Eruca sativa: Benefits as antioxidants source versus risks of already banned pesticides

Eruca sativa (rocket salad) has been intensely consumed all over the world, insomuch as, this work was undertaken to evaluate the antioxidant status and the environmental contamination (positive and negative nutritional contribution) of leaves and stems from this vegetable. Antioxidant capacity of rocket salad was assessed by mean of optical methods, such as the total phenolic content (TPC), reducing power assay and DPPH radical scavenging activity. The extent of the environmental contamination was reached through the quantification of thirteen organochlorine pesticides (OCP) by using gas chromatography coupled with electron-capture detector (GC-ECD) and compound confirmations employing gas chromatography tandem mass-spectrometry (GC-MS/MS). The OCP residues were extracted by using Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe (QuEChERS) methodology.The extent of the environmental contamination was reached through the quantification of thirteen OCP by using gas chromatography coupled with electron-capture detector (GC-ECD) and compound confirmations employing GC-MS/MS. The OCP residues were extracted by using Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe (QuEChERS) methodology. This demonstrated that leaves presented more antioxidant activity than stems, emphasizing that leaves contained six times more polyphenolic compounds than stems. In what concerns the OCP occurrence, the average recoveries obtained at the three levels tested (40, 60 and 80 µg kg−1) ranged from 55% to 149% with a relative standard deviation of 11%, (except hexachrorobenzene). Three vegetables samples were collected from supermarkets and analysed following this study. According to data, only one sample achieved 16.21 of β-hexachlorocyclohexane, confirmed by GC-MS/MS. About OCP quantification, the data indicated that only one sample achieved 16.21 µg kg−1 of β-hexachlorocyclohexane, confirmed by GC-MS/MS, being the QuEChERS a good choice for the of OCPs extraction. Furthermore, the leaves consumption guaranty higher levels of antioxidants than stems.

Hidrotratamento de óleo de bagaço de azeitona bruto na produção de biocombustíveis líquidos

Dissertação apresentada à Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, para a obtenção do grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Valorização das águas corticeiras: extracção de antioxidantes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Contributo para a avaliação do balanço associado à degradação de compostos disruptores endócrinos em águas residuais domésticas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Engenharia Sanitária

Influence of abiotic stress factors on VOCs emission from Portuguese rice paddy fields: relation with increased climate change

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Development of a "green process" for the isolation of natural functional extracts with anti-cancer activity - Application of high-pressure technology

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Caracterização do perfil de ácidos gordos de queijo da Ilha do Pico em função do tempo de maturação

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Produção sustentável de peletes através da incorporação de resíduos industriais, florestais, agroindustriais e urbanos

A biomassa residual representa uma fonte energética extremamente abundante e acessível. Para que a sua valorização energética seja eficiente é necessário utilizar biocombustíveis de qualidade e portanto, avaliar as suas características físicas e químicas é essencial. O presente trabalho envolveu diversas etapas: caracterização de resíduos de biomassa, caracterização de peletes e ensaios de combustão, avaliação do efeito do processo de torrefacção em peletes e extracção de produtos de valor acrescentado a partir de biomassa florestal residual. Foi realizada a caracterização físico-química de vários resíduos de biomassa de diferentes origens. Este processo incluiu a análise aproximada, análise elementar, análise termogravimétrica, determinação da composição mineral das cinzas e determinação do poder calorífico superior. Os tipos de resíduo de biomassa utilizados incluíram resíduos industriais, florestais, agroindustriais, hortofrutícolas e urbanos linho-celulósicos. De acordo com as análises realizadas, existe uma grande variabilidade de características físico-químicas entre as amostras estudadas, existindo intervalos significativos para todos os parâmetros de análise aproximada e elementar estudados. No entanto, todos os resíduos estudados apresentaram potencialidade nas suas propriedades combustíveis. Realizou-se também a incorporação de alguns dos resíduos caracterizados em peletes. Os peletes produzidos apresentaram propriedades combustíveis típicas, exceptuando no teor de cinzas e apresentaram propriedades mecânicas promissoras, embora ligeiramente abaixo dos valores normativos. Os ensaios de combustão realizados com 3 formulações de peletes revelaram boas características de ignição, mas emissões significativas de CO. Os peletes foram ainda testados relativamente à sua composição aproximada, após serem submetidos ao processo de torrefacção. Constatou-se que efectivamente ocorre uma melhoria na sua composição aproximada, mas as suas propriedades mecânicas são afectadas negativamente por este processo térmico. Finalmente estudou-se também uma via de valorização alternativa para os resíduos de biomassa florestal. Estes resíduos contêm quantidades substanciais de óleos essenciais de elevado valor. Estes óleos foram ser extraídos por destilação de arrastamento a vapor. Os rendimentos de extracção foram avaliados e a composição terpénica dos óleos foi determinada por GC-MS. O produto secundário da destilação, o hidrolato, foi também avaliado relativamente à sua composição.

Quantificação de metais pesados e de musks sintéticos em produtos alimentares

O presente trabalho surgiu com dois objectivos principais: avaliar o grau de contaminação, por metais pesados, em produtos hortícolas de duas zonas diferenciadas e avaliar as diferenças de concentrações de musks em diferentes amostras biológicas. Numa primeira fase, perante os resultados obtidos para os metais pesados nas duas zonas diferenciadas (Vila Nova de Mil Fontes e Carrasqueira) foi possível avaliar o risco de exposição das duas populações. Os produtos hortícolas utilizados no estudo do grau de contaminação foram: alfaces, couves, batatas e tomates. Numa tentativa de identificar uma possível fonte de contaminação foi analisado igualmente a água utilizada para rega e o solo que rodeava a cultura. O método usado na determinação foi a espectrometria de massa acoplada a plasma induzido (ICP-MS). Foram analisados os seguintes elementos: Manganês, Arsénio, Cádmio, Cobalto, Cobre, Chumbo, Estrôncio, Níquel, Crómio, Selénio e Zinco. Houve grandes variações das concentrações dos elementos entre as duas zonas em que os hortícolas, água e solo foram colhidos. Em todas as amostras, os elementos maioritários foram o zinco, o manganês e o estrôncio. Nas culturas, o chumbo era o elementos que apresentava concentrações mais baixas. Para a água utilizada nas regas, a zona da Carrasqueira apresenta concentrações muito baixas comparando com a zona de Vila Nova de Mil Fontes. Todos os valores encontrados nas culturas, na água e no solo se encontram abaixo dos valores máximos legislados. A análise de risco, revela situações de alerta, para um individuo da Carraqueira e quatro individuos de Vila Nova de Mil Fontes, uma vez que para o arsénio a dose diária tolerável segundo a EFSA é de 0,30 μg/kg/dia e os valores encontrados foram 0,30; 0,33; 0,61; 0,42 e 0,34 μg/kg/dia, respectivamente. A determinação de musks em amostras biológicas, como ostras e mexilhões, salmão (músculo, fígado e gónadas) e enguias de vidro, por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC/MS) recorrendo ao metódo de QuEChERS revelou que o galaxolide e o tonalide foram os analitos maioritários em todas as amostras. De entre as amostras de ostras e mexilhões, as colhidas na ria de aveiro apresentam concentrações muito superiores para o galaxolide e o tonalide, 13,4 e 2,1 ng/g respectivamente, que as outras analisadas. Nas análises de salmão foram tidas em conta duas zonas diferenciadas, Nivelle e Bidassoa. Perante os resultados, a zona de bidassoa apresentou menor contaminação de musks nas amostras recolhidas. Por último as análises às enguias de vidro dopadas permitiu traçar a cinética de acumulação de galaxolide e tonalide por parte do organismo e por outro lado identificar o galaxolidone, metabolito resultante do galaxolide.

Variação da composição química e atividade antioxidante de própolis em função da época de colheita

O própolis é uma resina natural produzida por abelhas, que permite proteger as colmeias de agentes externos que as possam colocar em perigo e contribui para a manutenção da temperatura dentro da colmeia. É uma resina que, dependendo de vários fatores como flora, temperatura e localização da colmeia, pode apresentar uma cor que pode ir do verde ao castanho avermelhado. Tem um cheiro característico, adocicado, e tanto pode ser rígida e compacta como macia e granulosa. O própolis tem sido estudado com diversos intuitos e dados já registados indicam esta resina como um forte antioxidante e antimicrobiano. Ao longo deste trabalho foi avaliada a variação da composição química do própolis e da sua atividade antioxidante consoante a data de colheita. Foram recolhidas amostras em três datas distintas (dezembro, março e junho) de quatro apiários (Casal Álvaro, Lagoas, São Roque e Ouca) da zona do Caramulo, e de três colmeias de cada um desses apiários. Foram feitos dois extratos etanólicos de cada amostra de própolis (extratos A e B) e submeteram-se os extratos a três testes distintos: Folin-Ciocalteu, sequestração do radical DPPH e atividade redutora FRAP. Verificou-se que, segundo os testes de Folin-Ciocalteu e FRAP, a concentração de compostos antioxidantes quase duplicou de dezembro e março para junho. Quando ao teste de DPPH, verificou-se um aumento gradual ao longo da data de colheita. Verificou-se que a composição química do própolis é variável, de acordo com a data de recolha das amostras e que o seu poder antioxidante quase duplica de dezembro e março para junho. Os extratos brutos das amostras de própolis foram fracionados com acetato de etilo e analisados por GC-MS. Verificou-se que a composição química varia ao longo das datas de colheita, especialmente para alguns componentes. Observou-se existirem correlações entre as propriedades antioxidantes e a abundância de alguns componentes fenólicos do própolis. É possível verificar que, devido às suas características antioxidantes, se torna cada vez mais interessante caracterizar quimicamente o própolis. A caracterização do própolis poderá levar ao desenvolvimento de novos aditivos e suplementos alimentares bem como responder a necessidades nas áreas de microbiologia e da genética, permitindo a criação de novas drogas comercializáveis para algumas patologias.

Substituição do amido de milho por goma xantana na preparação de cremes de pasteleiro: impacto nas componentes de aroma e de textura

O creme de pasteleiro é uma das preparações clássicas mais utilizadas em pastelaria e a principal base para recheios de diversos produtos. Apesar de ser profusamente utilizado, este creme tem um conjunto de limitações que a serem ultrapassadas permitiriam obter produtos com melhores propriedades organolépticas e um maior tempo de vida útil em prateleira. Tem ainda o inconveniente de não poder ser submetido a processos de congelamento e descongelamento devido à ocorrência de sinérese. O objectivo do presente trabalho foi desenvolver um creme com características funcionais idênticas às do creme pasteleiro clássico, mas sem as limitações referidas, nomeadamente um creme com uma melhor textura e libertação de aromas, que não forme um filme à superfície ao arrefecer e que possa ser submetido a processos de congelamento/descongelamento. Através de análises de textura e reologia, avaliou-se o efeito da substituição do amido por goma xantana e goma xantana de rápida dispersão (RD). Tendo-se verificado que a goma xantana RD permitia obter resultados mais compatíveis com a funcionalidade pretendida. Para avaliação do efeito do texturizante usado na libertação de aromas, prepararam-se cremes de pasteleiro aromatizados com maracujá. Usando como técnica a microextração em fase sólida do headspace (HS-SPME) e a cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) levou-se a cabo uma comparação do perfil de libertação de compostos voláteis dos cremes com amido de milho e goma xantana RD. Finalmente, para avaliar a aceitação por parte do consumidor, foram realizados testes de análise sensorial. Os resultados obtidos permitem concluir que o produto desenvolvido tem características reológicas adequadas para poder ser usado em substituição do creme de pasteleiro clássico, apresentando ainda vantagens, nomeadamente: uma boa performance quando submetido a processos de congelamento/descongelamento, um maior tempo de prateleira, melhores características organolépticas, nomeadamente uma textura mais agradável e uma melhor libertação de aromas. Estes resultados levam-nos a sugerir que este novo produto pode ter um impacto significativo na confeção de pastelaria do ponto de vista da qualidade e gestão de trabalho.

Photochemical degradation of triclosan: a comparison between different light sources

New emerging contaminants could represent a danger to the environment and Humanity with repercussions not yet known. One of the major worldwide pharmaceutical and personal care productions are antimicrobials products, triclosan, is an antimicrobial agent present in most products. Despite the high removal rate of triclosan present in wastewater treatments, triclosan levels are on the rise in the environment through disposal of wastewater effluent and use of sewage sludge in land application. Regulated in the EC/1272/2008 (annex VI, table 3.1), this compound is considered very toxic to aquatic life and it has been reported that photochemical transformation of triclosan produces dioxins. In the current work it was defined three objectives; determination of the most efficient process in triclosan degradation, recurring to photochemical degradation methods comparing different sources of light; identification of the main by-products formed during the degradation and the study of the influence of the Fenton and photo-Fenton reaction. Photochemical degradation methods such as: photocatalysis under florescent light (UV), photocatalysis under visible light (sunlight), photocatalysis under LEDs, photo-Fenton and Fenton reaction have been compared in this work. The degradation of triclosan was visualized through gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). In this study photo-Fenton reaction has successfully oxidized triclosan to H2O and CO2 without any by-products within 2 hours. Photocatalysis by titanium dioxide (TiO2) under LEDs was possible, having a degradation rate of 53% in an 8 hours essay. The degradation rate of the Fenton reaction, UV light and sunlight showed degradation between 90% and 95%. The results are reported to the data observed without statistic support, since this was not possible during the work period. Hydroquinone specie and 2,4-dichlorophenol by-products were identified in the first hour of photocatalysis by UV. A common compound, possibly identified has C7O4H , was present at the degradation by UV, sunlight and LEDs and was concluded to be a contaminant. In the future more studies in the use of LEDs should be undertaken given the advantages of long durability and low consumption of energy of these lamps and that due to their negative impact on the environment fluorescent lamps are being progressively made unavailable by governments, requiring new solutions to be found. Fenton and photo-Fenton reactions can also be costly processes given the expensive reagents used.

Technical optimization of the synthesis of flavours

The goal of this thesis is the investigation and optimization of the synthesis of potential fragrances. This work is projected as collaboration between the University of Applied Sciences in Merseburg and the company Miltitz Aromatics GmbH in Bitterfeld‐Wolfen (Germany). Flavoured compounds can be synthesized in different ways and by various methods. In this work, methods like the phase transfer catalysis and the Cope‐rearrangement were investigated and applied, for getting a high yield and quantity of the desired substances and without any by‐products or side reactions. This involved the study of syntheses with different process parameters such as temperature, solvent, pressure and reaction time. The main focus was on Cope‐rearrangement, which is a common method in the synthesis of new potential fragrance compounds. The substances synthesized in this work have a hepta‐1,5‐diene‐structure and that is why they can easily undergo this [3,3]‐sigma tropic rearrangement. The lead compound of all research was 2,5‐dimethyl‐2‐vinyl‐4‐hexenenitrile (Neronil). Neronil is synthesized by an alkylation of 2‐methyl‐3‐butenenitrile with prenylchloride under basic conditions in a phase‐transfer system. In this work the yield of isolated Neronil is improved from about 35% to 46% by according to the execution conditions of the reaction. Additionally the amount of side product was decreased. This synthesized hexenenitrile involved not only the aforementioned 1,5‐diene‐structure, but also a cyano group, that makes this structure a suitable base for the synthesis of new potential fragrance compounds. It was observed that Neronil can be transferred into 2,5‐dimethyl‐2‐vinyl‐4‐hexenoic acid by a hydrolysis under basic conditions. After five hours the acid can be obtained with a yield of 96%. The following esterification is realized with isobutanol to produce 2,5‐dimethyl‐2‐vinyl‐4‐hexenoic acid isobutyl ester with quantitative conversion. It was observed that the Neronil and the corresponding ester can be converted into the corresponding Cope‐product, with a conversion of 30 % and 80%. Implementing the Cope‐rearrangement, the acid was heated and an unexpected decarboxylated product is formed. To achieve the best verification of reaction development and structure, scrupulous analyses were done using GC‐MS, 1H‐NMR and 13C‐ NMR.

Conteúdo em Polifenóis totais do vinho em contacto com aparas de madeira e subsequentes características colorimétricas

Neste trabalho fez-se o estudo do conteúdo de polifenóis totais (PT) por reação de Folin-Ciocalteau e das características colorimétricas por espetrofotometria e colorimetria de dois tipos de vinho: branco (Vb) e tinto (Vt) e o estudo evolutivo das mesmas características em soluções hidroalcoólicas (SH), miméticas ao vinho em teor alcoólico e pH. Tanto os vinhos como as soluções estiveram em contacto com vários tipos de espécies botânicas com potencial interesse enológico: Acácia (AC), Cerejeira (CJ), Castanheiro (CT) e Carvalho (CN) em concentrações de 50 g/L, 2 g/L e 6 g/L para as SH, Vb e Vt respetivamente todas elas com quatro graus de queima e duas morfologias: aparas e dominós (apenas SH). As SH-aparas estiveram 11 dias em contacto com as madeiras onde ao final do dia 9 se registou um teor de PT de 1128 (AC), 321 (CJ), 2346 (CT) e 1815 (CN) mg GEA/L para todos com queima ligeira, à exceção de castanheiro, que obteve o máximo na madeira sem queima. Nas SH-dominós o máximo de PT registou-se em carvalho sem queima com 1897 mg GAE/L, quando em contacto com a madeira num período superior a 9 meses. O estudo dos PT nos vinhos mostrou que as madeiras são capazes de os enriquecer com este tipo de compostos registando-se um aumento máximo de 74,44 mg GAE/L e de 979,93 mg GAE/L para os Vb e Vt respetivamente. No estudo colorimétrico por espetrofotometria foram avaliados os parâmetros CIELab de todas as SH e observou-se que L* (luminosidade) tende a diminuir com o grau de queima e com o tempo para todas as madeiras. O parâmetro a* (verde/vermelho) em AC e CJ diminui com os dias e com o grau de queima representando uma diminuição da componente vermelha. O inverso é observado em CT e CN. Por fim, b* (azul/amarelo) tende a aumentar em todas as SH com os dias e a queima tornando a solução mais amarela. Comparando os vinhos com as suas testemunhas, em Vb L* e b* aumentam refletindo-se num aumento da cor amarela e a* é mantido. Nos Vt, L* diminui quando na presença das madeiras e a* e b* aumentam acrescendo a sua componente vermelha. Fez-se a avaliação de alguns voláteis das SH por GC/MS onde foram encontrados compostos com interesses organoléticos como é o caso da lactona do whisky nalgumas graus de queima para as espécies botânicas de cerejeira e carvalho.

Sesquiterpenes of Amazonian Piper species*

The essential oils from leaves and thin branches of Piper amapense, Piper ducket and Piper bartlingianum were analysed by GC/MS and all volatile compounds were identified as sesquiterpenes. The main constitutents identified in the oil of P. amapense were trans-caryophyllene (25.0%), caryophyllene oxide (17.0%) and β-selinene (15.0%). The oil of P. duckei was dominated by trans-caryophyllene (23.5%), caryophyllene oxide (18.4%), β-eudesmol (9.4%) and a-eudesmol (9.1%). The major components found in the oil of P. bartlingianum were