Production of biohydrogen from dark fermentation of organic wastes

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Determinación química del aceite esencial de Schinus areira L. (Aguaribay) y su actividad antioxidante.

INTRODUCCIÓN: Durante su evolución, las plantas han desarrollado un sistema químico de defensa con el fin de combatir el estrés del medio ambiente utilizando sus metabolitos secundarios. De todos los productos químicos secundarios sintetizados por las plantas, los terpenos han contribuido significativamente al desarrollo de nuevos compuestos y son producidos por una gran variedad de plantas, algunos animales (insectos y organismos marinos) y microorganismos. Son abundantes en frutas, cereales, verduras y flores, en musgos, algas y líquenes y son un componente importante de las resinas de las plantas, constituyendo uno de los grupos más amplios de fitonutrientes. Los terpenos son los principales componentes de los aceites esenciales de las plantas aromáticas y tienen gran actividad biológica y actúan como antioxidantes protegiendo los lípidos del ataque de radicales libres de especies del oxígeno, como oxígeno singlete, y radicales hidroxilo, peróxido y superóxido. OBJETIVO GENERAL. Determinar la composición química del aceite esencial de S. areira y la actividad anti-oxidante de la fracción rica en terpenos hidrocarburos y sus componentes mayoritarios, en un modelo experimental de pulmón de ratón. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: a) Obtener el aceite esencial a partir de hojas de S. areira; b) Identificar y cuantificar los terpenos presentes en el aceite esencial de S. areira; c) Separar la fracción mayoritaria del aceite esencial (AE) (terpenos hidrocarburos); d)Detectar a nivel pulmonar los posibles efectos anti-oxidante de la administración intraperitoneal (i.p.) de la fracción de hidrocarburos obtenidas del aceite esencial de S. areira y de sus componentes mayoritarios, en un modelo inflamatorio. MATERIALES Y METODOS: 1) Obtención de las muestras de S. areira: Serán recolectada en la localidad de Mendiolaza, Córdoba. Un ejemplar de la misma será depositado en el Museo Botánico de la Fac. Cs. Ex. Fís. y Nat., UNC.2) Obtención del AE: El material vegetal será obtenido por destilación por arrastre por vapor de agua en un equipo tipo Clevenger modificado. 3) Fraccionamiento AE: Se separará la fracción mayoritaria del aceite que corresponde a la de los terpenos hidrocarburos con el fin de determinar su actividad biológica. Dicha separación se llevará a cabo por cromatografía en placa delgada (CCD) utilizando n-hexano o cloroformo como sistema de solvente para la fase móvil. También se determinará la actividad de los compuestos mayoritarios, los cuales serán obtenidos de muestras comerciales (ICN Pharmaceuticals) y para el caso de los que no estén disponibles en el comercio, serán aislados por técnicas cromatográficas. 4) Identificación y cuantificación de los terpenos del AE:Para la cuantificación de los terpenos, se realizará un análisis por cromatografía gas-liquido-espectrometría de masas (GC-MS) empleando un equipo Perkin Elmer Q600 equipado con detector de ionización de llama, con una columna capilar Elite-wax (Crossband-PEG) (60m x 0. 25 mm ID x 0. 25 µm df). La interpretación de los espectros de masas se realizará utilizando una biblioteca Adamns, NIST y por comparación con espectros similares tomados de bibliografía. 5) Inducción de inflamación con LPS y tratamiento con una fracción del AE de S. areira: Se procederá a la instilación nasal de LPS (1,67µg/Kg de peso corporal) y a las 2hs, la administración intraperitoneal de la fracción hidrocarbonada de AE (300 mg/Kg) y se determinará a las 3hs: TNF-α; infiltrado celular y dienos conjugados en muestras obtenidas en lavado bronqueo-alveolar en pulmón de ratón. 6) Genotoxidad: Se utilizará Allium cepa L. para evaluar aberraciones cromosómicas. Estadística : Se analizarán los datos con ANAVA: no paramétrico con Kruskal Wallis y Dunn a posterior (InfoStat, 2010). De los resultados se espera obtener un perfil químico de los terpenos hidrocarbonados de S. areira y evaluar su posible acción antioxidante.

Tratamento pós-menopausa reduz a atividade da catalase e atenua o risco cardiovascular

FUNDAMENTO: A menopausa pode levar a alterações na saúde feminina, com mudanças no estado oxidativo de mulheres pós-menopausadas, para as quais são limitadas as informações relativas à influência da hormonioterapia (HT) sobre as atividades das enzimas antioxidantes. OBJETIVO: Avaliar a influência da HT sobre a atividade da catalase, concentrações de lipídeos e lipoproteínas, proteína de transferência de colesteril éster, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, nitratos, proteína C-reativa ultrassensível e espessura da carótida em mulheres pós-menopausadas. MÉTODOS: Foram alocadas 94 mulheres para um de quatro grupos com ou sem HT. O último grupo foi subdividido em mulheres sendo tratadas com estrógeno e outras com estrógeno mais progestágeno. Foram realizadas medidas de parâmetros bioquímicos plasmáticos e da espessura da íntima-média da carótida. RESULTADOS: A HT antagonizou a redução na atividade da catalase após a menopausa, mas não teve efeito sobre os níveis da proteína de transferência de colesteril éster, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, peróxido lipídico, nitrato e proteína C reativa ultrassensível, nem sobre a espessura da íntima-média da carótida. A análise multivariada mostrou que a HT baseada em estrógeno atenuou a relação entre os fatores de risco cardiovasculares e a espessura da íntima-média da carótida comum. CONCLUSÃO: Este estudo mostra que a HT em mulheres pós-menopausadas produz efeitos antioxidantes e antiateroscleróticos benéficos por melhorar as concentrações séricas de lipídios e lipoproteínas, aumentar a atividade da catalase sérica e atenuar a associação entre os fatores de risco cardiovasculares e a aterosclerose precoce.

Solos incorporados de vinhaça e seu teor de bases

A presente pesquisa foi realizada visando esclarecer dúvidas surgidas quando da determinação dos valores "T" (capacidade total do solo para bases de dupla troca), "S" (bases suscetíveis de dupla troca) e "H" (hidrogênio suscetível de dupla troca) de solos que receberam altas doses de vinhaça Tais valores, quando determinados pelo processo recomendado por A O. A. C. (2), desviam-se dos normais passando "S" (parte) a ser maior do que "T" (todo). Diversas porções de um mesmo solo depois de convenientemente preparadas foram tratadas em vasos de ferro zincado com doses crescentes de vinhaça como segue: Primeiro grupo (vasos 1, 2, 3 e 4): testemunhas; Sgundo grupo (vasos 5, 6, 7 e 8): incorporação de vinhaça em volume equivalente a 250.0001 por hectare; Terceiro grupo (vasos 9, 10, 11 e 12): idem ao anterior aumentando as dos»\s para 500.0001; Quarto grupo (vasos 13, 14, 15 e 16): idem com 750.0001; Quinto grupo (vasos 17, 18, 19 e 20): idem com 1.000.0001. Efetuada a incorporação e depois de sêcos ossolos à sombra, dos mesmos foram retiradas amostras (4 para cada tipo) para as respectivas análises. Estas compreenderam determinações de "T", "S" e "H" por diversos processos, baseados em lixiviação com acetato de amônio neutro e normal, com cloreto de amônio normal e cloreto de bário normal. Foram, ainda, efetuadas determinações para verificação de sais solúveis. Também foram verificados os índices pH e a possibilidade de volatilização de amoníaco durante os processos de lavagem dos solos com álcool concentrado para a retirada de excesso de reativo. Os resultados obtidos foram estudados estatisticamente revelando principalmente que a incorporação de vinhaça ao solo determina neste um aumento de seus valores "T", "S" e índice pH, e diminuição de "H". Revelaram ainda que nos solos tratados com altas doses de vinhaça o valor "T" não deve ser determinado com processos ligados a amônio-saturação (cloreto), uma vez que êste radical peptizando e solubilizando a matéria orgânica do solo faz com que se consigam valores aquém dos reais. Esta interferência é tão grande que pode conduzir ao absurdo de se ter "S" maior do que "T". Os catiônios bivalentes como cálcio e bário, apesar dos inconvenientes que apresentam, são os recomendados para êste caso.

Extração de diversos íons do solo com solução normal de KCl

O presente trabalho tem por objetivo extrair e determinar diversos íons, como o alumínio, hidrogênio, cálcio e magnésio que se acham ligados aos colóides do solo por eletrovalência, em alguns solos do Município de Piracicaba. Além disso, constitui também finalidade dêste trabalho relacionar as diversas características dos solos estudados a fim de esclarecer vários aspectos considerados importantes na química do solo. Trinta e seis amostras de solos, correspondentes aos horizontes superficiais e subsuperficiais de dez séries do citado Município, foram submetidas à extração com solução 1 N de KCl e no extrato foram determinados os cátions já mencionados, além de determinar o pH em suspensão da solução 1 N em KCl. Nas mesmas amostras foram determinados: pH em suspensão aquosa, carbono total, cálcio, magnésio e potássio extraídos com solução 0,05 N de HNO3 e hidrogênio extraído com solução 1 N de acetato de cálcio com pH = 7,0. Os dados obtidos permitem concluir que a carga negativa permanente dos colóides dos solos estudados é muito baixa e que uma fração elevada da mesma é neutralizada pelo alumínio, em muitas das amostras analisadas. Verificou-se, também, que o teor de alumínio trocável correlaciona-se tanto com o pH determinado em suspensão aquosa, como com o determinado em suspensão de solução 1 N de CKl e com o hidrogênio, extraído com solução de acetato de cálcio 1 N com pH = 7,0. A porcentagem de saturação de bases, calculada em função da carga permanente e a calculada em função da extração das bases com solução de HNO3 0,05 N e da extração do hidrogênio com solução de acetato de cálcio 1N, pH = 7,0, correlacionam-se com o pH do solo. Finalmente, constatou-se que o teor de cálcio mais magnésio extraído com solução 1 N de KCl é equivalente ao extraído com solução 0,05 N de HNO3, indicando que, provàvelmente, os solos estudados não apresentam minerais silicatados ou carbonatados dos mencionados cátions.

Extração do alumínio trocável e o pH do solo

O alumínio trocável e o hidrogênio "eletrovalente" foram extraídos e determinados em diversas amostras de solos, atraves de percolação contínua com solução 1 N de KC1. Em seguida, após a extração do alumínio e hidrogênio "eletrovalente", determinou-se o pH dos solos e suspensão aquosa e procedeu-se a extração do hidrogênio "covalente" com solução 1 N de acetato decálcio, com pH = 7,0, em algumas das amostras estudadas. Como era de se esperar, a remoção do alumínio trocável e do hidrogênio "eletrovalente" elevou o pH de todas as amostras de solo. No entanto, em alguns dos solos estudados, os valores do pH (de 5,05 a 6,25), após a remoção dos citados íons, evidenciaram a influência de outros componentes da acidez do solo sôbre o pH.

Avaliação da exigência de calcário do solo

Foram estudados quatro métodos de avaliação da exigência de calcário de diversos solos, pertencendo a maioria a séries bem caracterizadas do Município de Piracicaba, Estado de São Paulo. Serviu como referência o método de incubação, segundo o qual 20 amostras foram tratadas com cinco doses de carbonato de cálcio puro, perfazendo um total de 100 amostras. Verificou-se que o método baseado na extração de hidrogênio ou prótons dos diversos componentes da acidez do solo, com solução 1 N de acetato de cálcio, pH = 7,0, é o mais simples, rápido e sensível, e forneceu um coeficiente de correlação r = 0,92, quando comparado com o método de incubação. O método que emprega a solução tampão SMP, e que também extrai hidrogênio ou prótons dos diversos componentes da acidez do solo, também foi eficiente (r = 0,90). O método baseado na elevação da saturação em bases a 85%, calculando-se a capacidade de troca de cátions CTC ou t, levando-se em conta o hidrogênio extraído com solução 1 N de acetato de cálcio, pH = 7,0, apresentou o coeficiente de correlação mais elevado (r = 0,96). Finalmente, o método baseado na extração do alumínio trocável com solução 1 N de KCl, relacionado à exigência de calcário para atingir o pH = 5,7, determinada por incubação, apresentou um coeficiente de correlação r = 0,72.

A solubilidade de fosfatos naturais em solução de ácido cítrico a 2%, na proporção de 1:200

O fosforo (P2O5) de três amostras de fosfato tricálcico puro e o de farinha de ossos degelatinados apresentou-se totalmente solúvel em solução de acido cítrico a 2%, na proporção de 1 parte, em pêso, de material para 200 partes, em volume, de solução. Por outro lado, o P2O5 dos fosfatos naturais é apenas parcialmente solúvel em solução de acido cítrico a 2%, nas condições citadas. O número de equivalentes miligramas de hidrogênio existente em 200 ml de solução de acido cítrico a 2% e o dobro do necessário para a dissolução tanto de 1,0 grama de fosfato tricálcico como de 1,0 g de fluofosfato de calcio, componente mais importante das rochas fosfatadas. Uma vez que 200 ml de solução de acido cítrico a 2% não solubilizam todo o P2O5 das rochas fosfatadas, deve-se concluir que as suas características físico-químicas (composição química e rede cristalina do componente fosfático, porosidade, grau de finura, etc) diferem das apresentadas pelo fosfato tricálcico, além da possibilidade de ocorrência de outras substâncias (carbonatos), que as tornam menos solúveis. Como conse-qüência, apenas uma fração dos componentes fosfáticos das rochas fosfatadas apresenta um comportamento similar ao fosfato tricálcico, frente à solução de acido cítrico a 2%. Resulta, dessas considerações, a indicação da proporção de 1 grama de rocha fosfatada para 200 ml de solução de acido cítrico a 2% para extração do P2O5 e a interpretação do teor extraído como equivalente ao P2O5 contido no fosfato tricálcico (EFT)

Secções delgadas de solos: método de impregnação

O presente trabalho apresenta um método desenvolvido para a impregnação de amostras de solo indeformadas, com a posterior finalidade da confecção de secções delgadas. A impregnação é efetuada sob vácuo e em um dessecador adaptado para receber a mistura impregnante. Esta, é constituída pela resina poliéster Polylite T 213 diluída em monômero de estireno e catalisada com peróxido de metil-etil-cetona. A confecção das secções delgadas não apresentou problemas que pudessem ser atribuídos a falhas na impregnação, tais como desintegração da amostra, dissolução da mesma em água, trincas, etc. Lâminas de solos e argilas foram obtidas com resultados amplamente satisfatórios.

Impregnação de amostras de solo com "polylite 8001"

O trabalho descreve a impregnação de amostras de solo utilizando a resina poliéster Polylite 8001, com a posterior finalidade de preparo de seções delgadas. Dentre as várias proporções examinadas entre resina, monômero de estireno (solvente) e peróxido de metil-etil-cetona (peróxido de MEK; catalisador), a de 70% de resina, 30% de monômero e 8 gotas de catalisador para cada 100 ml de resina, foi achada ser a melhor. Um produto impregnado de elevada dureza, isótropo sob luz polarizada e que não alterou a estrutura das amostras, são algumas das vantagens dessa resina sobre outros tipos.

Mecanismo de ação auxínica

As principais hipóteses envolvendo o mecanismo de ação das auxinas são consideradas com a finalidade de apontar os processos mais prováveis de acordo com os conhecimentos atuais. Ácidos nucléicos e proteínas devem estar relacionados com modificações na parede celular através da secreção de íons hidrogênio e estimulação na atividade enzimática capaz de promover afrouxamento e elongação da parede celular. Um esquema indicando os processos de ação auxínica capazes de alterações na parede celular, é apresentado.

Efeito residual de alguns adubos nitrogenados sobre algumas características químicas de um solo

Foi feito um ensaio em vasos, com 4 repetições, usando terra ácida e de baixa fertilidade para testar os valores fertilizantes de uréia (com e sem enxofre), nitrato de amônio e sulfato de amônio. Fez-se, a princípio, correção do pH para 6,0 e aplicação de adubo fosfatado e potássio nas doses de 90 e 120 kg/ha de P(2)0(5) e K(2)0, respectivamente. As doses de N foram de 0, 120 e 240 kg/ha. A planta teste foi o milho. No ano seguinte o ensaio foi repetido, mas sem calagem e sem adição dos fertilizantes nitrogenados. No ano subsequente repetiu-se o ensaio anterior fazendo-se, porém, calagem em duas repetições de cada tratamento. Após a colheita do milho estudaram-se os efeitos residuais dos adubos nitrogenados em competição tomando-se como parâmetros de avaliação a produção de massa de matéria seca de partes aéreas e de plantas inteiras e conteúdos de nitrogênio das mesmas, os teores de alumínio trocável do solo, de hidrogênio potencial, hidrogênio trocável, indices pH e porcentagens de nitrogênio das terras. As principais conclusões gerais são: a. Relativamente ao Al3+ trocável, nos tratamentos que receberam calagem não houve efeito residual dos adubos nitrogenados, mas na ausência do corretivo o sulfato de amônio apresentou efeito considerável. Os demais apresentaram efeitos menos pronunciados. b. De um modo global, no que se refere ao H+ potencial e trocável não houve efeito residual dos fertilizantes nitrogenados nos tratamentos que sofreram correção da acidez, mas, naqueles que não receberam CaCO3 houve algum efeito residual, sobretudo do sulfato de amônio. c. Quando se tomou o valor pH como índice de avaliação do efeito residual, apenas o sulfato de amônio baixou o pH das terras, tanto nos tratamentos que receberam calagem como nos que não a receberam. d. Não houve efeito residual dos fertilizantes nitrogenados quando ele foi avaliado pelo teor de N do solo. e. Quando se emprega fertilizantes amoniacais com frequência, sobretudo o sulfato de amônio, deve-se atentar para a correção da acidez do solo.

Mechanisms of hydrogen peroxide-induced vasoconstriction in the isolated perfused rat kidney.

The vasoconstrictor effect of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) on isolated perfused rat kidney was investigated. H(2)O(2) induced vasoconstriction in the isolated rat kidney in a concentration-dependent manner. The vasoconstrictor effects of H(2)O(2) were completely inhibited by 1200 U/ml catalase. Endothelium-removal potentiated the renal response to H(2)O(2). The H(2)O(2) dose-response curve was not significantly modified by administration of the NO inhibitor L-NAME (10(-4) mol/l), whereas it was increased by the non-specific inhibitor of K+-channels, tetraethylammonium (3.10(-3) mol/l). Separately, removal of extracellular Ca(2+), administration of a mixture of calcium desensitizing agents (nitroprusside, papaverine, and diazoxide), and administration of a protein kinase C (PKC) inhibitor (chelerythrine, 10(-5) mol/l) each significantly attenuated the vasoconstrictor response to H(2)O(2), which was virtually suppressed when they were performed together. The pressor response to H(2)O(2) was not affected by: dimethyl sulfoxide (7.10(-5) mol/l) plus mannitol (3.10(-5) mol/l); intracellular Ca(2+) chelation using BAPTA (10(-5) mol/l); calcium store depletion after repeated doses of phenylephrine (10(-5) g/g kidney); or the presence of indomethacin (10(-5) mol/l), ODYA (2.10(-6) mol/l) or genistein (10(-5) mol/l). We conclude that the vasoconstrictor response to H(2)O(2) in the rat renal vasculature comprises the following components: 1) extracellular calcium influx, 2) activation of PKC, and 3) stimulation of pathways leading to sensitization of contractile elements to calcium. Moreover, a reduced pressor responsiveness to H(2)O(2) in female kidneys was observed.

Effect of a specific supplement enriched with n-3 polyunsaturated fatty acids on markers of inflammation, oxidative stress and metabolic status of ear, nose and throat cancer patients.

Malnutrition affects 40-50% of patients with ear, nose and throat (ENT) cancer. The aim of this study was to assess changes induced by a specific nutritional supplement enriched with n-3 polyunsaturated fatty acids, fiber and greater amounts of proteins and electrolytes, as compared with a standard nutritional supplement, on markers of inflammation, oxidative stress and metabolic status of ENT cancer patients undergoing radiotherapy (RT). Fourteen days after starting RT, 26 patients were randomly allocated to one of two groups, 13 supplemented with Prosure, an oncologic formula enriched with n-3 polyunsaturated fatty acids, fiber and greater amounts of proteins and electrolytes (specific supplement), and 13 supplemented with Standard-Isosource (standard supplement). Patients were evaluated before RT, and 14, 28 and 90 days after starting RT. The results showed that there were no significant differences between the groups, but greater changes were observed in the standard supplement group, such as a decline in body mass index (BMI), reductions in hematocrit, erythrocyte, eosinophil and albumin levels, and a rise in creatinine and urea levels. We concluded that metabolic, inflammatory and oxidative stress parameters were altered during RT, and began to normalize at the end of the study. Patients supplemented with Prosure showed an earlier normalization of these parameters, with more favorable changes in oxidative stress markers and a more balanced evolution, although the difference was not significant.

Long-term effects of varying consumption of ω3 fatty acids in ear, nose and throat cancer patients: assessment 1 year after radiotherapy.

Abstract A prospective 1-year follow-up study in ear, nose, and throat (ENT) cancer patients was carried out one year after radiotherapy to assess the effect of varying consumption of ω3 fatty acid according to whether they consumed more or less than the 50th percentile of ω3 fatty acids. Clinical, analytical, inflammatory (CRP and IL-6), and oxidative variables (TAC, GPx, GST, and SOD) were evaluated. The study comprised 31 patients (87.1% men), with a mean age of 61.3 ± 9.1 years. Hematological variables showed significant differences in the patients with a lower consumption of ω3 fatty acids. A lower mortality and longer survival were found in the group with ω3 fatty acid consumption ≥50th percentile but the differences were not significant. No significant difference was reached in toxicity, inflammation, and oxidative stress markers. The group with ω3 fatty acid consumption <50th percentile significantly experienced more hematological and immune changes.