Quantificação de açúcares com uma língua eletrónica: calibração multivariada com seleção de sensores

Este trabalho incide na análise dos açúcares majoritários nos alimentos (glucose, frutose e sacarose) com uma língua eletrónica potenciométrica através de calibração multivariada com seleção de sensores. A análise destes compostos permite contribuir para a avaliação do impacto dos açúcares na saúde e seu efeito fisiológico, além de permitir relacionar atributos sensoriais e atuar no controlo de qualidade e autenticidade dos alimentos. Embora existam diversas metodologias analíticas usadas rotineiramente na identificação e quantificação dos açúcares nos alimentos, em geral, estes métodos apresentam diversas desvantagens, tais como lentidão das análises, consumo elevado de reagentes químicos e necessidade de pré-tratamentos destrutivos das amostras. Por isso se decidiu aplicar uma língua eletrónica potenciométrica, construída com sensores poliméricos selecionados considerando as sensibilidades aos açucares obtidas em trabalhos anteriores, na análise dos açúcares nos alimentos, visando estabelecer uma metodologia analítica e procedimentos matemáticos para quantificação destes compostos. Para este propósito foram realizadas análises em soluções padrão de misturas ternárias dos açúcares em diferentes níveis de concentração e em soluções de dissoluções de amostras de mel, que foram previamente analisadas em HPLC para se determinar as concentrações de referência dos açúcares. Foi então feita uma análise exploratória dos dados visando-se remover sensores ou observações discordantes através da realização de uma análise de componentes principais. Em seguida, foram construídos modelos de regressão linear múltipla com seleção de variáveis usando o algoritmo stepwise e foi verificado que embora fosse possível estabelecer uma boa relação entre as respostas dos sensores e as concentrações dos açúcares, os modelos não apresentavam desempenho de previsão satisfatório em dados de grupo de teste. Dessa forma, visando contornar este problema, novas abordagens foram testadas através da construção e otimização dos parâmetros de um algoritmo genético para seleção de variáveis que pudesse ser aplicado às diversas ferramentas de regressão, entre elas a regressão pelo método dos mínimos quadrados parciais. Foram obtidos bons resultados de previsão para os modelos obtidos com o método dos mínimos quadrados parciais aliado ao algoritmo genético, tanto para as soluções padrão quanto para as soluções de mel, com R²ajustado acima de 0,99 e RMSE inferior a 0,5 obtidos da relação linear entre os valores previstos e experimentais usando dados dos grupos de teste. O sistema de multi-sensores construído se mostrou uma ferramenta adequada para a análise dos iii açúcares, quando presentes em concentrações maioritárias, e alternativa a métodos instrumentais de referência, como o HPLC, por reduzir o tempo da análise e o valor monetário da análise, bem como, ter um preparo mínimo das amostras e eliminar produtos finais poluentes.

Composição química e atividade antioxidante de maracujá-roxo (Passiflora edulis Sims edulis)em diferentes graus de maturação

O maracujá-roxo é um fruto tropical que tem ganho destaque devido ao seu valor nutricional, organolético e às emergentes descobertas acerca das suas propriedades farmacêuticas e antioxidantes. Durante o processo de maturação decorrem várias reações de ordem física e química, e no intuito de enriquecer o conhecimento acerca de como a composição química e as propriedades do maracujá-roxo evoluem ao longo da maturação, este trabalho consistiu na caracterização física do fruto inteiro e na caracterização química geral das sementes, casca e polpa em frutos separados em cinco graus de maturação diferentes (G1 a G5). Foi também avaliada a atividade antioxidante (atividade antiradicalar e poder redutor), e o teor em compostos fenólicos (fenóis totais, derivados do ácido hidroxicinâmico e flavonóis) das diferentes matrizes que compõem o fruto ao longo da maturação. A partir dos resultados obtidos verificou-se na casca que o teor em cinza bruta aumenta essencialmente entre G1 e G2 enquanto se verificou uma diminuição da proteína. Em relação à semente, o teor em cinza bruta aumenta gradualmente, e o teor em proteína aumenta de G1 para G2, estabilizando posteriormente nos 8% (base seca). O teor em gordura aumenta gradualmente ao longo da maturação, verificando-se um maior acumulo entre G1 e G2 (9,9 e 19,1% respetivamente). No que respeita à polpa, há uma diminuição nos teores de cinza e proteína e aumento dos sólidos solúveis totais.Verificou-se um aumento ligeiro do pH ao longo da maturação (entre 2,8 a 3,1) e uma diminuição da acidez (entre 12,1 e 6,7 g de ácido cítrico 100 mL-1). Constatou-se que os açúcares predominantes na polpa foram a sacarose, frutose e glucose. Quanto aos ácidos orgánicos, o ácido cítrico foi o maioritário em todos os graus de maturação e teores mais baixos foram quantificados para os ácidos málico e ascórbico. Entre as diferentes partes do fruto estudadas, as cascas foram a matriz mais antioxidante, aumentando o seu potencial bioativo durante a maturação. As sementes apresentaram valores mais elevados de fenóis totais, derivados do ácido hidroxicinâmico e flavonóis. Foi verificado que a atividade antioxidante esteve correlacionada com os valores de fenóis totais presentes nas diferentes partes do fruto ao longo da maturação. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro estudo que toma em consideração as alterações sofridas pelas diferentes partes do maracujá-roxo produzido em Portugal, ao longo da maturação.

Aplicação de radiação gama a Ginkgo biloba L. e avaliação da sua composição química através de técnicas cromatográficas

A irradiação é uma técnica de conservação acreditada para ingredientes secos e representa quase 50% do mercado mundial relativamente à desinfestação póscolheita (~186 000 ton). Para além da sua aplicabilidade para conservação apresentase também, como uma solução adequada para o tratamento pós-colheita de plantas medicinais, a fim de garantir a sua descontaminação [1,2]. Neste estudo, foram avaliados os efeitos da radiação gama (1 e 10 kGy) na composição química de amostras de Ginkgo biloba L. desidratadas. Foram analisadas moléculas lipofílicas e hidrofílicas utilizando técnicas cromatográficas acopladas a diferentes detetores. Os açúcares livres foram analisados por HPLC-RI, os ácidos gordos por GC-FID, os ácidos orgânicos por HPLC-PDA e os tocoferois por HPLC-fluorescência. De acordo com os resultados obtidos foi evidente a preservação dos ácidos gordos, dos vitâmeros γ- e δ-tocoferol, da frutose, trealose e dos ácidos quínico e shikímico. Em particular, a dose de 1 kGy manteve o teor em α-tocoferol e em ácidos oxálico e málico, enquanto que a dose de 10 kGy diminuiu a concentração de α-tocoferol, glucose, sacarose e ácidos oxálico e málico. Deste modo e numa avaliação geral, 1 kGy seria a dose recomendada para manter o perfil químico relativo a estas moléculas no Gingko biloba L.

Caracterização cromatográfica de moléculas bioativas em frutos silvestres de Fragaria vesca L.

Fragaria vesca L., morango silvestre, pertence à família das Rosaceae e é comumente encontrada nas bermas e taludes [1]. Os seus frutos pequenos e de sabor doce podem ser consumidos em fresco como uma fonte de vitamina C, ou em infusões muito utilizadas no tratamento de vários transtornos intestinais [2]. No presente trabalho, os frutos de F. vesca silvestre foram caracterizados em termos de valor nutricional (hidratos de carbono, proteínas, gordura, cinzas e valor energético), teor em fibra alimentar e perfil em ácidos gordos. Para além disso, os frutos e respetivas infusões foram também caracterizados pelo seu conteúdo em açúcares solúveis, ácidos orgânicos, folatos e tocoferóis por técnicas de HPLC acoplada a detectores de índice de refração, fotodíodos e fluorescência, respetivamente, e também pela sua composição mineral avaliada por espectroscopia de absorção atómica. Os hidratos de carbono foram os macronutrientes maioritários nos frutos, seguidos pela gordura total, cinzas e proteínas. Também demonstraram teores elevados em fibra alimentar, maioritariamente fibra solúvel. Os ácidos linolénico (C18:3n3) e γ-linolénico (C18:3n6) foram os ácidos gordos maioritários, havendo uma prevalência de ácidos gordos polinsaturados. Os frutos e as respetivas infusões apresentaram sacarose, seguida da frutose, como sendo os açúcares maioritários. O ácido cítrico foi o ácido orgânico mais abundante em ambas as amostras, enquanto os ácidos oxálico e ascórbico foram detetados nas infusões em concentrações vestigiais. Em termos de microelementos, o manganês foi o mais abundante em ambas as amostras; o potássio e o cálcio foram os macroelementos maioritários encontrados nos frutos e nas suas infusões, respetivamente. Em termos de vitaminas, ambas as amostras apresentaram folatos (vitamina B9) e tocoferóis (vitamina E), sendo o γ-tocoferol a isoforma mais abundante, seguido de α-tocoferol. É de referir que nas infusões foi somente encontrada a isoforma de α-tocoferol. Apesar dos frutos de F. vesca silvestre serem normalmente consumidos em fresco, este estudo prova a potencialidade das suas infusões como uma fonte de moléculas bioativas.

Influência da radiação por feixe de eletrões no perfil cromatográfico de Bauhinia variegata var candida: flor comestível proveniente do brasil

As flores de Bauhinia variegata var candida apresentam coloração branca e são vulgarmente conhecidas como “patas de vaca branca”, sendo muito utilizadas na cozinha gourmet como forma de aumentar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos [1,2]. No presente estudo, as flores foram submetidas a radiação por feixe de eletrões em diferentes doses (0,5 e 0,8 kGy) como forma de descontaminação, e seguidamente analisadas em termos de parâmetros nutricionais (humidade, proteínas, gordura, hidratos de carbono e cinzas) e perfis em açúcares livres (HPLCRI), ácidos gordos (GC-FID), tocoferóis (HPLC-Fluorescência) e ácidos orgânicos (HPLC-DAD). As amostras não irradiadas e irradiadas mostraram um perfil nutricional semelhante, sendo os hidratos de carbono os nutrientes mais abundantes, seguidos das proteínas, gorduras e cinzas. Os perfis em açúcares foram também similares, estando presente a frutose em maior quantidade, seguida da glucose e da sacarose. Os ácidos mirístico (C14:0), palmítico (C16:0), esteárico (C18:0) e oleico (C18:1n9), foram os ácidos gordos mais abundantes. Os ácidos gordos saturados (SFA) foram os mais abundantes, seguidos dos mono (MUFA) e polinsaturados (PUFA). Neste caso, com maior dose de radiação verificou-se que a percentagem de SFA e MUFA diminui ligeiramente (principalmente pelo aumento dos ácidos esteárico e oleico, respetivamente), aumentando a percentagem de PUFA (principalmente pelo aumento dos ácidos linoleico e α-linolénico). No que respeita aos tocoferóis, só a isoforma α foi encontrada, apresentando aproximadamente o mesmo conteúdo nas amostras irradiadas e não irradiadas (1,75±0,06 mg/mL). O ácido cítrico foi o ácido orgânico mais abundante nas amostras, seguido dos ácidos: málico, ascórbico, oxálico e fumárico. Também neste caso os valores mantiveram-se, com exceção do ácido cítrico que aumentou ligeiramente com as doses de irradiação (55,94, 61,70 e 67,64 mg/mL, respetivamente). Em síntese, verificou-se que as doses de irradiação aplicadas não alteraram significativamente a composição química das amostras em estudo, e pode ser considerada uma técnica de descontaminação e preservação de flores comestíveis.

Determination of biodiesel quality parameters for optimization of production process conditions

According to many scientists third industrial revolution has already began and this primarily means the transition to renewable energy sources. Energy requirements are increasing rapidly due to fast industrialization and the increased number of vehicles on the roads. Massive consumption of fossil fuels leads to environmental pollution, therefore, biofuels are offered as an alternative. For example, the application of biodiesel in diesel engines instead of diesel results in the proven reduction of harmful exhaust emissions. One of the most important technologies, which has been already explored at the commercial level, is the production of a liquid biofuel applicable in compression-ignition engines (or diesel engines), from biomass rich in fats and oils. This biofuel is generically referred as biodiesel, and consists essentially of a mixture of FAME's (fatty acid methyl esters). This current work describes modern approaches of biodiesel production from vegetable oil and subsequent analysis of produced biodiesel main characteristics such as density, acidity, iodine value and FAME content.

Production of biodiesel through esterification catalysed by Ionic liquids

Biodiesel is an alternative diesel fuel that is produced from vegetable oils and animal fats. Currently, most biodiesel is made from oils, methanol, and an alkaline catalyst. Conventional catalysts is commonly used for catalyzing esterification of fatty acid to produce biodiesel. However, a better and greener method was found. An ionic liquid (IL) is a molten salt consisting of a cation and an anion, with low melting temperature. It offers a better solution than sulfuric acid, because it can be recycled and reused in subsequent runs after recovery steps. In this study, a Brønsted acidic IL, 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([BMIM][HSO4]) was used as a catalyst in the esterification of oleic acid with methanol into biodiesel. The effect of different operation parameters such as methanol to oil molar ratio, amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time were tested. The optimum conditions for esterification of oleic acid were identified as oleic acid/methanol molar ratio of 1/10, amount of catalyst 10 wt%, reaction time of 4 h, and reaction temperature of 90oC. FAME content of produced biodiesel was analyzed and confirmed using GC chromatography.

Estudo de propriedades físicas de solventes eutécticos de origem natural

No contexto da utilização de solventes alternativos mais sustentáveis e eficientes, capazes de substituir solventes orgânicos convencionais que apresentam várias desvan-tagens tais como toxicidade, inflamabilidade, volatilidade, etc., foram propostos na lite-ratura várias alternativas entre as quais os solventes eutécticos de origem natural. Para potenciar a sua aplicação em diversas áreas, incluindo a tecnologia biomédica, é necessário estudar as suas propriedades físicas dada a ainda insuficiente base de dados disponível. Assim, o principal objetivo deste trabalho é efetuar a medição da massa vo-lúmica, da viscosidade e do índice de refração de solventes eutécticos de origem natural, formados por cloreto de colina e açúcares, ácidos orgânicos ou álcoois. Para isso, foram escolhidos quatro sistemas modelo, já propostos na literatura: glicerol + cloreto de coli-na + água (proporção molar 2:1:1); glucose + cloreto de colina + água (2:5:5); sacarose + cloreto de colina + água (1:4:4); ácido málico + cloreto de colina + água (1:1:2). Fo-ram ainda avaliados os efeitos da adição de água e/ou da temperatura nas diferentes propriedades físicas. A viscosidade dos solventes eutécticos foi medida entre 293,15 K e 323,15 K, para valores de fração mássica de água entre 5% e 30%. Nesta gama de temperatura, os da-dos experimentais foram modelizados de forma satisfatória por uma equação do tipo Arrhenius. Como esperado, a viscosidade diminuiu com o aumento da temperatura e com o aumento de conteúdo em água. De facto, um aumento da temperatura de 20 °C para 50 °C traduz-se numa diminuição muito significativa da viscosidade dos solventes estudados. O índice de refração foi medido à temperatura de 298,15 K, obtendo-se valores na gama 1,41-1,50. Finalmente, a massa volúmica foi medida entre 298,15 K e 333,15 K. Verifica-se que, nas condições estudadas, a massa volúmica diminui linearmente com a temperatura e com o aumento da fração mássica de água, sendo muito menos sensível ao conteúdo em água ou à temperatura do que a viscosidade.

Frutos biológicos de Vaccinum myrtillus L. na base de novos produtos enriquecidos: caracterização química e nutricional

Vaccinum myrtillus L. pertence à família Ericaceae, sendo comumente conhecida pelos seus pequenos frutos e doces: os mirtilos. Largamente consumidos em fresco, estes frutos também são usados em compotas e marmeladas, devido à suas propriedades digestivas e hipoglicémicas bem como, devido à presença de vários compostos bioativos [1]. Portanto, tornou-se uma matriz muito apelativa para o desenvolvimento de novos produtos funcionais que, para além das suas propriedades nutricionais, adicionam um efeito benéfico fisiológico e para a saúde de longo prazo [2]. No presente trabalho, três novos produtos desenvolvidos pela RBR Foods Company (Portugal) tendo como base o mirtilo, foram caracterizados pelas suas propriedades nutricionais e químicas: hidratos de carbono, cinzas, proteínas, gordura e valor energético (seguindo métodos oficiais de análise de alimentos AOAC), perfil de ácidos gordos (por GC-FID), açúcares solúveis (por HPLC-RI), ácidos orgânicos (por HPLC-DAD) e tocoferóis (por HPLC de fluorescência). Os produtos resultam de uma mistura dos frutos com pétalas de rosa (P1), pétalas de calêndula (P2) e bagas goji e maçã (P3). Os frutos de mirtilo foram utilizados como amostra de controlo. O perfil nutricional dos novos produtos mostrou-se muito semelhante ao da amostra controlo: os hidratos de carbono foram os macronutrientes mais abundantes, seguido de proteínas e de gordura total. Em relação aos açúcares, frutose, glucose e sacarose foram identificados em todas as amostras. P1 e P2 não apresentaram diferenças significativas em relação ao controlo, no entanto, P3 revelou uma menor concentração de açúcares. Em termos de composição de ácidos gordos, todas as amostras estudadas apresentaram maiores teores em ácidos gordos polinsaturados, especialmente devido à contribuição dos ácidos linoléico e alfa-linolénico. Os resultados de tocoferóis revelaram que a amostra controlo apresentou apenas duas isoformas de tocoferóis, α- e γ-tocoferol, sendo a mesmo observado em P3. No entanto, P1 revelou a presença de todas as isoformas de tocoferóis, enquanto P2 não apresentaou δ-tocoferol; Estes resultados estão relacionados com a contribuição das pétalas de rosa e calêndula, respetivamente. A isoforma α-tocoferol foi a mais abundante em todas as amostras estudadas. Em geral, este trabalho contribuiu para a caracterização de novos produtos nutricionais com base de mirtilo sendo parte de um projecto mais abrangente que tem por objetivo o estudo detalhado destes produtos, para serem utilizados como alimentos funcionais.