empregado um delineamento experimental para misturas simples (centroid simplex) incluindo um ponto axial, utilizando diferentes proporções dos fatores X1, X2 e X3. No total, 9 formulações foram avaliadas por um período de até 112 dias de armazenamento congelado. As populações de L. rhamnosus GG permaneceram estáveis e entre 8 e 9 log ufc/g para todas as formulações e ao longo de todo o período de armazenamento. Entretanto, houve redução em, pelo menos, 5 ciclos logaritmos da população do probiótico, após 6 horas de simulação gastrintestinal em todos os períodos estudados, com uma recuperação de L. rhamnosus GG próxima a 4 log ufc/g. Apenas ao 7º dia de armazenamento, a resistência in vitro do probiótico nas formulações contendo inulina, WC e WI superou em até 0,93 log ufc/g a formulação controle. A composição de ácidos graxos revelou que o ácido oleico esteve em maior quantidade nas formulações (teor médio 46,47%), seguido do ácido palmitoleico (teor médio 42,12%). Os sorvetes apresentaram atividade antioxidante na faixa de 302,03 a 505,41 µmol TE/g. A maior atividade antioxidante foi observada para a formulação controle, seguida das formulações WC (4% de WC) e WI (4% de WI). As formulações WC (4% WC) e WI (4% WI) apresentaram os maiores valores de dureza, revelando que os fatores WC e WI exerceram forte influência na dureza dos produtos (p<0,05). As menores taxas de derretimento foram observadas nas formulações WI (4% de WI) e WC-WI (2% de WC; 2% de WI). Exceto para a formulação I-WC-WI (p<0,05), a presença de inulina nas demais formulações não alterou de forma significativa a velocidade de derretimento quando comprada à amostra controle. As formulações I-WI (2% de inulina; 2% de WI) e I-WC-WI (1,33% de inulina; 1,33% WC; 1,33 WI), apresentaram os maiores valores de overrun (37,95% e 39,18%, respectivamente). Os escores de aceitabilidade sensorial variaram de 5,83 a 7,63. Apenas as formulações WI (4% WI) e WC-WI (2% WC; 2% WI) aumentaram seus escores médios de aceitabilidade durante os 84 dias de armazenamento (p<0,05). De acordo com os modelos obtidos, WC foi o fator que mais contribuiu tanto para o aumento de dureza como para a velocidade de derretimento das formulações. A partir da otimização simultânea, considerando as respostas avaliadas (textura e fração de derretimento), é desejável que a formulação de sorvete simbiótico açaí seja produzida contendo 1,33% de inulina, 1,33% de WC e 1,33% de WI. Os resultados obtidos sugerem que a utilização dos três ingredientes (inulina, WC e WI) pode ser vantajosa no desenvolvimento de um sorvete probiótico de açaí, uma vez que a presença desses ingredientes contribuiu com o valor nutricional das formulações e também melhorou as características tecnológicas de overrun, derretimento e textura

The aimed of the present study was to evaluate the effect of inulin (I-X1), whey protein concentrate (WC-X2) and whey protein isolate (WI-X3) addition on the viability and in vitro survival of L. rhamnosus GG through in vitro simulated gastrointestinal tract (GIT), technological properties and sensory acceptance of symbiotic açai ice cream. Additionally, açai ice cream were characterized for their chemical composition, unsaturated fatty acids and antioxidant activity. Finally, we aimed to optimized the symbiotic açai ice cream using parameters of hardness and melting rate. For this purpose, an experimental design was used for simple mixture (simplex centroid) including an axial point, using different proportions of X1, X2 and X3, nine formulations of synbiotic açai ice cream were studied during frozen storage up to 112 days. A reduction of at least 5 log cycles of L. rhamnosus GG was observed in all formulations after 6 hours of the in vitro assays for all storage period evaluated. However, L. rhamnosus GG recovery was close to 4 log cfu/g for all formulations studied in evaluated periods. Nevertheless, on the 7th day of storage, the probiotic in vitro resistance in formulations supplemented with inulin, WC, and WI exceeded up to 0.93 log cfu/g the control formulation. The fatty acids composition showed that oleic acid was the highest fatty acid in synbiotic açai ice cream (mean content 46.47%), followed by palmitoleic acid (mean content 42.12%). The antioxidant activity of ice creams ranged from 302.03 to 505.41 µmol TE/g. Formulation C showed the highest antioxidant activity, followed by the formulations WC (WC 4%) and WI (WI 4%). Formulations WC (4% of WC) and WI (4% of WI) showed the highest hardness values, revealing that WC and WI exerted a strong influence on the product firmness. The lowest melting rate values were observed in formulation WI (4% of WI) and WC-WI (2% of WC, 2% of WI). However, the presence of inulin and WC showed strong influence on the melting rate of the ice creams, resulting in higher melting down of these products. I-WI and I-WC-WI formulations presented the highest overrun (37.95 and 39.18%, respectively). The sensory acceptability scores ranged from 5.83 to 7.63. WI and WC-WI formulations increased their mean acceptability scores significantly during 84 days of storage, whereas no significant differences were observed in acceptability throughout storage for the other formulations. According to the obtained models, WC was the factor that most contributed to increase both hardness and melting rate. From the simultaneous optimization, considering the responses evaluated (hardness and melting rate), it is desirable a symbiotic acai ice cream containing 1.33% of inulin, 1.33% of WC and 1.33% of WI. The results suggest that the use of the three ingredients (inulin, WC and WI) may be advantageous in the development of a synbiotic açai ice cream, since the presence of these ingredients contributed to the nutritional value of the formulations and also improved the technological characteristics of overrun, melting rate and texture

Development of O/W emulsions containing Euterpe oleracea extract and evaluation of photoprotective efficacy

Euterpe oleracea Mart. is a palm tree popularly known as açai, which is primarily found in northern Brazil. The açai's fruits contain anthocyanins, a class of polyphenols to which antioxidant properties have been attributed. The aim of this work was to develop O/W sunscreens emulsions containing açai glycolic extract (AGE) and to evaluate both their physical stability and photoprotective efficacy. Emulsions containing AGE and sunscreens were formulated using different types and concentrations of polymeric surfactant (acrylates/C 10-30 alkyl acrylate crosspolymer and sodium polyacrylate). The influence of two rheology modifiers (polyacrylamide (and) C13-14/isoparaffin (and) Laureth-7 and Carbomer) on the stability was also investigated. Physical stability was evaluated by preliminary and accelerated studies. Emulsions with 1.0% sodium polyacrylate were stable and exhibited non-newtonian pseudoplastic behavior and thixotropy. Photoprotective efficacy was evaluated by in vivo Sun Protection Factor (SPF) and determination of Protection Factor of UVA (PF-UVA). When AGE was added to the sunscreen emulsion, no significant increase in the in vivo SPF value was observed. The emulsion containing AGE showed PF-UVA = 14.97, 1.69 of the SPF/PF-UVA ratio and a critical wavelength value of 378 nm, and may therefore be considered a sunscreen with UVA and UVB protection.

Euterpe oleracea Mart. é uma palmeira popularmente conhecida como açaí, encontrada no norte do Brasil. O fruto do açaí apresenta em sua composição antocianinas, uma classe de polifenóis à qual é atribuída propriedade antioxidante. Os objetivos desse trabalho foram desenvolver emulsões fotoprotetoras O/A contendo extrato glicólico de açaí (AGE), avaliar a estabilidade física e avaliar a eficácia fotoprotetora. Emulsões contendo AGE e filtros solares foram formuladas utilizando diferentes tipos e concentrações de tensoativo polimérico (acrilates/C 10-30 alquil acrilato polímero cruzado e polilacrilato sódico). A influência de dois modificadores reológicos (poliacrilamida (e) C13-14/isoparafina (e) Laureth-7 e Carbomer) na estabilidade foi avaliada. A estabilidade física das emulsões foi avaliada por meio de estudos de estabilidade preliminar e acelerada. Emulsões com 1,0% poliacrilato sódico foram estáveis, exibiram comportamento não-newtoniano pseudoplástico e tixotrópico. A eficácia fotoprotetora foi avaliada pelo teste in vivo de Fator de Proteção Solar (FPS) e pela determinação do Fator de Proteção UVA (FP-UVA). Quando adicionado o AGE na emulsão contendo filtros solares, não se observou aumento significativo no valor do FPS. A emulsão contendo o AGE apresentou FP-UVA=14,97, a razão FPS/FP-UVA = 1,69 e o comprimento de onda crítico igual a 378 nm, podendo ser considerado um protetor solar com proteção UVA e UVB.