Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Properties and Sustainability of Biodiesel from Animal Fats and Fish Oil

This work presents and analyses the fat and fuel properties and the methyl ester profile of biodiesel from animal fats and fish oil (beef tallow, pork lard, chicken fat and sardine oil). Also, their sustainability is evaluated in comparison with rapeseed biodiesel and fossil diesel, currently the dominant liquid fuels for transportation in Europe. Results show that from a technological point of view it is possible to use animal fats and fish oil as feedstock for biodiesel production. From the sustainability perspective, beef tallow biodiesel seems to be the most sustainable one, as its contribution to global warming has the same value of fossil diesel and in terms of energy efficiency it has the best value of the biodiesels under consideration. Although biodiesel is not so energy efficient as fossil diesel there is room to improve it, for example, by replacing the fossil energy used in the process with renewable energy generated using co-products (e.g. straw, biomass cake, glycerine).

Assessment of guanylin peptides system in type 2 diabetes

Os doentes com diabetes mellitus tipo 2 apresentam predisposição para a retenção de sódio e são frequentemente hipertensos. No entanto, os mecanismos implicados na dificuldade do rim diabético em mobilizar o sódio são, ainda, pouco compreendidos. Os peptídeos da família das guanilinas estão envolvidos na regulação do transporte de electrólitos e água nos epitélios intestinal e renal, através da activação do receptor guanilato ciclase-C (GC-C) e subsequente libertação intracelular de GMPc. O objectivo do presente estudo foi a avaliação da actividade do sistema dos peptídeos das guanilinas (SPG) e do seu papel na regulação do balanço de sódio num modelo animal de diabetes tipo 2. Ratinhos machos C57BL/6 foram submetidos a uma dieta com alto teor de gordura e rica em hidratos de carbono simples (ratinhos diabéticos) ou a uma dieta normal (ratinhos controlo). A expressão renal e intestinal da guanilina (GN), uroguanilina (UGN) e do receptor GC-C assim como os níveis de GMPc na urina e plasma foram avaliados nos ratinhos controlo e diabéticos, durante a ingestão de dietas normo (NS) e hiper-salina (HS). Nos ratinhos diabéticos, durante a dieta NS verificou-se um aumento significativo da pressão arterial que foi acompanhado de redução da expressão do ARNm da GN, UGN e do GC-C no intestino e de aumento da expressão de ARNm da UGN no rim. A dieta HS induziu um aumento da expressão do ARNm da UGN no jejuno dos ratinhos controlo mas não nos diabéticos. Os ratinhos diabéticos apresentaram níveis urinários de GMPc inferiores aos controlos, em condições de dieta NS. Em conclusão, os nossos resultados sugerem que na diabetes tipo 2 ocorre uma redução da actividade intestinal do SPG que é acompanhada por um aumento compensatório da actividade renal do SPG. A diminuição da actividade do SPG intestinal na diabetes tipo 2 deve-se não só a uma redução da expressão dos peptídeos GN e UGN, mas também a uma redução da expressão do seu receptor, GC-C. Estes resultados sugerem que o SPG pode contribuir para a sensibilidade ao sódio na diabetes.

Validation of a single-extraction procedure for sequential analysis of vitamin E, cholesterol, fatty acids, and total fat in seafood

Food lipid major components are usually analyzed by individual methodologies using diverse extractive procedures for each class. A simple and fast extractive procedure was devised for the sequential analysis of vitamin E, cholesterol, fatty acids, and total fat estimation in seafood, reducing analyses time and organic solvent consumption. Several liquid/liquid-based extractive methodologies using chlorinated and non-chlorinated organic solvents were tested. The extract obtained is used for vitamin E quantification (normal-phase HPLC with fluorescence detection), total cholesterol (normal-phase HPLC with UV detection), fatty acid profile, and total fat estimation (GC-FID), all accomplished in <40 min. The final methodology presents an adequate linearity range and sensitivity for tocopherol and cholesterol, with intra- and inter-day precisions (RSD) from 3 to 11 % for all the components. The developed methodology was applied to diverse seafood samples with positive outcomes, making it a very attractive technique for routine analyses in standard equipped laboratories in the food quality control field.

Plaster body wrap: effects on abdominal fat

Background Abdominal fat is associated with metabolic disorders, leading to cardiovascular risk factors and numerous diseases. This study aimed to analyze the effect of plaster body wrap in combination with aerobic exercise on abdominal fat. Methods Nineteen female volunteers were randomly divided into intervention group (IG; n = 10) performing aerobic exercise with plaster body wrap, and control group (CG; n = 9) performing only exercise. Subcutaneous and visceral fat were measured using ultrasound; subcutaneous fat was also estimated on analysis of skinfolds and abdominal perimeters. Results At the end of the 10-sessions protocol, the IG demonstrated a significant decrease (p ≤ 0.05) in subcutaneous fat at the left anterior superior iliac spine (ASIS) level and in iliac crest perimeter measurements. A large intervention effect size strength (0.80) was found in subcutaneous fat below the navel and a moderate effect size strength on the vertical abdominal skinfold (0.62) and the perimeter of the most prominent abdominal point (0.57). Comparing the initial and final data of each group, the IG showed a significant decrease in numerous variables including visceral and subcutaneous fat above and below the navel measured by ultrasound (p ≤ 0.05). Conclusion Plaster body wrap in combination with aerobic exercise seems to be effective for abdominal fat reduction.

Novos processos e produtos para o couro de base vegetal

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

Estudo da produção e aplicação de cola animal

Com as crescentes exigências do mercado e fortes restrições a nível ambiental, as indústrias modernas tendem a progredir no sentido da eficiência, sustentabilidade e rentabilidade dos seus processos produtivos. Sendo a indústria dos curtumes uma forte geradora de resíduos sólidos, é indispensável criar alternativas à valorização desses mesmos resíduos de forma a cumprir todos os requisitos ambientais. Este trabalho remete à reutilização dos resíduos, provenientes da divisão da pele em tripa após operação de descarna, com o intuito de se desenvolver um novo bio-produto apto para ser utilizado noutros sectores industriais. Os resíduos em causa consistem maioritariamente em colagéneo, que apresenta um enorme potencial para se produzir cola animal. Desta forma, este trabalho tem como objectivo principal avaliar a utilização deste tipo de resíduo na produção de um novo bio-produto, cola animal, e testar a sua aplicabilidade técnica e funcional. Com a realização deste trabalho, mostrou-se ser possível produzir um produto, a partir de retalhos da indústria de curtumes, com um perfil de carácter positivo no que diz respeito à viabilidade técnica e funcional da utilização da cola animal como eventual alternativa a um ligante, para formulações de colas de base aquosa para a indústria gráfica e do papel.

Milk intake is inversely related to body mass index and body fat in girls

Dairy foods comprise a range of products with varying nutritional content. The intake of dairy products (DPs) has been shown to have beneficial effects on body weight and body fat. This study aimed to examine the independent association between DP intake, body mass index (BMI), and percentage body fat (%BF) in adolescents. A cross-sectional, school-based study was conducted with 1,001 adolescents (418 boys), ages 15–18 years, from the Azorean Archipelago, Portugal. Anthropometric measurements were recorded (weight and height), and %BF was assessed using bioelectric impedance analysis. Adolescent food intake was measured using a self-administered, semiquantitative food frequency questionnaire. Data were analyzed separately for girls and boys, and separate multiple linear regression analysis was used to estimate the association between total DP, milk, yogurt, and cheese intake, BMI, and %BF, adjusting for potential confounders. For boys and girls, respectively, total DP consumption was 2.6 ± 1.9 and 2.9 ± 2.5 servings/day (P = 0.004), while milk consumption was 1.7 ± 1.4 and 2.0 ± 1.7 servings/day (P = 0.001), yogurt consumption was 0.5 ± 0.6 and 0.4 ± 0.7 servings/day (P = 0.247), and cheese consumption was 0.4 ± 0.6 and 0.5 ± 0.8 servings/day (P = 0.081). After adjusting for age, birth weight, energy intake, protein, total fat, sugar, dietary fiber, total calcium intake, low-energy reporters, parental education, pubertal stage, and physical activity, only milk intake was negatively associated with BMI and %BF in girls (respectively, girls: β = −0.167, P = 0.013; boys: β = −0.019, P = 0.824 and girls: β = −0.143, P = 0.030; boys: β = −0.051, P = 0.548). Conclusion: We found an inverse association between milk intake and both BMI and %BF only in girls.

Effects of a home-based exercise program in body composition, abdominal fat and lipid profile in patients with coronary artery disease

Introduction: Coronary artery disease and aging seems to be associated with a sedentary lifestyle, contributing to increased abdominal fat and consequently metabolic complications. The exercise can break this cycle by stimulating lipolysis and the use of fatty acids. In Europe there is still a lack of cardiac rehabilitation programmes in hospitals, therefore, this study aims to demonstrate the advantages of implementing home-based exercise programmes, as well as, their effects on cardiovascular prevention. This study analyzed the effects of a home-based exercise programme, in patients with coronary artery disease (myocardial infarction for 1 year), in body composition, abdominal fat, lipid profile. Methods: An ongoing randomized controlled trial with a sample of 20 participants were randomly allocated to intervention (n = 10) and control groups (n = 10). Intervention group performed a specific exercise programme during 8 weeks, consisting of ten home based exercises taking into account flexibility, muscle endurance and strength as well as cardiovascular endurance. Skinfolds thickness were measure to calculate the percentage of total fat: Skinfolds used were suprailiac, abdominal horizontal and vertical. Body mass index calculation and blood tests for lipidic profile were performed. Results: After eight weeks the intervention group decreased significantly the percentage of total fat (p < 0.05), the suprailiac skinfold (p < 0.05), the abdominal horizontal and vertical skinfold (p < 0.05) when compared with control group. In the intervention group it was observed after 8 weeks a significant decrease in body mass index, LDL-cholesterol and triglycerides. Conclusions: Home-based exercise programme influenced body composition, abdominal fat and lipid profile. These results highlight the importance of implementing home based exercises that are easy and cheap to implement in cardiac patients, in order to promote health and reduce cardiovascular risk factors.

Effects of microcurrents and physical exercise on the abdominal fat: a randomized controlled trial in patients with coronary artery disease

Objectives: Coronary artery disease are associated with decreased levels of physical activity, contributing to increases in abdominal fat and consequently the metabolic risk. The use of microcurrents is an innovative and effective method to increase lipolytic rate of abdominal adipocytes. This study aims to investigate the effects of microcurrents with a homebased exercise program on total, subcutaneous and visceral abdominal adipose tissue in subjects with coronary artery disease. Methods: This controlled trial included 44 subjects with myocardial infarction, randomly divided into Intervention Group 1 (IG1; n = 16), Intervention Group 2 (IG2; n = 12) and Control Group (CG; n = 16). IG1 performed a specific exercise program at home during 8 weeks, and IG2 additionally used microcurrents on the abdominal region before the exercise program. All groups were subjected to health education sessions. Computed Tomography was used to evaluate abdominal, subcutaneous and visceral fat, accelerometers to measure habitual physical activity and the semiquantitative Food Frequency Questionnaire for dietary intake. Results: After 8 weeks, IG2 showed a significantly decreased in subcutaneous fat (p ≤ 0.05) when compared to CG. Concerning visceral fat, both intervention groups showed a significant decrease in comparison to the CG (p ≤ 0.05). No significant changes were found between groups on dietary intake and habitual physical activity, except for sedentary activity that decreased significantly in IG2 in comparison with CG (p ≤ 0.05). Conclusions: This specific exercise program showed improvements in visceral fat in individuals with coronary artery disease. Microcurrent therapy associated with a home-based exercise program suggested a decreased in subcutaneous abdominal fat.

Effects of microcurrents and physical exercise on the abdominal fat in patients with coronary artery disease

Introduction Coronary artery disease is associated with decreased levels of physical activity, contributing to increases in abdominal fat and consequently increasing metabolic risk. The innovative use of microcurrents may be an effective method to increase the lipolytic rate of abdominal adipocytes. This study aimed to investigate the effects of utilizing microcurrents in a home-based exercise program in subjects with coronary artery disease to assess changes in total, subcutaneous and visceral abdominal adipose tissue. Methods This controlled trial included 44 subjects with myocardial infarction, randomly divided into Intervention Group 1 (IG1; n = 16), Intervention Group 2 (IG2; n = 12) and Control Group (CG; n = 16). IG1 performed a specific exercise program at home during 8 weeks, and IG2 additionally used microcurrents on the abdominal region before the exercise program. All groups were given health education sessions. Computed tomography was used to evaluate abdominal, subcutaneous and visceral fat, accelerometers to measure habitual physical activity and the semi-quantitative food frequency questionnaire for dietary intake. Results After 8 weeks, IG2 showed a significantly decrease in subcutaneous fat (p ≤ 0.05) when compared to CG. Concerning visceral fat, both intervention groups showed a significant decrease in comparison to the CG (p ≤ 0.05). No significant changes were found between groups on dietary intake and habitual physical activity, except for sedentary activity that decreased significantly for IG2 in comparison with CG (p ≤ 0.05). Conclusion This specific home-based exercise program using microcurrent therapy for individuals with coronary artery disease showed improvements in visceral and subcutaneous abdominal fat.