Autoxidação de ácidos gordos na presença de antioxidantes naturais e sintéticos

Nas últimas décadas, devido ao desenvolvimento económico, e a uma necessidade constante de gerir os recursos energéticos, existe uma necessidade de procurar novas fontes de energia, em particular fontes de energia renováveis. O biodiesel surge assim como uma energia alternativa ao combustível fóssil. Este biocombustível tem ganho uma importância significativa na sociedade moderna. Quimicamente o biodiesel é constituído por ésteres metílicos de ácidos gordos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais ou gorduras animais. O principal problema que este enfrenta é a sua susceptibilidade à oxidação, devido ao seu conteúdo de ácidos gordos insaturados, logo existe uma procura constante de soluções que possam solucionar este problema. É necessária a identificação de técnicas e métodos para retardar a seu envelhecimento ao longo do tempo. O objectivo deste trabalho consiste no estudo da estabilidade do biodiesel ao longo do tempo, quando armazenado a diferentes condições de temperatura, superiores às normalmente suportadas pelo biodiesel durante o armazenamento, de modo a acelerar o processo de degradação. As amostras de biodiesel foram sujeitas a duas temperaturas. Uma amostra de biodiesel não estabilizado foi colocada a uma temperatura entre 40 e 50ºC ao longo de 203 dias, e uma outra amostra foi colocada a uma temperatura entre 95º e 105ºC ao longo de 146 dias. Realizaram-se ensaios semanais de modo registar a evolução do envelhecimento do biodiesel. As análises foram efectuadas por espectrofotometria de ultravioleta e visível (UV-VIS) e por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR). No UV-VIS foi possível observar que o aumento de temperatura foi responsável pela aceleração da oxidação do biodiesel que resulta num aumento generalizado da absorvância do biodiesel. Através das análises efectuadas no FTIR verificou-se a formação e aumento da banda dos hidroperóxidos (grupo ROOH) localizada entre 3000 e 3600 cm-1 nos espectros, e igualmente um alargamento na banda dos carbonilos (grupo C=O) entre 1500 e 1900 cm-1. Numa fase posterior testaram-se antioxidantes para retardar o envelhecimento do biodiesel. Os ensaios foram efectuados a uma temperatura entre 95º e 105ºC. Os antioxidantes utilizados foram o galhato de propilo (PG), o galhato de etilo (EG) e o ácido gálhico (AG). Recorreu-se a técnicas como o UV-VIS e o FTIR para o registo dos espectros do biodiesel ao longo do tempo. Através destas técnicas foi possível verificar a influência de antioxidantes na estabilidade oxidativa do biodiesel. O PG foi o antioxidante que melhor desempenho mostrou no retardamento da oxidação do biodiesel e a técnica que melhor permitiu analisar a acção dos antioxidantes foi o UVVIS. Os resultados obtidos por FTIR não se mostraram tão conclusivos. Para caracterizar o envelhecimento do biodiesel não estabilizado e estabilizado utilizou-se também a cromatografia gasosa (CG) para quantificar a percentagem de ésteres metílicos presentes nas diferentes amostras no inicio e no fim do processo de oxidação. O biodiesel envelheceu mais rapidamente para temperaturas mais elevadas e comprovou-se que o antioxidante que melhor estabiliza o biodiesel é o PG.

Utilização de co-solventes na produção de biodiesel a partir de óleo residual e etanol por catálise enzimática

A constante e sistemática subida de preço dos combustíveis fósseis e as contínuas preocupações com o meio ambiente determinaram a procura de soluções ambientalmente sustentáveis. O biodiesel surge, então, como uma alternativa para essa problemática, bem como uma solução para resíduos líquidos e gordurosos produzidos pelo ser humano. A produção de biodiesel tem sido alvo de extensa atenção nos últimos anos, pois trata-se de um combustível biodegradável e não poluente. A produção de biodiesel pelo processo de transesterificação usando álcoois de cadeia curta e catalisadores químicos, nomeadamente alcalinos, tem sido aceite industrialmente devido à sua elevada conversão. Recentemente, a transesterificação enzimática tem ganho adeptos. No entanto, o custo da enzima permanece uma barreira para a sua aplicação em grande escala. O presente trabalho visa a produção de biodiesel por transesterificação enzimática a partir de óleo residual de origem vegetal. O álcool usado foi o etanol, em substituição do metanol usado convencionalmente na catálise homogénea, pois a atividade da enzima é inibida pela presença deste último. As maiores dificuldades apresentadas na etanólise residem na separação das fases (Glicerol e Biodiesel) após a reação bem como na menor velocidade de reação. Para ajudar a colmatar esta desvantagem foi estudada a influência de dois cosolventes: o hexano e o hexanol, na proporção de 20% (v/v). Após a escolha do co-solvente que permite obter melhor rendimento (o hexano), foi elaborado um planeamento fatorial no qual se estudou a influência de três variáveis na produção de biodiesel por catálise enzimática com etanol e co-solventes: a razão molar óleo/álcool (1:8, 1:6 e 1:4), a quantidade de co-solvente adicionado (30, 20 e 10%, v/v) e o tempo de reação (48, 36 e 24h). A avaliação do processo foi inicialmente seguida pelo rendimento da reação, a fim de identificar as melhores condições, sendo substituída posteriormente pela quantificação do teor de ésteres por cromatografia em fase gasosa. O biodiesel com teor de ésteres mais elevado foi produzido nas condições correspondentes a uma razão molar óleo:álcool de 1:4, com 5g de Lipozyme TL IM como catalisador, 10% co-solvente (hexano, v/v), à temperatura de 35 ºC durante 24h. O rendimento do biodiesel produzido sob estas condições foi de 73,3%, traduzido em 64,7% de teor de ésteres etílicos. Contudo o rendimento mais elevado que se obteve foi de 99,7%, para uma razão óleo/álcool de 1:8, 30% de co-solvente (hexano, v/v), reação durante 48h a 35 ºC, obtendo-se apenas 46,1% de ésteres. Por fim, a qualidade do biodiesel foi ainda avaliada, de acordo com as especificações da norma EN 14214, através das determinações de densidade, viscosidade, ponto de inflamação, teor de água, corrosão ao cobre, índice de acidez, índice de iodo, teor de sódio (Na+) e potássio (K+), CFPP e poder calorífico. Na Europa, os ésteres etílicos não têm, neste momento, norma que os regule quanto à classificação da qualidade de biodiesel. Contudo, o biodiesel produzido foi analisado de acordo com a norma europeia EN14214, norma esta que regula a qualidade dos ésteres metílicos, sendo possível concluir que nenhum dos parâmetros avaliados se encontra em conformidade com a mesma.

Preparação de materiais de carbono para a adsorção de compostos orgânicos voláteis (COV).

A presente dissertação estudou a produção de carvão ativado a partir de resíduo de wet-blue, proveniente da indústria de curtumes, para a adsorção de compostos orgânicos voláteis, nomeadamente o acetato de etilo. Este estudo teve como principais objetivos: a otimização das condições de preparação de carvões ativados a partir deste tipo de resíduo; a avaliação do seu desempenho na adsorção do acetato de etilo e a correlação das propriedades texturais dos adsorventes com o seu desempenho na adsorção do COV. O método de ativação para a preparação dos carvões ativados foi a ativação química com hidróxido de potássio. Nesta etapa foi estudado o efeito da temperatura de ativação e da razão de impregnação KOH:precursor nas propriedades texturais. Nestes ensaios observou-se uma diminuição do rendimento de carbonizado com o aumento da temperatura de ativação e da razão KOH:precursor. Para a caracterização dos carvões ativados foram determinados os seus parâmetros texturais a partir das isotérmicas de adsorção/dessorção de N2 a 77 K. O carvão ativado com melhores propriedades texturais foi o ativado a 900ºC e com razão de impregnação de 3:1, m ca_900 3:1, com área superficial específica de 1902 m2/g, seguindo-se o carvão preparado a 800 ºC e com a mesma razão de impregnação, m ca_800 3:1, com área superficial específica de 1830 m2/g. Por fim, foi avaliado o desempenho do carvão ativado selecionado, m ca_800 3:1, na remoção de acetato de etilo de uma corrente gasosa. Foram efetuados ensaios de adsorção/ dessorção de acetato de etilo e o modelo de Langmuir foi ajustado aos resultados experimentais obtidos, tendo-se determinado uma capacidade de saturação de 500 mgCOV/ gadsorvente.

Use of solvent extraction to remediate soils contaminated with hydrocarbons

The main objective of this research is to exploit the possibility of using an ex situ solvent extraction technique for the remediation of soils contaminated with semi-volatile petroleum hydrocarbons. The composition of the organic phase was chosen in order to form a single phase mixture with an aqueous phase and simultaneously not being disturbed (forming stable emulsions) by the soil particles hauling the contaminants. It should also permit a regeneration of the organic solvent phase. As first, we studied the miscibility domain of the chosen ternary systems constituted by ethyl acetate–acetone–water. This system proved to satisfy the previous requirements allowing for the formation of a single liquid phase mixture within a large spectrum of compositions, and also allowing for an intimate contact with the soil. Contaminants in the diesel range within different functional groups were selected: xylene, naphthalene and hexadecane. The analytical control was done by gas chromatography with FID detector. The kinetics of the extractions proved to be fast, leading to equilibrium after 10 min. The effect of the solid–liquid ratio on the extraction efficiency was studied. Lower S/L ratios (1:8, w/v) proved to be more efficient, reaching recoveries in the order of 95%. The option of extraction in multiple contacts did not improve the recovery in relation to a single contact. The solvent can be regenerated by distillation with a loss around 10%. The contaminants are not evaporated and they remain in the non-volatile phase. The global results show that the ex situ solvent extraction is technically a feasible option for the remediation of semi-volatile aromatic, polyaromatic and linear hydrocarbons.

NiII, CuII and ZnII complexes with a sterically hindered scorpionate ligand (TpmsPh) and catalytic application in the diasteroselective nitroaldol (Henry) reaction

The Ni-II and Zn-II complexes [MCl(Tpms(Ph))] (Tpms(Ph) = SO3C(pz(Ph))(3), pz = pyrazolyl; M = Ni 2 or Zn 3) and the Cu-II complex [CuCl(Tpms(Ph))(H2O)] (4) have been prepared by treatment of the lithium salt of the sterically demanding and coordination flexible tris(3-phenyl-1-pyrazolyl)methanesulfonate (Tpms(Ph))(-) (1) with the respective metal chlorides. The (Tpms(Ph))(-) ligand shows the N-3 or N2O coordination modes in 2 and 3 or in 4, respectively. Upon reaction of 2 and 3 with Ag(CF3SO3) in acetonitrile the complexes [M(Tpms(Ph))-(MeCN)](CF3SO3) (M = Ni 5 or Zn 6, respectively) were formed. The compounds were obtained in good yields and characterized by analytic and spectral (IR, H-1 and C-13{H-1} NMR, ESI-MS) data, density functional theory (DFT) methods and {for 4 and [(Bu4N)-Bu-n](Tpms(Ph)) (7), the tatter obtained upon Li+ replacement by [(Bu4N)-Bu-n](+) in Li(Tpms(Ph))} by single crystal X-ray diffraction analysis. The Zn-II and Cu-II complexes (3 and 4, respectively) act as efficient catalyst precursors for the diastereoselective nitroaldol reaction of benzaldehydes and nitroethane to the corresponding beta-nitroalkanols (up to 99% yield, at room temperature) with diastereoselectivity towards the formation of the anti isomer, whereas the Ni-II complex 2 only shows a modest catalytic activity.

Produção de biodiesel etílico por via enzimática a partir de óleo de milho transgénico

Mestrado em Engenharia Química

In vitro action of some disinfectants on Paracoccidioides brasiliensis yeast forms

The fungicidal action of sodium hypochlorite (0.3, 1, 2.5, 5 and 10%); formaldehyde (2, 5, and 10%); and ethyl alcohol (70%) on yeast forms of Paracoccidioides brasiliensis Pb 18 and a newly-isolated Goiana strain was described. Contact between the fungus and the disinfectants was maintained for 1, 2, 24, 48 and 72 hours at room temperature. Viability was evaluated by the fluorescein diacetate-ethidium bromide treatment, culture in solid and liquid media (36ºC and 26ºC); yeast to mycelial germination at room temperature; and radiometric study of metabolic activity. All concentrations of disinfectants were found to be effective in inactivating Pb 18 and Goiana strains, except for the 1-hour contact with 2% formaldehyde, in which fluorescein diacetate-ethidium bromide treatment was found to reveal 40 and 27% of viable cells, respectively. The yeast to mycelial germination method was considered to reveal faster and similar results as compared to culture in solid and liquid media.

Alternative chelating agents: Evaluation of the ready biodegradability and complexation properties

The ready biodegradability of four chelating agents, N,N -(S,S)-bis[1-carboxy-2-(imidazol-4-yl)ethyl]ethylenediamine (BCIEE), N - ethylenedi-L-cysteine (EC), N,N -bis (4-imidazolymethyl)ethylenediamine (EMI) and 2,6-pyridine dicarboxylic acid (PDA), was tested according to the OECD guideline for testing of chemicals. PDA proved to be a readily biodegradable substance. However, none of the other three compounds were degraded during the 28 days of the test. Chemical simulations were performed for the four compounds in order to understand their ability to complex with some metal ions (Ca, Cd, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Zn) and discuss possible applications of these chelating agents. Two different conditions were simulated: (i) in the presence of the chelating agent and one metal ion, and (ii) in the simultaneous presence of the chelating agent and all metal ions with an excess of Ca. For those compounds that were revealed not to be readily biodegradable (BCIEE, EC and EMI), applications were evaluated where this property was not fundamental or even not required. Chemical simulations pointed out that possible applications for these chelating agents are: food fortification, food process, fertilizers, biocides, soil remediation and treatment of metal poisoning. Additionally, chemical simulations also predicted that PDA is an efficient chelating agent for Ca incrustations removal, detergents and for pulp metal ions removal process.

Ligação Adesiva de Polímeros Particularmente Difíceis de Colar

As ligações adesivas têm sido cada vez mais utilizadas nos últimos anos em detrimento de outros métodos tais como a soldadura, ligações aparafusadas e ligações rebitadas. Os plásticos de Engenharia têm um papel cada vez mais preponderante na indústria, devido às suas excelentes propriedades. Neste trabalho foram considerados três polímeros diferentes, o Policloreto de Vinilo (PVC) e o Polipropileno (PP) dado o seu baixo custo e peso e a superfície quimicamente inerte e o Politetrafluoretileno (PTFE) devido às suas boas propriedades químicas e excelentes propriedades de deslizamento. No entanto, estes materiais possuem uma baixa energia de superfície e, por isso, são muito difíceis de colar com mais relevância para o PTFE. Assim, após um estudo preliminar foi escolhido, para realizar as colagens necessárias, um adesivo da Tamarron Technology “Tam Tech Adhesive”, próprio para este tipo de substratos difíceis de colar. Posteriormente foi efetuada a sua caraterização através de ensaios de provetes maciços à tração. O principal objetivo deste trabalho foi estudar juntas de sobreposição simples de materiais poliméricos difíceis de colar tais como o PTFE, PP e PVC com recurso a um adesivo que não necessitasse de preparação de superfície. Foram fabricadas juntas de sobreposição simples (JSS) segundo os métodos Lap Shear (LS) e Block Shear (BS) dos três materiais referidos anteriormente e realizados os respetivos ensaios para avaliar o comportamento mecânico das ligações adesivas. Os materiais utilizados como substratos foram também submetidos a ensaios de tração com a finalidade de obter o módulo de elasticidade e as suas propriedades de resistência. Os substratos envolvidos nas juntas adesivas não sofreram qualquer preparação especial das superfícies. Na maioria dos casos consistiu apenas numa limpeza das superfícies com álcool etílico. Contudo, para o PTFE também se experimentou a preparação por abrasão com lixa e por chama. Foi também efetuado um trabalho de simulação numérica por elementos finitos utilizando um modelo de dano coesivo triangular. As resistências ao corte obtidas são superiores em BS comparativamente a LS, exceção feita aos substratos de PTFE aonde os resultados são similares. O tratamento por chama melhorou a resistência mecânica das juntas. Verificou-se também que o modelo numérico simulou adequadamente o comportamento das juntas principalmente das LS.

Development of 2-oxazoline-based hydrogels and porous polyester microparticles in scCO2

Thesis submitted to Faculdade de Ciências e Tecnologia from Universidade Nova de Lisboa in partial fulfillment of the requirements for the obtention of the degree of Master of Science in Biotechnology

Contribution to the laboratory diagnosis of human cryptosporidiosis

Human cryptosporidiosis is an infection caused by Cryptosporidium spp, a coccidial protozoan of emergencial pathogenicity and responsible for severe and prostrating watery diarrhea, mainly in immunocompromised patients. Smears of stools submitted to concentration and staining by carbol fuchsin technique has been used in our laboratory as a diagnostic procedure for cryptosporidiosis. The long time observing the smears in the microscope due to the small size of the forms and the low contrast of the staining led us to introduce some modifications in the original protocol for the acid-fast staining. The smears were treated with the carbol fuchsin solution for 3 minutes as recommended by LENNETTE et al., 1985 and the solution of the ethyl alcohol 70%-chloride acid 0.5% was used instead of the ethyl alcohol-sulfuric acid 5% recommended by HENRIKSEN & POHLENZ, 1981. Smears were treated with the discoloration solution for 2 minutes. These modifications promoted a better washing out of the excess of carbol fuchsin therefore increasing the dye efficiency. In such conditions, the visualization of protozoan oocysts on the slides examined became easier. They were observed by the contrast of their intense pink-reddish pigmentation against the blue background. It's worthwhile to emphasize that these modifications offer advantages when time and accuracy are concerned.

Specific label-free and real-time detection of oxidized low density lipoprotein (oxLDL) using an immunosensor with three monoclonal antibodies

Increased levels of plasma oxLDL, which is the oxidized fraction of Low Density Lipoprotein (LDL), are associated with atherosclerosis, an inflammatory disease, and the subsequent development of severe cardiovascular diseases that are today a major cause of death in modern countries. It is therefore important to find a reliable and fast assay to determine oxLDL in serum. A new immunosensor employing three monoclonal antibodies (mAbs) against oxLDL is proposed in this work as a quick and effective way to monitor oxLDL. The oxLDL was first employed to produce anti-oxLDL monoclonal antibodies by hybridoma cells that were previously obtained. The immunosensor was set-up by selfassembling cysteamine (Cyst) on a gold (Au) layer (4 mm diameter) of a disposable screen-printed electrode. Three mAbs were allowed to react with N-hydroxysuccinimide (NHS) and ethyl(dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDAC), and subsequently incubated in the Au/Cys. Albumin from bovine serum (BSA) was immobilized further to ensure that other molecules apart from oxLDL could not bind to the electrode surface. All steps were followed by various characterization techniques such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and square wave voltammetry (SWV). The analytical operation of the immunosensor was obtained by incubating the sensing layer of the device in oxLDL for 15 minutes, prior to EIS and SWV. This was done by using standard oxLDL solutions prepared in foetal calf serum, in order to simulate patient's plasma with circulating oxLDL. A sensitive response was observed from 0.5 to 18.0 mg mL 1 . The device was successfully applied to determine the oxLDL fraction in real serum, without prior dilution or necessary chemical treatment. The use of multiple monoclonal antibodies on a biosensing platform seemed to be a successful approach to produce a specific response towards a complex multi-analyte target, correlating well with the level of oxLDL within atherosclerosis disease, in a simple, fast and cheap way.

Antibacterial activity of GUAVA, Psidium guajava Linnaeus, leaf extracts on diarrhea-causing enteric bacteria isolated from Seabob shrimp, Xiphopenaeus kroyeri (Heller)

Guava leaf tea of Psidium guajava Linnaeus is commonly used as a medicine against gastroenteritis and child diarrhea by those who cannot afford or do not have access to antibiotics. This study screened the antimicrobial effect of essential oils and methanol, hexane, ethyl acetate extracts from guava leaves. The extracts were tested against diarrhea-causing bacteria: Staphylococcus aureus, Salmonella spp. and Escherichia coli. Strains that were screened included isolates from seabob shrimp, Xiphopenaeus kroyeri (Heller) and laboratory-type strains. Of the bacteria tested, Staphylococcus aureus strains were most inhibited by the extracts. The methanol extract showed greatest bacterial inhibition. No statistically significant differences were observed between the tested extract concentrations and their effect. The essential oil extract showed inhibitory activity against S. aureus and Salmonella spp. The strains isolated from the shrimp showed some resistance to commercially available antibiotics. These data support the use of guava leaf-made medicines in diarrhea cases where access to commercial antibiotics is restricted. In conclusion, guava leaf extracts and essential oil are very active against S. aureus, thus making up important potential sources of new antimicrobial compounds.

Parasites in stool samples in the environment of Ilha da Marambaia, Rio de Janeiro, Brazil: an approach in public health

This research aimed to describe the frequency of parasites in stool samples in the environment of Ilha da Marambaia, Rio de Janeiro, Brazil. One hundred and five stool samples were collected and processed by the coproparasitological techniques ethyl acetate sedimentation and centrifuge-flotation using saturated sugar solution. Parasites were detected in 81.9% of the samples, hookworm being the most prevalent, followed by Trichuris vulpis. Ascaris sp. eggs were also found. A high level of evolutive forms of parasites with public health risk was found in stool samples of the environment studied. We propose that health education programs, allied to an improvement of human and animal health care, must be employed to reduce the environmental contamination.

APPLICATION OF 6-NITROCOUMARIN AS A SUBSTRATE FOR THE FLUORESCENT DETECTION OF NITROREDUCTASE ACTIVITY IN Sporothrix schenckii

Introduction Sporothrix schenckii is a thermal dimorphic pathogenic fungus causing a subcutaneous mycosis, sporotrichosis. Nitrocoumarin represents a fluorogenic substrate class where the microbial nitroreductase activity produces several derivatives, already used in several other enzyme assays. The objective of this study was the analysis of 6-nitrocoumarin (6-NC) as a substrate to study the nitroreductase activity in Sporothrix schenckii. Methods Thirty-five samples of S. schenckii were cultivated for seven, 14 and 21 days at 35 °C in a microculture containing 6-nitrocoumarin or 6-aminocoumarin (6-AC) dissolved in dimethyl sulfoxide or dimethyl sulfoxide as a negative control, for posterior examination under an epifluorescence microscope. The organic layer of the seven, 14 and 21-day cultures was analyzed by means of direct illumination with 365 nm UV light and by means of elution on G silica gel plate with hexane:ethyl acetate 1:4 unveiled with UV light. Results All of the strains showed the presence of 6-AC (yellow fluorescence) and 6-hydroxylaminocoumarin (blue fluorescence) in thin layer chromatography, which explains the green fluorescence observed in the fungus structure. Conclusion The nitroreductase activity is widely distributed in the S. schenckii complex and 6-NC is a fluorogenic substrate of easy access and applicability for the nitroreductase activity detection.