Remoção de metais pesados de soluções usando um biopolímero

Comunicação seleccionada e artigo em Livro de Actas

Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.

Desenvolvimento de produtos alimentares com algas edíveis da costa de Peniche (Portugal): Chá de algas com elevado poder antioxidante

O chá é a bebida mais consumida no mundo depois da água, no entanto, é no continente Asiático que é mais consumido. Existem vários tipos diferentes de chá “descendentes” da planta Camellia sinensis. É uma bebida multifacetada e benéfica para o próprio consumidor, devido às suas propriedades organoléticas e propriedades benéficas para a saúde (presença de antioxidantes). Hoje em dia existe uma crescente procura por produtos inovadores, de elevada qualidade nutricional, nomeadamente produtos alimentares com propriedades diuréticas ou dietéticas. Por outro lado, os organismos marinhos têm-se revelado como fonte de compostos bioativos com elevado potencial. Nomeadamente as algas que têm demonstrado produzir moléculas, pelo seu metabolismo secundário, com aplicação alimentar, farmacológica, entre outras. Desta forma, o principal objetivo do trabalho foi avaliar a capacidade da alga Fucus Spiralis, uma alga edível com elevado poder antioxidante, na transferência de antioxidantes durante a preparação de uma tisana, para o desenvolvimento de uma bebida inovadora “chá de alga”. Por outro lado, este trabalho teve também como objetivo fazer uma nova tisana “variante” do chá verde alga Fucus Spiralis. De modo a estudar o melhor processo para a secagem da alga, esta foi seca através de três métodos: liofilização, em estufa e no secador Tray-drier. Para os três métodos foram avaliados vários parâmetros químicos, como a quantificação de polifenóis totais, cor, aW e teor de humidade. As análises foram realizadas logo após a secagem. Ao longo do tempo (60 dias), foi também medido a quantificação de polifenóis com a alga embalada a vácuo e sem estar embalada a vácuo. Finalmente, adicionando a alga, o chá verde e aditivos alimentares, procederam-se a três diferentes processos de conservação: esterilização, pasteurização e filtração (filtro 0,22μm). Após estes tratamentos foi realizado um estudo microbiológico, a variação de cor e a quantificação de polifenóis totais ao longo de 30 dias. O menor valor obtido de aW foi observado para a alga liofilizada. Por outro lado os menores valores de humidade foram obtidos pela secagem por liofilização e pela utilização da estufa ventilada. A realização da tisana de Fucus spiralis revelou a libertação de antioxidantes em todos os processos de secagem e para todas as concentrações testadas (0,1g; 0,5g e 1g/300mL). No entanto, a libertação de polifenóis revelou-se apenas dependente do processo de secagem para a concentração de 0,5 g/300 mL, onde a quantificação total de polifenóis foi superior para o processo de liofilização (0,246 ± 0,049 mg equivalentes de ácido gálico/mL). Este valor não apresentou diferenças estatisticamente significativas com os polifenóis quantificados para a concentração de 1g/300mL. O armazenamento da alga Fucus spiralis ao longo de 60 dias em vácuo ou na ausência de vácuo não provocaram alterações na quantificação total de polifenóis e foi independente do processo de secagem. Durante os 60 dias ocorreu uma diminuição dependente do tempo dos polifenóis libertados para a tisana de alga. Esta diminuição foi particularmente acentuada até aos 15 dias. A formulação de uma tisana com 0,5g da alga Fucus spiralis e 0,5g de chá verde revelou-se, tendencialmente, com maior concentração de polifenóis de que uma tisana com 1 g de chá verde ou 1 g. Para a tisana com 0,5g da alga Fucus spiralis e 0,5g de chá verde o processo de esterilização e pasteurização não impediram o crescimento de microrganismo ao final de 30 dias de armazenamento da tisana. Contrariamente, o processo de filtração garantiu ausência de carga bacteriana durante os 30 dias de armazenamento. Por outro lado os níveis de polifenóis diminuíram ligeiramente ao longo do tempo de armazenamento, mas de um modo independente do processo de conservação. Desta forma, as tisanas de alga (Fucus spiralis) e chá verde desenvolvidas no presente trabalho, quando liofilizadas e filtradas, apresentaram um elevado potencial antioxidante, apresentando-se como um produto inovador para a indústria alimentar.

Elemental microchemistry, fatty acid profile and geometric morphometrics signatures of goose barnacles (Pollicipes pollicipes) reveal their place of origin

Os produtos provenientes do mar têm um importante papel a nível socioeconómico, gastronómico e no legado cultural das comunidades piscatórias e costeiras de Portugal. O Percebe Pollicipes pollicipes é na Península Ibérica o recurso biológico do intertidal mais explorado pelo ser humano, devido à sua enorme popularidade e consequente procura, fazendo em algumas ocasiões disparar o preço de mercado até 150€/kg, gerando na sobreexploração dos stocks existentes. No entanto, na área marinha protegida da Reserva Natural da Berlenga, a apanha do percebe é fortemente regulada, tendo-se tornado em Portugal num bom exemplo da gestão de recursos marinhos. Com o intuito de prevenir fraudes, adulteração alimentar ou quaisquer outras práticas que possam induzir o consumidor em erro a Comissão Europeia declara que, o consumidor tem o direito de receber informação correcta acerca dos produtos que adquire, para além de definir regras para a correcta aplicação destas regras. Métodos analíticos que possibilitem identificar a origem do percebe, tornam-se deste modo importantes ferramantas no desenvolvimento de um selo de Denominação de Origem Protegida (DOP) e na gestão comercial do produto. Deste modo, investigou-se se o Percebe possui diferenças específicas de cada local de captura, através da forma da unha (CS), da composição microquímica da unha (EM) e do perfil de ácidos gordos (FA). A análise foi efectuada em indivíduos recolhidos em 3 locais na Reserva Natural das Berlengas e 7 ao longo de 300 km da costa Portuguesa. Em cada indivíduo analisou-se a forma da unha (CS) através da morfometria geométrica, a composição microquímica da unha (EM) através de ICP-MS e o perfil de ácidos gordos do músculo através de GC-FID. A análise das funções discriminantes (DFA) quer para a EM quer para a FA em separado obteve um elevado sucesso de reclassificação (77,6 % e 99% respectivamente, através de validação cruzada), enquanto que EM combinado com FA permitiu um sucesso de reclassificação de 100 %. A análise discriminante baseada apenas na CS, demonstrou um baixo sucesso (29,6 %) .Estes resultados demonstram que a composição microquímica da unha e o perfil de ácidos gordos do músculo de Percebe, poderá ser uma ferramenta de elevada importância, na determinação da origem do Percebe. Esta abordagem poderá ser utilizada para identificar a origem dos percebes comercializados, bem como ajudar no desenvolvimento de um selo DOP, aumentando ao mesmo tempo o valor potencial dos recursos biológicos provenientes de áreas marinhas protegidas em Portugal.

Evaluation of photoperiod effect on the growth and protein content of microalgae

Os recursos renováveis têm recebido um especial interesse nos últimos anos e as microalgas são uma excelente fonte renovável e natural. Estes organismos são fonte de proteínas e lípidos e são aplicadas em aquacultura e na produção de biodiesel. Neste estudo, foi avaliado o efeito do fotoperíodo (Luz: Escuro) 12:12; 18:6; 24:0) e fase de crescimento (logarítmica e estacionária) no conteúdo de proteína em três sistemas modelo biológico: Arthrospira maxima (Cyanobacteria) foi selecionada como espécie de água doce a estudar e para explorar microalgas marinhas foram escolhidas Isochrysis galbana (Haptophyta) e Tetraselmis chuii (Chlorophyta) devido às suas aplicações em aquacultura marinha. Diferentes métodos de rutura celular foram também testados na extração de proteína em fase aquosa. Arthrospira maxima exibiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína no fotoperíodo de 18L:6D. O mesmo fotoperíodo também atingiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína em Isochrysis galbana quando comparado com os outros fotoperíodos em estudo. Tetraselmis chuii exibiu melhor produção de biomass no fotoperíodo de 24L:0D, enquanto que o fotoperíodo 18L:6D atingiu melhor conteúdo de proteína.

Desenvolvimento de um sumo de fruta com adição da macroalga Gelidium corneum, recorrendo à tecnologia HPP: caracterização físico-química, microbiológica e sensorial

No setor alimentar, o controlo da qualidade dos produtos e dos processos é uma etapa essencial, uma vez que é por este meio que se avaliam os padrões exigidos, quer a nível de legislação, quer a nível de mercado. O presente trabalho teve, como objetivos principais, o desenvolvimento de um novo produto alimentar com adição de algas, bem como o controlo de qualidade a nível de uma unidade fabril de produção de sumos e polpas naturais, à base de hortofrutícolas. De forma a garantir a qualidade na obtenção de produtos, foi realizado, diariamente, o controlo de entradas dos produtos hortofrutícolas, o acompanhamento de processos nas linhas de produção da fábrica e a análise das amostras de referência. Considerando a tendência e potencial de crescimento apresentados pelo setor das bebidas, nomeadamente dos sumos de fruta naturais, juntamente com a incessante procura por ingredientes naturais ricos em vários nutrientes e com propriedades bioativas, tem-se vindo a registar o lançamento de um número considerável de bebidas inovadoras, onde as macroalgas têm merecido um papel de destaque. Desta forma, procedeu-se à elaboração de dois protótipos, nomeadamente, sumo de framboesa e sumo de espinafres, com a adição do extrato da alga Gelidium corneum, estabilizados através do processo de Hiperpressão a frio, com o intuito de se avaliar o impacto desse extrato nos diferentes parâmetros de qualidade dos sumos. No que respeita aos parâmetros físico-químicos, o pH e teor de sólidos solúveis (TSS) foram avaliados após produção (t0), no tempo intermédio (t15) e no tempo final (t30). A cor foi determinada no t0 e no t30 e os restantes parâmetros, como acidez titulável, quantificação total de polifenóis, capacidade de redução do radical DPPH, teor de proteína bruta, teor de cinzas, teor de minerais e oligoelementos e teor de vitaminas (A, B1, B2 e C) foram avaliados no tempo final (t30). Foram, também, avaliados os parâmetros microbiológicos mais significativos, nomeadamente, microrganismos totais a 30 ˚C, Escherichia coli, Salmonella spp, bolores e leveduras (ao t0, t15 e t30) e realizou-se uma avaliação sensorial ao 29.º dia após produção. Estes sumos apresentaram-se microbiologicamente estáveis, não se tendo verificado crescimento microbiológico durante o período de armazenamento de 30 dias. A análise dos resultados físico-químicos permitiram constatar que a adição do extrato da alga Gelidium corneum aos sumos influenciou as suas características, tendo havido um aumento significativo do pH com a consequente diminuição da acidez titulável e um aumento do teor de sólidos solúveis, em comparação com os sumos controlo. Em relação à avaliação da cor, no caso das amostras de sumos de framboesa, verificou-se que a adição do extrato de algas influenciou o parâmetro a*. No entanto, ambas as amostras permitiram a manutenção deste parâmetro, ao longo do tempo. Quanto ao parâmetro b*, as duas amostras de sumo com algas demonstraram uma evolução mais estável, em relação aos respetivos controlos. No que respeita ao teor em minerais, a adição do extrato da alga demonstrou aumentar os teores de magnésio, sódio, potássio e iodo. Em termos sensoriais, o sumo de framboesa com algas obteve maior aceitação por parte do painel de provadores, podendo-se constatar que o atributo da cor foi o que mostrou maiores variações, entre as duas amostras.

Impacto da acidificação dos oceanos no desenvolvimento embrionário e larvar de peixes marinhos

Devido à acumulação atmosférica de CO2 antropogénico, a pressão parcial de dióxido de carbono (ρCO2) na água do mar aumenta e o pH diminui. Atualmente, este processo conhecido como a acidificação dos oceanos, está a ocorrer a um ritmo mais rápido do que em qualquer outro momento dos últimos 300 milhões de anos, o que leva a um desafio ecológico para os organismos marinhos a nível mundial. Embora este processo afete significativamente mais os organismos marinhos que sintetizam exosqueletos de calcário ou conchas, ainda não está claro como este processo irá afetar organismos calcificados internamente, tais como peixes marinhos. Embora se pense que os peixes adultos são relativamente mais tolerantes a níveis elevados de CO2 ambiental, sabe-se muito pouco sobre a sensibilidade dos estágios iniciais de vida, que são geralmente mais vulneráveis às mudanças ambientais do que os juvenis e os adultos. Determinar que espécies marinhas são sensíveis ou tolerantes aos elevados níveis de CO2 e redução do pH é fundamental para prever os impactos da acidificação dos oceanos nas cadeias alimentares marinhas e nos ecossistemas nos próximos 300 anos. O presente estudo aborda o efeito da acidificação dos oceanos sobre os estágios iniciais de desenvolvimento de três espécies comercialmente importantes, Solea senegalensis, Diplodus sargus, Argyrosomus regius. Estas espécies foram sujeitas a diferentes níveis de pH e ρCO2 (pH 8.0, ~400 μatm; pH 7.8, ~1000 μatm; pH 7.6, ~2000 μatm) desde a fase do ovo até à abertura de boca. Os resultados deste estudo sugerem que a exposição das fases iniciais de vida de Solea senegalensis e Diplodus sargus a elevadas concentrações de CO2 podem levar a taxas de eclosão e crescimento reduzidas e taxas de sobrevivência e peso seco elevados. Quando comparado com os níveis atuais de ρCO2 (400 ppm), a exposição de embriões Argyrosomus regius a 1000 μatm aumentou a sua sobrevivência, crescimento e comprimento total ao fim de 3 dias após eclosão. Não se detetaram diferenças significativas entre tratamentos no que respeita à organogénese e às dimensões e morfologia do ovo. De uma forma geral, este estudo parece indicar que Diplodus sargus e Solea senegalensis são substancialmente mais suscetíveis aos efeitos fisiológicos da acidificação dos oceanos do que Argyrososmus regius que está presumivelmente melhor adaptada às variações das condições ambientais, devido ao seu rápido desenvolvimento e ampla distribuição geográfica.

Aplicação de revestimentos edíveis à base de subprodutos da indústria do pescado na preservação de atum fresco

Hoje em dia, a indústria do pescado enfrenta muitos desafios e oportunidades, uma vez que o peixe é um alimento extremamente perecível em comparação com outros produtos. Por outro lado, este setor gera uma elevada quantidade de subprodutos, das operações tradicionais de filetagem ou de corte em postas. O aproveitamento desses subprodutos assume assim uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas. A maior justificação, porém é de ordem nutricional, pois os subprodutos são uma fonte de nutrientes de baixo custo. Estes subprodutos ou partes subvalorizadas são ricos em proteínas de alto valor biológico e ricos em ácidos gordos polinsaturados da série ómega 3. Acrescenta ainda a presente conjetura económica, desfavorável às empresas do ramo alimentar portuguesas, principalmente às empresas de pescado (devido ao aumento progressivo no preço da matéria-prima) e, urge assim, valorizar os subprodutos e aumentar o tempo de vida útil do pescado fresco, no sentido de revitalizar o mercado. A utilização de revestimentos comestíveis é um método promissor que permite proteger a qualidade dos produtos da pesca, aumentando o tempo de prateleira, sem comprometer a frescura. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de revestimentos à base de gelatina de pele de atum (Thunnus obesus) (5%) com incorporação de extrato de algas (Codium spp e Fucus vesiculosus) (1%) na qualidade físico-química e microbiológica de atum fresco, durante o armazenamento (12 dias a 4°C). Foram desenvolvidas três soluções de revestimento à base de gelatina extraída de peles de atum (G), com ou sem incorporação de extratos de macroalgas (Codium spp (GC) e Fucus vesiculosus (GF)). O método de extração de gelatina a partir de peles de atum foi selecionado com base no rendimento do processo. Os revestimentos foram aplicados por aspersão aos lombos de atum fresco. Ao longo de 12 dias de armazenamento a 4 ± 1°C foram efetuadas várias análises físicas e químicas às postas de atum para poder avaliar o efeito dos revestimentos na manutenção da qualidade do produto. O trabalho realizado demonstrou que a metodologia de extração utilizada permite obter um rendimento na ordem dos 29%. Os revestimentos desenvolvidos juntamente com uma temperatura de armazenamento de 4 °C mostram ser a boa opção para manter os parâmetros de tempo de prateleira do atum durante 12 dias. O teor de azoto básico volátil e o número total de microrganismos apresentam valores inferiores aos limites máximos recomendados, a cor vermelha mantém-se durante mais dias e o valor de pH mantém-se inferior ao controlo para as amostras com revestimento ao fim dos 12 dias. Em suma, a utilização de revestimentos à base de gelatina de peles de atum pode ser uma boa opção para prolongar o tempo de prateleira do atum refrigerado. Por outro lado, o aproveitamento dos subprodutos comestíveis das operações de transformação do atum assume uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas.