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.

Desenvolvimento e estudo em microcanais de fluidos inovadores análogos ao sangue baseados em vesículas unilamelares gigantes

O escoamento sanguíneo é um dos temas de grande interesse para a comunidade científica. Assim, a busca de fluidos que sejam análogos ao sangue bem como o estudo do seu escoamento em microcanais, tal como acontece com o sangue nos capilares, continua a ser alvo de investigação. Numa primeira fase deste trabalho, procedeu-se ao desenvolvimento de um modelo inovador para produzir glóbulos vermelhos artificiais, constituído por Vesículas Unilamelares Gigantes, vulgarmente designadas Giant Unilamellar Vesicles (GUVs), com três concentrações diferentes. Pretende-se que estas vesículas tenham um comportamento reológico idêntico ao escoamento dos glóbulos vermelhos (GVs) em microcanais, permitindo assim proceder a vários estudos hemodinâmicos. No desenvolvimento destas vesículas, foi verificado que as mais adequadas são constituídas por uma mistura natural de lípidos e lecitina de soja. Foi realizado um estudo relativamente à sua concentração, onde se verificou que, com o aumento da quantidade da lecitina de soja nas soluções, a concentração de GUVs tende a aumentar. Foi também realizado um estudo relativo aos diâmetros dos GUVs para verificar se estes se aproximavam em termos de tamanho dos GVs, onde foi verificado que a maioria dos GUVs possuem diâmetros com dimensões entre os 5 e 7 μm, tal como os GVs. Foi ainda verificado que a solução com a menor concentração de lecitina de soja possui uma maior quantidade de GUVs com diâmetros entre os 5 e 7 μm. Na segunda fase, foi estudado experimentalmente o escoamento das três soluções de GUVs em microcanais hiperbólicos, com três caudais diferentes, com o objetivo de visualizar a Camada Livre de Células (CLC), determinar a deformação e estudar as velocidades destes. Foi verificado que existe a formação de CLC em todas as concentrações e que aumenta com o aumento do caudal. Relativamente à deformação, esta é bastante mais evidente na contração do microcanal onde a taxa deformação é máxima. Para o caso da velocidade, foi observado um aumento bastante significativo e linear da velocidade na região da contração do microcanal hiperbólico e uma velocidade baixa e aproximadamente constante a montante e jusante da contração. vi Por fim, foi também realizado o estudo reológico dos GUVs, de forma a investigar se estes têm uma viscosidade próxima do sangue. Foi verificado que os GUVs apresentam uma viscosidade inferior à do sangue total e que existe um ligeiro aumento da viscosidade dos GUVs com o aumento da sua concentração. Por último, também foi efetuada uma comparação da viscosidade da solução de GUVs com uma solução de 5% de Hematócrito (Hct) em soro fisiológico, onde foi verificado que ambas as viscosidades são muito próximas.

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.