Comparison of univariate and multivariate calibration for the determination of micronutrients in pellets of plant materials by laser induced breakdown spectrometry

The application of laser induced breakdown spectrometry (LIBS) aiming the direct analysis of plant materials is a great challenge that still needs efforts for its development and validation. In this way, a series of experimental approaches has been carried out in order to show that LIBS can be used as an alternative method to wet acid digestions based methods for analysis of agricultural and environmental samples. The large amount of information provided by LIBS spectra for these complex samples increases the difficulties for selecting the most appropriated wavelengths for each analyte. Some applications have suggested that improvements in both accuracy and precision can be achieved by the application of multivariate calibration in LIBS data when compared to the univariate regression developed with line emission intensities. In the present work, the performance of univariate and multivariate calibration, based on partial least squares regression (PLSR), was compared for analysis of pellets of plant materials made from an appropriate mixture of cryogenically ground samples with cellulose as the binding agent. The development of a specific PLSR model for each analyte and the selection of spectral regions containing only lines of the analyte of interest were the best conditions for the analysis. In this particular application, these models showed a similar performance. but PLSR seemed to be more robust due to a lower occurrence of outliers in comparison to the univariate method. Data suggests that efforts dealing with sample presentation and fitness of standards for LIBS analysis must be done in order to fulfill the boundary conditions for matrix independent development and validation. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evaluation of laser induced breakdown spectrometry for the determination of macro and micronutrients in pharmaceutical tablets

The aim of this work is to demonstrate the feasibility of laser induced breakdown spectrometry (LIBS) for the determination of macro and micronutrients in multielement tablets. The experimental setup was designed by using a laser Q-switch (Nd:YAG, 10 Hz, lambda = 1064 nm) and the emission signals were collected by lenses into an optical fiber coupled to an echelle spectrometer equipped with a high-resolution intensified charge coupled device (ICCD). Tablets were cryogenically ground and thereafter pelletized before LIBS analysis. Calibration curves were made by employing samples and mixtures of commercial multielement tablets with binders at different ratios. Best results were achieved by using the following experimental conditions: 29 J cm(-2) laser fluence, 165 mm lens to sample distance (f = 200 mm), 2.0 mu s delay time, 5.0 mu s integration time and 5 accumulated laser pulses. In general, the results obtained by the proposed LIBS procedure were in agreement with those obtained by ICP OES from the corresponding acid digests and coefficients variation of LIBS measurements varied from 2 to 16%. The metrological figures of merit indicate that LIBS fits for the intended purposes, and can be recommended for the analysis of multielement tablets and similar matrices aiming the determination of Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, P and Zn.

Evaluation of laser induced breakdown spectroscopy for the determination of micronutrients in plant materials

Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been evaluated for the determination of micronutrients (B, Cu, Fe, Mn and Zn) in pellets of plant materials, using NIST, BCR and GBW biological certified reference materials for analytical calibration. Pellets of approximately 2 mm thick and 15 mm diameter were prepared by transferring 0.5 g of powdered material to a 15 mm die set and applying 8.0 tons cm(-2). An experimental setup was designed by using a Nd:YAG laser operating at 1064 nm (200 mJ per pulse, 10 Hz) and an Echelle spectrometer with ICCD detector. Repeatability precision varied from 4 to 30% from measurements obtained in 10 different positions (8 laser shots per test portion) in the same sample pellet. Limits of detection were appropriate for routine analysis of plant materials and were 2.2 mg kg(-1) B, 3.0 mg kg(-1) Cu, 3.6 mg kg(-1) Fe, 1.8 mg kg(-1) Mn and 1.2 mg kg(-1) Zn. Analysis of different plant samples were carried out by LIBS and results were compared with those obtained by ICP OES after wet acid decomposition. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Optimization and validation of a LIBS method for the determination of macro and micronutrients in sugar cane leaves

Laser induced breakdown spectrometry (LIBS) was applied for the determination of macro (P, K, Ca, Mg) and micronutrients (B, Cu, Fe, Mn and Zn) in sugar cane leaves, which is one of the most economically important crops in Brazil. Operational conditions were previously optimized by a neuro-genetic approach, by using a laser Nd:YAG at 1064 nm with 110 mJ per pulse focused on a pellet surface prepared with ground plant samples. Emission intensities were measured after 2.0 mu s delay time, with 4.5 mu s integration time gate and 25 accumulated laser pulses. Measurements of LIBS spectra were based on triplicate and each replicate consisted of an average of ten spectra collected in different sites (craters) of the pellet. Quantitative determinations were carried out by using univariate calibration and chemometric methods, such as PLSR and iPLS. The calibration models were obtained by using 26 laboratory samples and the validation was carried out by using 15 test samples. For comparative purpose, these samples were also microwave-assisted digested and further analyzed by ICP OES. In general, most results obtained by LIBS did not differ significantly from ICP OES data by applying a t-test at 95% confidence level. Both LIBS multivariate and univariate calibration methods produced similar results, except for Fe where better results were achieved by the multivariate approach. Repeatability precision varied from 0.7 to 15% and 1.3 to 20% from measurements obtained by multivariate and univariate calibration, respectively. It is demonstrated that LIBS is a powerful tool for analysis of pellets of plant materials for determination of macro and micronutrients by choosing calibration and validation samples with similar matrix composition.

Diet and serum micronutrients in relation to cervical neoplasia and cancer among low-income Brazilian women

Cervical cancer is a leading cancer among women in developing countries. Infection with oncogenic human papillomavirus (HPV) types has been recognized as a necessary cause of this disease. Serum carotenoids and tocopherols have also been associated with risk for cervical neoplasia, but results from previous studies were not consistent. We evaluated the association of serum total carotene and tocopherols, and dietary intakes with the risk of newly diagnosed, histologically confirmed cervical intraepithelial neoplasia (CIN) grades 1, 2, 3 and invasive cancer in a hospital-based case-control study in Sao Paulo, Brazil. The investigation included 453 controls and 4 groups of cases (CIN1, n = 140; CIN2, n = 126; CIN3, n = 231; invasive cancer, n = 108) recruited from two major public clinics between 2003 and 2005. Increasing concentrations of serum lycopene were negatively associated with CIN1, CIN3 and cancer, with odds ratios (OR) (95% CI) for the highest compared to the lowest tertile of 0.53 (0.27-1.00, p for trend = 0.05), 0.48 (0.22-1.04, p for trend = 0.05) and 0.18 (0.06-0.52, p for trend = 0.002), respectively, after adjusting for confounding variables and HPV status. Increasing concentrations of serum alpha- and gamma-tocopherols, and higher dietary intakes of dark green and deep yellow vegetables/fruit were associated with nearly 50% decreased risk of CIN3. These results support the evidence that a healthy and balanced diet leading to provide high serum levels of antioxidants may reduce cervical neoplasia risk in low-income women.

Assessing the validity of a food frequency questionnaire among low-income women in São Paulo, southeastern Brazil

This study describes the validity of a food frequency questionnaire (FFQ) in 93 low-income women (20-65 years), participating in a case-control study in São Paulo, Brazil. Two FFQ (FFQ1 and FFQ2, 12 months apart) and three 24-hour dietary recalls (24hR) were conducted between 2003 and 2004 to estimate dietary intake during the past year. The Pearson correlation coefficients (crude, energy-adjusted and de-attenuated) were used for comparisons between FFQ and 24hR. The agreement between the methods was further examined by the Bland-Altman analysis. For the assessment of long-term reliability, the energy-adjusted intra-class correlation coefficients were mostly around 0.40, but higher for vitamin A and folate (0.50-0.56). Energy-adjusted, attenuation-corrected Pearson validity correlations between FFQ and DR ranged from 0.30-0.54 for macronutrients to 0.20-0.48 for micronutrients, with higher value for calcium (0.75). There were small proportions of grossly misclassified nutrient intakes, while Bland-Altman plots indicated that the FFQ is accurate in assessing nutrient intake at a group level.

Recommendations for folate intake in women: implications for public health strategies

Folate deficiency has been associated with anemia and other adverse outcomes in pregnancy such as neural tube defects. The current recommendations for prevention of such outcomes are difficult to achieve through diet only, and folic acid supplementation and food fortification are feasible public health strategies. However, it is necessary to determine the usual diet and supplement use among women of reproductive age, including an accurate assessment of other dietary micronutrients. In addition to the beneficial effects observed in randomized clinical trials, health risks to the population have also been widely evaluated and discussed in the scientific community: for a minority to benefit from fortification programs, many are exposed to high folic acid intake levels.

Vitaminas e minerais com propriedades antioxidantes e risco cardiometabólico: controvérsias e perspectivas

No processo celular de obtenção de energia, são gerados compostos chamados espécies reativas de oxigênio (ERO) que, em excesso, podem causar danos celulares. Estresse oxidativo resulta do desequilíbrio no estado de óxido-redução a favor da oxidação. Dos mecanismos de defesa antioxidante, participam enzimas endógenas e algumas vitaminas e minerais. A vitamina E encontra-se no plasma e na partícula de LDL, protegendo lipídeos da oxidação. Estudos observacionais relataram associação inversa entre ingestão de vitamina E e risco cardiometabólico (RCM). Entretanto, ensaios clínicos não comprovaram a eficácia de sua suplementação nos desfechos cardiometabólicos. A vitamina C participa do sistema de regeneração da vitamina E, mantendo o potencial antioxidante plasmático. Dados sobre os benefícios de sua suplementação na redução do risco cardiometabólico são inconclusivos. A atividade antioxidante dos carotenoides é responsável, em parte, por seu papel protetor contra doenças cardiovasculares e cânceres. A suplementação desse nutriente também não trouxe resultados consistentes no que se refere à redução do RCM. A participação do zinco e do selênio na defesa antioxidante vem sendo estudada mais recentemente, mas a sua suplementação em indivíduos com níveis séricos normais e ingestão adequada na dieta desses minerais não parece ser necessária. De um modo geral, há muita controvérsia sobre o papel desses micronutrientes no RCM. Estudos epidemiológicos sugerem que o consumo de substâncias antioxidantes provenientes da dieta ou dietas ricas em frutas e hortaliças diminui o RCM. Mais estudos são necessários antes de se recomendar o uso de antioxidantes isolados na forma de suplementos para tal finalidade.

Estado nutricional e adequação da ingestão de energia e nutrientes em pacientes com insuficiência cardíaca

FUNDAMENTO: Maior conhecimento sobre o estado nutricional e a ingestão de energia e nutrientes é necessário para auxiliar no tratamento de pacientes com insuficiência cardíaca (IC). OBJETIVO: Verificar o estado nutricional e analisar a adequação da ingestão de energia, macro e micronutrientes de pacientes com IC em atendimento ambulatorial. MÉTODOS: Foram coletados dados antropométricos e de ingestão alimentar habitual de 125 pacientes (72% homens, 52,1±9,8 anos, IMC 26,9±4,4 kg/m²). As variáveis antropométricas foram comparadas entre os sexos, e analisou-se a adequação da ingestão de energia e nutrientes perante as recomendações. RESULTADOS: Depleção ou risco de depleção das reservas musculares estava presente em 38,4% dos pacientes (associação com sexo masculino; p < 0,0001). Em 69,6% dos casos, a ingestão média de energia foi menor que as necessidades energéticas (p < 0,0001). Entre os micronutrientes analisados, magnésio, zinco, ferro e tiamina apresentaram prevalências de inadequação importantes, e a maioria dos pacientes teve consumo de cálcio e potássio abaixo da ingestão adequada e consumo de sódio acima. CONCLUSÃO: Pacientes ambulatoriais com IC apresentam depleção de reservas musculares, com ingestão inadequada de energia e diversos nutrientes. Não se observou associação significante entre quantidade de energia proveniente da dieta habitual e o estado nutricional. O acompanhamento multiprofissional deve ser estimulado para avaliar melhor o estado geral desses pacientes.

Consumo alimentar de micronutrientes entre pré-escolares no domicílio e em escolas de educação infantil do município de Caxias do Sul (RS)

OBJETIVO: Avaliar a ingestão alimentar de micronutrientes em pré-escolares no domicílio e em escolas de educação infantil públicas e particulares. MÉTODOS: Estudo transversal realizado com 362 pré-escolares entre dois e seis anos de idade, em Caxias do Sul (RS) Brasil, em 2007. A ingestão alimentar na escola foi avaliada por meio do método de pesagem direta individual, e no domicílio, por meio de registro alimentar realizado pelos pais ou responsáveis. Foi calculada a ingestão alimentar de cálcio, ferro, folato, vitamina A, vitamina C e zinco de acordo com o local da refeição e tipo de escola. RESULTADOS: Houve maior ingestão de alimentos contendo ferro, folato e vitamina C durante o período em que as crianças permaneceram na escola infantil, e maior ingestão de cálcio, vitamina A e zinco no domicílio. Houve significativamente maior ingestão de alimentos contendo ferro (p=0,03), folato (p=0,03), vitamina A (p<0,01) e vitamina C (p<0,01) pelas crianças da escola particular e maior ingestão de cálcio (p<0,01) e zinco (p<0,01) na escola pública. Quanto à prevalência de inadequação dos micronutrientes, as crianças não apresentaram risco deficiente para ingestão de ferro, folato, vitamina A e C e zinco, porém apenas 67,4% apresentaram ingestão de cálcio igual ou acima ao valor de referência. CONCLUSÃO: Os achados sugerem que o consumo de cálcio, vitamina A e zinco foi maior nos domicílios, apesar de as crianças permanecerem a maior parte do dia nas escolas. O consumo diário de micronutrientes de crianças de escolas públicas e particulares não diferiu significativamente, mesmo com diferenças nos cardápios.

Aversão alimentar adquirida e qualidade de vida em mulheres com neoplasia mamária

OBJETIVO: Avaliar o comportamento alimentar de mulheres com câncer de mama submetidas à quimioterapia, e sua relação com a qualidade de vida destas pacientes. MÉTODOS: A partir de um ensaio clínico do tipo antes e depois, selecionou-se 25 mulheres do Hospital AC Camargo (São Paulo, Brasil) durante o período de outubro de 2005 a abril de 2006. As pacientes inclusas no estudo apresentavam diagnóstico de câncer de mama, com estadiamento I e II e indicação de tratamento quimioterápico adjuvante. Nos momentos T0 (antes) e T1 (após o tratamento quimioterápico), o comportamento alimentar (consumo e aversão alimentar) foi avaliado por três recordatórios 24 horas e um questionário Food Action, respectivamente. A qualidade de vida foi monitorada por meio do questionário Functional Assessment of Cancer Therapy-Breast. RESULTADOS: Após o tratamento quimioterápico (T1), o consumo de macro e micronutrientes não apresentou alterações significantes, mas o consumo de frutas e sucos aumentou (p=0,03). Perfil inverso foi observado em relação à preferência por café preto (p=0,01) e pelo grupo de bebidas (p<0,001). Alimentos gordurosos (38%), laticínios (23%), café preto (15%), chá (15%), chocolate (7%) e carne vermelha (7%) foram os principais alimentos associados ao desconforto das pacientes. Análises de qualidade de vida mostraram que o tratamento quimioterápico promoveu significante redução no bem estar físico (p<0,01). Após o mesmo, algumas variáveis do comportamento alimentar foram significantemente correlacionadas com os parâmetros de qualidade de vida. CONCLUSÃO: A relação bilateral entre comportamento alimentar e qualidade de vida foi modificada negativamente pelo tratamento quimioterápico.

Adolescentes modelos de passarela: como é o consumo alimentar deste grupo?

OBJETIVO: Avaliar a adequação da ingestão de energia, macro e micronutrientes em adolescentes modelos de passarela. MÉTODOS: Estudo transversal de 33 adolescentes modelos e 33 não modelos, de 15 a 18 anos, pareadas por idade e índice de massa corpórea (IMC). A ingestão alimentar foi avaliada por meio de registro alimentar de três dias, sendo calculados os valores médios de energia, em kcal, os valores proporcionais dos macronutrientes em relação ao valor calórico total da dieta consumida, bem como os valores médios/medianos dos seguintes micronutrientes: cálcio, ferro, zinco, fósforo, magnésio, folato, vitamina D, vitamina C, vitamina A e vitamina E. RESULTADOS: Verificou-se que 24% das adolescentes do estudo apresentaram IMC abaixo dos valores mínimos para a idade. A média de ingestão de energia foi menor entre as modelos, em comparação às adolescentes não modelos (1.480,93±582,95 versus 1.973,00±557,63 kcal) (p<0,05). A ingestão de gorduras acima do recomendado foi semelhante entre os grupos - 30,3% das adolescentes modelos e 36,4% das adolescentes não modelos (p>0,05). O consumo inadequado de micronutrientes como o cálcio, ferro, zinco, magnésio, fósforo, vitaminas lipossolúveis, folato e ácido ascórbico ocorreu em ambos os grupos. CONCLUSÕES: A baixa ingestão energética (kcal) entre as modelos e a ingestão insuficiente de minerais e vitaminas alertam para que as agências de modelos comprometam-se com a saúde dessas adolescentes, garantindo um acompanhamento médico e nutricional.

Influence of food components on lipid metabolism: scenarios and perspective on the control and prevention of dyslipidemias

Cardiovascular diseases (CVD) are the main causes of death in the Western world. Among the risk factors that are modifiable by diet, for reducing cardiovascular disease risks, the total plasma concentrations of cholesterol, triglycerides, LDL-C, and HDL-C are the most important. Dietary measures can balance these components of the lipid profile thus reducing the risk of cardiovascular diseases. The main food components that affect the lipid profile and can be modified by diet are the saturated and trans fats, unsaturated fats, cholesterol, phytosterols, plant protein, and soluble fiber. A wealth of evidence suggests that saturated and trans fats and cholesterol in the diet raise the total plasma cholesterol and LDL-C. Trans fats also reduce HDL-C, an important lipoprotein for mediating the reverse cholesterol transport. On the other hand, phytosterols, plant proteins, isoflavones, and soluble fiber are protective diet factors against cardiovascular diseases by modulating plasma lipoprotein levels. These food components at certain concentrations are able to reduce the total cholesterol, TG, and LDL-C and raise the plasma levels of HDL-C. Therefore, diet is an important tool for the prevention and control of cardiovascular diseases, and should be taken into account as a whole, i.e., not only the food components that modulate plasma concentrations of lipoproteins, but also the diet content of macro nutrients and micronutrients should be considered.

Densidade mineral óssea, composição corporal e ingestão alimentar de adolescentes modelos de passarela

OBJETIVO: Avaliar a densidade mineral óssea (DMO) e relacioná-la com a ingestão alimentar e composição corporal de adolescentes modelos de passarela. MÉTODOS: Estudo transversal avaliando 33 modelos e 33 não modelos de 15 a 18 anos pareadas por idade e índice de massa corporal (IMC). A densidade mineral óssea da coluna (L1-L4) foi avaliada por meio da técnica da absorciometria de feixe duplo de energia (Lunar® DPX Alpha), e a composição corporal, pela técnica de pletismografia. A ingestão alimentar foi avaliada por meio do registro alimentar de 3 dias. RESULTADOS: A média de idade das adolescentes foi de 16,75±1,04 anos, sendo que 24 por cento apresentaram IMC abaixo dos valores ideais para a idade. Não houve diferença de DMO entre modelos (1,108±0,080 g/cm2) e não modelos (1,096±0,102 g/cm2) (p > 0,05), sendo identificada uma porcentagem de 6 por cento de baixa DMO para a idade. Observou-se que a média de ingestão de energia foi menor entre as modelos em comparação às adolescentesnão modelos (1.480,93±582,95 versus 1.973,00±557,63 kcal) (p > 0,05) e que a maioria das adolescentes de ambos os grupos apresentou consumo inadequado de micronutrientes, ressaltando-se a baixa ingestão de cálcio. Verificou-se correlação significativa da DMO apenas com a massa magra (kg) (modelos r = 0,362 e não modelos r = 0,618; p < 0,05). CONCLUSÃO: Apesar de não ter sido encontrada associação entre a DMO, o IMC e a ingestão de nutrientes importantes no processo de mineralização óssea, as inadequações na ingestão alimentar podem influenciar negativamente a aquisição de massa óssea, que se encontra potencializada neste estágio de vida

Deficiência em micronutrientes em mudas de sangra d'agua (Croton urucurana, Baill.)

This study had the following objectives: to induce and describe symptoms of deficiency of boron (B), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), molybdenum (Mo) and zinc (Zn), determining the effect on the mineral composition of leaves. The experiment was developed in a green house and used diagnosis technique by subtraction. The experimental design usedn was a randomized blocks, with seven treatments and three replicates. It was verified that micronutrient omission led to morphological alterations which, in turn, caused visual symptoms. The symptoms caused by the omission of Cu, Mn and Zn were the first to appear, and were followed by those of B, Fe and Mo. The omission of B, Mn and Zn was responsible for the more pronounced reduction in height and stem diameter.