Encapsulation of phase change materials using rice-husk-char

This paper explored a new approach to prepare phase change microcapsules using carbon-based particles via Pickering emulsions for energy storage applications. Rice-husk-char, a by-product in biofuel production, containing 53.58 wt% of carbon was used as a model carbon-based material to encapsulate hexadecane. As a model phase change material, hexadecane was emulsified in aqueous suspensions of rice-husk-char nanoparticles. Water soluble polymers poly(diallyldimethyl-ammonium chloride) and poly(sodium styrene sulfonate) were used to fix the rice-husk-char nanoparticles on the emulsion droplets through layer-by-layer assembly to enhance the structural stability of the microcapsules. The microcapsules formed are composed of a thin shell encompassing a large core consisting of hexadecane. Thermal gravimetrical and differential scanning calorimeter analyses showed the phase change enthalpy of 80.9 kJ kg−1 or 120.0 MJ m−3. Design criteria of phase change microcapsules and preparation considerations were discussed in terms of desired applications. This work demonstrated possible utilisations of biomass-originated carbon-based material for thermal energy recovery and storage applications, which can be a new route of carbon capture and utilisation.

Sustainable solutions for the construction sector: integration of secondary raw materials in the production cycle of concrete

The construction industry is one of the largest consumers of raw materials and energy and one of the highest contributor to green-houses gases emissions. In order to become more sustainable it needs to reduce the use of both raw materials and energy, thus lim-iting its environmental impact. Developing novel technologies to integrate secondary raw materials (i.e. lightweight recycled aggre-gates and alkali activated “cementless” binders - geopolymers) in the production cycle of concrete is an all-inclusive solution to im-prove both sustainability and cost-efficiency of construction industry. SUS-CON “SUStainable, Innovative and Energy-Efficiency CONcrete, based on the integration of all-waste materials” is an European project (duration 2012-2015), which aim was the inte-gration of secondary raw materials in the production cycle of concrete, thus resulting in innovative, sustainable and cost-effective building solutions. This paper presents the main outcomes related to the successful scaling-up of SUS-CON concrete solutions in traditional production plants. Two European industrial concrete producers have been involved, to design and produce both pre-cast components (blocks and panels) and ready-mixed concrete. Recycled polyurethane foams and mixed plastics were used as aggre-gates, PFA (Pulverized Fuel Ash, a by-product of coal fuelled power plants) and GGBS (Ground Granulated Blast furnace Slag, a by-product of iron and steel industries) as binders. Eventually, the installation of SUS-CON concrete solutions on real buildings has been demonstrated, with the construction of three mock-ups located in Europe (Spain, Turkey and Romania)

Synergistischer photoinduzierter Schadstoffabbau mittels eines Porphyrazin-Titandioxid-Hybrids

Die zunehmende Luftverschmutzung aufgrund des steigenden Energiebedarfs und Mobilitätsanspruchs der Bevölkerung, insbesondere in urbanen Gebieten, erhöht das Gefährdungspotential für die Gesundheit und verschlechtert so die Lebensqualität. Neben der Vermeidung von Emissionen toxischer Gase als mittel- und langfristig optimale Maßnahme zur Verbesserung der Luftqualität, stellt der Abbau emittierter Luftschadstoffe ein geeignetes und kurzfristig wirksames Mittel dar. Ein solcher Abbau kann durch Photokatalyse erzielt werden, allerdings nutzen Photokatalysatoren, die auf dem Halbleiter Titandioxid (TiO2) basieren, das solare Emissionsspektrum nur geringfüfig aus und sind in Innenräumen und anderen UV-schwachen Bereichen nicht wirksam. Um diese Nachteile zu überwinden, wurde ein Photokatalysator entwickelt und hergestellt, der aus TiO2 (P25) als UV-aktiver Photokatalysator und als Trägermaterial sowie einem seinerseits im Vis-Bereich photoaktiven Porphyrazin-Farbstoff als Beschichtung besteht. Die sterisch anspruchsvollen und in der Peripherie mit acht Bindungsmotiven für TiO2 versehenen Farbstoffmoleküle wurden zu diesem Zweck auf der Halbleiteroberfläche immobilisiert. Die so gebildeten Porphyrazin-Titandioxid-Hybride wurde ausführlich charakterisiert. Dabei wurden unter anderem die Bindung der Farbstoffe auf der Titandioxidoberfläche mittels Adsorptionsisothermen und die UV/Vis-spektroskopischen Eigenschaften des Hybridmaterials untersucht. Zur Bestimmung der photokatalytischen Aktivitäten der Einzelkomponenten und des Hybridmaterials wurden diese auf die Fähigkeit zur Bildung von Singulett-Sauerstoff, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikalen hin sowie in einem an die ISO-22197-1 angelehnten Verfahren auf die Fähigkeit zum Abbau von NO hin jeweils bei Bestrahlung in drei Wellenlängenbereichen (UV-Strahlung, blaues Licht und rotes Licht) geprüft. Darüber hinaus konnte die Aktivität des Hybridmaterials bei der Photodynamischen Inaktivierung (PDI) von Bakterien unter UV- und Rotlichtbestrahlung im Vergleich zum reinen Ttandioxid bestimmt werden. Die Charakterisierung des Hybridmaterials ergab, dass die Farbstoffmoleküle in einer neutralen Suspension nahezu irreversibel in einer monomolekularen Schicht mit einer Bindungsenergie von -41.43 kJ/mol an die Oberfläche gebunden sind und das Hybridmaterial mit hohen Extinktionskoeffizienten von bis zu 105 M-1cm-1 in großen Bereichen des UV/Vis-Spektrums Photonen absorbiert. Das Spektrum des Hybridmaterials setzt sich dabei additiv aus den beiden Einzelspektren zusammen. Die Auswirkungen der Charakterisierungsergebnisse auf die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies wurden ausführlich diskutiert. Der Vergleich der Aktivitäten in Bezug auf die Bildung der reaktiven Sauerstoffspezies zeigte, dass die Aktivität des Hybridmaterials bis auf die bei der Bildung von Hydroxylradikalen unter UV-Bestrahlung in allen Versuchen deutlich höher war als die Aktivität des reinen Titandioxids. Im Gegensatz zu reinem Titandioxid erzeugte das Hybridmaterial in allen untersuchten Wellenlängenbereichen Mengen an Singulett-Sauerstoff, die photophysikalisch eindeutig detektierbar waren. Zur Erklärung und Deutung dieser Beobachtungen wurde eine differenzierte Diskussion geführt, die die Ergebnisse der Hybridpartikelcharakterisierung aufgreift und implementiert. Der Vergleich der NO-Abbaueffizienzen ergab bei allen Experimenten durchgängig deutlich höhere Werte für das Hybridmaterial. Zudem wurden durch das Hybridmaterial nachgewiesenermaßen wesentlich geringere Mengen des unerwünschten Nebenprodukts des Abbaus (NO2) gebildet. Im Zuge der Diskussion wurden verschiedene mögliche Mechanismen der „sauberen“ Oxidation zu Nitrat durch das Hybridmaterial vorgestellt. Untersuchungen zur Photodynamischen Inaktivierung verschiedener Bakterien ergaben, dass das Hybridmaterial neben einer zu P25 ähnlichen Aktivität unter UV-Bestrahlung, anders als P25, auch eine PDI verschiedener Bakterien unter Rotlichtbestrahlung erreicht.

Direct catalytic macrolactonization and application of the phase separation strategy in complex molecule synthesis

Les macrolactones sont des squelettes structuraux importants dans de nombreuses sphères de l’industrie chimique, en particulier dans les marchés pharmaceutiques et cosmétiques. Toutefois, la stratégie traditionnelle pour la préparation de macrolactones demeure incommode en requérant notamment l’ajout (super)stœchiométrique d’agents activateurs. Conséquemment, des quantités stœchiométriques de sous-produits sont générées; ils sont souvent toxiques, dommageables pour l’environnement et nécessitent des méthodes de purification fastidieuses afin de les éliminer. La présente thèse décrit le développement d’une macrolactonisation efficace catalysée au hafnium directement à partir de précurseurs portant un acide carboxylique et un alcool primaire, ne générant que de l’eau comme sous-produit et ne nécessitant pas de techniques d’addition lente et/ou azéotropique. Le protocole a également été adapté à la synthèse directe de macrodiolides à partir de mélanges équimolaires de diols et de diacides carboxyliques et à la synthèse de dimères tête-à-queue de seco acides. Des muscs macrocycliques ainsi que des macrolactones pertinentes à la chimie médicinale ont pu être synthétisés avec l’approche développée. Un protocole pour l’estérification directe catalysée au hafnium entre des acides carboxyliques et des alcools primaires a aussi été développé. Différentes méthodes pour la macrolactonisation catalytique directe entre des alcools secondaires et des acides carboxyliques ont été étudiées. En outre, la stratégie de séparation de phase en macrocyclisation en débit continu a été appliquée lors de la synthèse totale formelle de la macrolactone ivorenolide A. Les étapes-clés de la synthèse incluent une macrocyclisation par le couplage d’alcynes de Glaser-Hay et une réaction de métathèse d’alcènes Z-sélective.

Problems of optimal transportation on the circle and their mechanical applications

We consider a mechanical problem concerning a 2D axisymmetric body moving forward on the plane and making slow turns of fixed magnitude about its axis of symmetry. The body moves through a medium of non-interacting particles at rest, and collisions of particles with the body's boundary are perfectly elastic (billiard-like). The body has a blunt nose: a line segment orthogonal to the symmetry axis. It is required to make small cavities with special shape on the nose so as to minimize its aerodynamic resistance. This problem of optimizing the shape of the cavities amounts to a special case of the optimal mass transfer problem on the circle with the transportation cost being the squared Euclidean distance. We find the exact solution for this problem when the amplitude of rotation is smaller than a fixed critical value, and give a numerical solution otherwise. As a by-product, we get explicit description of the solution for a class of optimal transfer problems on the circle.

Efeito da disponibilidade de oxigénio na produção de bioetanol por Scheffersomyces stipitis

O bioetanol constitui uma alternativa renovável aos combustíveis fósseis. Contudo, o bioetanol de primeira geração, produzido a partir de matérias-primas alimentares, desencadeou sérios problemas económicos e sociais, pelo que é fundamental encontrar estratégias que permitam a viabilidade comercial do bioetanol de segunda geração, produzido a partir de matérias-primas lenho-celulósicas. O licor de cozimento ao sulfito ácido de árvores folhosas (HSSL) é um subproduto da indústria papeleira que, devido ao seu elevado conteúdo em açúcares, pode ser utilizado como substrato para a produção de bioetanol de segunda geração. No entanto, a maior fração dos açúcares do HSSL é composta por pentoses. Por isso, a fermentação do HSSL é realizada pela levedura Scheffersomyces stipitis, pois esta é capaz de fermentar tanto as hexoses como as pentoses. Todavia, a S. stipitis só produz etanol sob condições microaerófilas, pelo que o maior desafio da produção de bioetanol por S. stipitis reside no estabelecimento das condições ótimas de arejamento. Este trabalho teve assim por objetivo estabelecer uma estratégia de arejamento que permita a eficiente produção de bioetanol a partir de HSSL por S. stipitis C4, a qual é uma estirpe adaptada a este substrato. Deste modo, foram realizados ensaios em Erlenmeyer, de modo a caracterizar o crescimento da S. stipitis C4, e ensaios em biorreator, com vista a estudar a produção de etanol por S. stipitis C4 em duas estratégias de arejamento diferentes. Na primeira estratégia foi usado apenas um único estágio de arejamento, com controlo da tensão de oxigénio dissolvido, DOT (%), e na segunda estratégia foram usados dois estágios de arejamento, com controlo da DOT no primeiro estágio e com restrição de oxigénio no segundo estágio. Nos ensaios em Erlenmeyer com HSSL o crescimento da S. stipitis C4 foi completamente inibido. Por sua vez, nos ensaios em biorreator com um único estágio de arejamento o controlo da DOT não permitiu a produção de etanol. No entanto, nos ensaios com dois estágios de arejamento em meio sintético foi possível produzir etanol de forma eficiente. Nesta estratégia, a utilização de um maior valor de DOT no primeiro estágio de arejamento permitiu aumentar a taxa específica de crescimento máxima e o rendimento em biomassa do primeiro estágio. Para além disso, a utilização de um maior valor de DOT no primeiro estágio também permitiu aumentar a produtividade em etanol durante o segundo estágio de arejamento. Por sua vez, no segundo estágio de arejamento verificou-se que a restrição de oxigénio evitou a reassimilação de etanol pela S. stipitis C4. Deste modo, os melhores resultados para a produção de etanol foram obtidos com controlo da DOT a 50% durante o primeiro estágio e com 0 mLAr.min-1 e 250 rpm durante o segundo estágio de arejamento. A aplicação desta estratégia de arejamento a 60% HSSL/40% meio sintético permitiu obter, no primeiro estágio de arejamento, uma taxa específica de crescimento máxima de 0,17 h-1, o que demonstra que a elevada disponibilidade de oxigénio durante o primeiro estágio aumenta a tolerância da S. stipitis C4 aos inibidores. Para além disso, a taxa volumétrica de produção de etanol e o rendimento em etanol de toda a fermentação foi de respetivamente de 0,03 g.L-1.h-1 e 0,38 g.g-1. Assim, a elevada eficiência de conversão dos açúcares em etanol (74,4%) demostra que a fermentação com dois estágios de arejamento constitui uma estratégia promissora para a produção de bioetanol de segunda geração a partir de HSSL.

Desenvolvimento e caracterização de um sabonete contendo borras de café

Desde da antiguidade que o ser humano se preocupa com a sua aparência externa, em especial com a pele. Para além do desenvolvimento de cosméticos, surgiram também produtos mais complexos, os cosmecêuticos, que diferem dos cosméticos devido a poderem influenciar a função biológica da pele, causando modificações positivas e duráveis. O conceito de sustentabilidade é usado para definir ações e atividades humanas que visam suprir as necessidades atuais dos seres humanos, sem comprometer o futuro das próximas gerações. Ou seja, a sustentabilidade está diretamente relacionada ao desenvolvimento económico e material sem agredir o meio ambiente, utilizando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no futuro. Seguindo estes parâmetros, a humanidade pode garantir o desenvolvimento sustentável. As borras de café são consideradas como um subproduto alimentar, sem grande reutilização, o que promove danos no impacto ambiental. Por outro lado, as borras de café podem exercer grandes benefícios para a pele, pois são consideradas excelentes exfoliantes naturais com propriedades refirmantes. Os produtos à base de cafeína são aliados no combate à celulite, na estimulação da regeneração celular e da circulação sanguínea, bem como, no rejuvenescimento e revitalização da pele. Este trabalho consistiu no desenvolvimento de um sabonete, contendo borras de café, como forma de reaproveitamento de um subproduto alimentar rico em cafeína, com o intuito de obter produtos com boas propriedades cosméticas e elevada estabilidade física e química. As borras de café foram analisadas em termos da sua estabilidade física e química através de ensaios de estabilidade acelerada por centrifugação, textura, reologia e doseamento do teor de cafeína por HPLC. Os resultados obtidos através do controlo físico-químico dos sabonetes, da determinação do potencial irritante cutâneo e da análise sensorial efectuada em voluntários humanos, demonstraram que é possível preparar sabonetes de borra de café com boa estabilidade físico-química, boa tolerância cutânea e com características sensoriais adequadas, utilizando uma base de sabão constituída pelos ingredientes (INCI): Sodium Palmate, Sodium Palm Kernelate, Aqua (water), Glycerine, Fragância de café, Sodium Chloride, Butyrospermum Parkii Butter (Shea Butter), CI 778911 (Titanium Dioxide), Tetrasodium EDTA, CI 77499, Linalool e à qual foi adicionada 5% de borras de café.

Mitigation of High Alkalinity in Leachates of Aged Steel Slag

Steel slag, an abundant by-product of the steel-making industry, after it is aged, has a huge potential for use as an aggregate in road construction. However, the high pH of steel slag seepage (pH≥12) is a major impediment in its beneficial use. Analyses on aged steel slag samples demonstrated that the alkalinity producing capacity of aged steel slag samples strongly correlated to Ca(OH)2 dissolution and that prolonged aging periods have marginal effects on overall alkalinity. Treatment methods that included bitumen-coating, bathing in Al(III) solutions and addition of an alum-based drinking water treatment residual (WTR) were evaluated based on reduction in pH levels and leachate alkalinity. 10% (wt./wt.) alum-based drinking water treatment residual (WTR) addition to slag was determined to be the most successful mitigation method, providing 65−70% reduction in alkalinity both in batch-type and column leach tests, but final leachate pH was only 0.5−1 units lower and leachates were contaminated by dissolved Al(+III) (≥3−4 mM). Based on the interpretation of calculated saturation indices and SEM and EDX analyses, formation of calcium sulfoaluminate phases (i.e., ettringite and monosulfate) was suggested as the mechanism behind alkalinity mitigation upon WTR-modification. The residual alkalinity in WTR-amended slag leachates was able to be completely eliminated utilizing a biosolids compost with high base neutralization capacity. In column leach tests, effluent pH levels below 7 were maintained for 58−74 pore volumes worth of WTR-amended slag leachate using 0.13 kg compost (dry wt.) per 1 kg WTR-amended slag on average; also, dissolved Al(+III) was strongly retained on the compost.

The Generic Approximation Lemma

The approximation lemma is a simplification of the well-known take lemma, and is used to prove properties of programs that produce lists of values. We show how the approximation lemma, unlike the take lemma, can naturally be generalised from lists to a large class of datatypes, and present a generic approximation lemma that is parametric in the datatype to which it applies. As a useful by-product, we find that generalising the approximation lemma in this way also simplifies its proof.

Produção biológica integrada de hidrogénio e metano a partir de resíduos da indústria do biodiesel

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

GEOTECHNICAL AND ENVIRONMENTAL IMPACTS OF STEEL SLAG IN EMBANKMENTS

Steel slag is a byproduct of iron and steel production by the metallurgical industries. Annually, 21 million tons of steel slag is produced in the United States. Most of the slag is landfilled, which represents a significant economic loss and a waste of valuable land space. Steel slag has great potential for the construction of highway embankments; however, its use has been limited due to its high swelling potential and alkalinity. The swelling potential of steel slags may lead to deterioration of the structural stability of highways, and high alkalinity poses an environmental challenge as it affects the leaching behavior of trace metals. This study seeks a methodology that promotes the use of steel slag in highway embankments by minimizing these two main disadvantages. Accelerated swelling tests were conducted to evaluate the swelling behavior of pure steel slag and water treatment residual (WTR) treated steel slag, where WTR is an alum-rich by-product of drinking water treatment plants. Sequential batch tests and column leach tests, as well as two different numerical analyses, UMDSurf and WiscLEACH, were carried out to check the environmental suitability of the methods. Tests were conducted to study the effect of a common borrow fill material that encapsulated the slag in the embankment and the effects of two subgrade soils on the chemical properties of slag leachate. The results indicated that an increase in WTR content in the steel slag-WTR mixtures yields a decrease in pH and most of the leached metal concentrations, except aluminum. The change in the levels of pH, after passing through encapsulation and subgrade, depends on the natural pHs of materials.

Influência da temperatura de calcinação do fosfogesso no desempenho de cimentos supersulfatados

The supersulfated cement (CSS) basically consist of up to 90% blast furnace slag, 10-20% of a source of calcium sulfate and a small amount of alkali activator, covered by European standard EN 15743/2010. Because of this SSC are considered "green cement" low environmental impact. The source of calcium sulfate used in the preparation of CSS can be obtained from natural sources, such as gypsum or from alternative sources (industrial products), such as phosphogypsum. The phosphogypsum is a by-product of the fertilizer industry, used in the production of phosphoric acid. In this process the phosphate rock is treated with sulfuric acid to give as the major product phosphoric acid (H3PO4), gypsum and a small amount of hydrofluoric acid. The chemical composition of gypsum is basically calcium sulfate dihydrate (CaSO4.2H2O), similar to gypsum, because it can be used in this type of cement. To become anhydrous, the calcination of gypsum is necessary. The availability of the source of calcium sulfate to react with the slag is dependent on its solubility that is directly related to its calcination temperature. The solubility of the anhydrous gypsum decreases with increasing calcination temperature. This study investigated the influence of temperature of calcination of phosphogypsum on the performance of CSS. Samples were prepared with 10 and 20% of phosphogypsum calcinated at 350 to 650 ° C using KOH as an alkaline activator at three different concentrations (0.2, 0.5 and 0.8%). The results showed that all mortars presented the minimum values required by EN 15743/2010 for 7 and 28 days of hydration. In general CSS containing 10% phosphogypsum showed slightly better compressive strength results using a lower calcination temperature (350 °C) and curing all ages. The CSS containing 20% of calcined gypsum at 650 °C exhibit satisfactory compressive strenght at 28 days of hydration, but at later ages (56 to 90 days) it strongly reduced. This indicates that the calcination temperature of phosphogypsum has a strong influence on the performance of the CSS.

Utilização de bagaço de maçã como ingrediente alimentar em iogurte com potencial efeito benéfico para a saúde

O desenvolvimento de alimentos funcionais evoluiu consideravelmente ao longo dos anos e a capacidade tecnológica para produzir um alimento com compostos fisiologicamente ativos tem crescido significativamente. O presente trabalho teve como objetivo criar um novo alimento, utilizando um subproduto proveniente da indústria agroalimentar. O alimento seleccionado foi o iogurte natural, o qual foi enriquecido com um extrato de bagaço de maçã. O bagaço de maçã contém compostos fenólicos e fibra, mostrando atividade antioxidante significativa e por conseguinte apresenta um potencial efeito positivo na saúde. Avaliaram-se características químicas do bagaço de maçã e das farinhas obtidas a partir deste subproduto, designadamente: acidez, teor em açúcares totais e redutores, cinza, matéria gorda, humidade, proteína bruta, fibra dietética insolúvel e solúvel. O extrato aquoso obtido a partir do subproduto foi também caracterizado quanto ao seu conteúdo fenólico e atividade antioxidante. O iogurte produzido com incorporação do extrato de bagaço de maçã foi estudado do ponto de vista de parâmetros químicos tais como acidez, açúcares totais, cinza, humidade, proteína bruta, pH e fibra bruta, conteúdo em fenólicos totais e atividade antioxidante. O subproduto, os extratos e o iogurte foram também avaliados quanto à sua carga microbiológica. Na caracterização química do bagaço foram obtidos os seguintes valores, expressos em base seca: 2,0±0,01% de acidez (expressa em equivalentes de ácido málico); 15,96±1,53% de açúcares totais; 13,35±1,91% de açúcares redutores; 1,88±0,07% de cinza, 2,49±0,5% de matéria gorda, 81,17±1,98% de humidade e 5,01±0,01% de proteína bruta. Quanto ao seu conteúdo em fibra dietética, o bagaço contém na sua composição 65,80% de fibra dietética insolúvel e 4,90% de fibra dietética solúvel. A farinha obtida após secagem a 60 °C do bagaço de maçã apresentou, na base seca, 1,9±0,04% de acidez, 10,57±1,31% de açúcares totais; 8,50±1,00% de açúcares redutores; 2,22±0,04%de cinza, 4,73±0,11% de matéria gorda, 6,34±0,62% de humidade e 5,40±0,26% de proteína. A atividade antioxidante do extrato aquoso, (AQ_6X10) obtido do bagaço de maçã, utilizado para incorporação no iogurte, determinada através do método ABTS foi de 5,00±1,28µmol TE/g amostra e apresentou um teor em compostos fenólicos de 221,42±0,734 mg EAG/ 100g de extrato, na base seca. Ao nível microbiológico o extrato revelou parâmetros aceitáveis, de acordo com a tabela 13 (anexos 3), para utilização como ingrediente alimentar. Os iogurtes produzidos foram analisados quimicamente. O iogurte, com extrato aquoso de bagaço de maçã incorporado, apresentou 89,64±0,00% de humidade, 0,93±0,00% de acidez (expressa em equivalentes de ácido láctico); 6,42±0,26% de açúcares totais; 0,74%±0,00% de cinza, 3,83±0,00% de proteína bruta e 0,2±0,00% de fibra bruta. O seu conteúdo em compostos fenólicos foi de 12,41±1,69mg EAG/ 100g de iogurte, e a sua atividade antioxidante foi 54,84±4,40 µmol TE/g iogurte. Avaliou-se ainda o iogurte no que diz respeito ao crescimento de bactérias lácticas e constatou-se, por comparação com o iogurte de controlo, que estas se desenvolveram normalmente ao longo do processo de fabrico. A análise microbiológica revelou ainda que o iogurte é seguro do ponto de vista alimentar de acordo com a Tabela 15 (anexos 3). A análise sensorial realizada aos iogurtes demonstrou que o iogurte fortificado apresentou uma aceitação muito boa pelo painel de provadores. O presente estudo demonstrou que o bagaço de maçã, um subproduto das indústrias agroalimentares, é seguro do ponto de vista microbiológico, podendo ser utilizado na preparação de ingredientes alimentares para serem incorporados, por exemplo em iogurte, conferindo-lhe características que se destacam pelo maior teor em fibra e atividade antioxidante em relação ao iogurte não enriquecido, e atributos sensoriais apelativos em termos de textura e sabor.

Modulação da capacidade antioxidante e de detoxificação no peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) após tratamento com nanocápsulas de ácido lipóico

O metabolismo aeróbico é muito eficiente no processo de geração de energia, no entanto, é uma fonte de produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Para a prevenção dos efeitos potencialmente danosos dessas ERO, os organismos desenvolveram um sistema de defesa antioxidante (SDA), que inclui compostos enzimáticos e não enzimáticos. O ácido lipóico (AL) é uma molécula lipo e hidro solúvel, com capacidade de atravessar membranas celulares. Ele possui propriedades antioxidantes, auxiliando na eliminação de ERO, induzindo a expressão de genes importantes nas defesas antioxidantes, quelando metais e interagindo com outros antioxidantes. Trabalhos prévios demonstraram que nanocápsulas poliméricas de ácido lipóico favoreceram a proteção deste antioxidante, aumentando sua estabilidade físico- química em comparação com formulações contendo ácido lipóico livre. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar o efeito do AL livre e do AL em nanocápsulas sobre a atividade de enzimas antioxidantes (glutamato-cisteína ligase, GCL e glutationa-S- transferase, GST), a concentração de glutationa reduzida (GSH) e sub-produtos da peroxidação lipídica (malondealdeído, método TBARS) e da expressão de genes que codificam para as diferentes formas da enzima GST (alfa e pi). Para isso o peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) foi exposto a uma dose de 40 mg/kg a diferentes formas de AL (livre e em nanocápsulas) por injeção intraperitoneal (duas injeções, sendo a primeira no tempo 0 e a segunda após 24 h), sendo logo sacrificados a diferentes tempos da primeira injeção (48 h, 96 h e uma semana), sendo dissecados o cérebro, fígado e músculo dos peixes de cada tratamento. Os resultados obtidos indicam que os órgãos respondem de forma diferente. A curto prazo, o fígado foi o principal órgão a apresentar respostas antioxidantes após tratamento com AL, enquanto que a longo prazo o cérebro e o músculo se mostraram mais responsivos em termos antioxidantes quando 6 comparado ao fígado. Foi também importante a forma em que o AL é administrado, livre ou em nanocápsulas, sendo observado que um mesmo órgão em um mesmo tempo de exposição pode responder de forma diferente de acordo com o tipo de AL que está sendo utilizado. Além disso, o efeito antioxidante do AL nanoencapsulado parece ser mais efetivo quando utilizado a longo prazo, sugerindo que a forma nanoencapsulada libera o antioxidante em forma mais lenta. Os resultados também indicam que a composição da nanocápsulas deve ser levada em consideração, uma vez que foi observado um efeito antioxidante significativo nos tratamentos que continham apenas a nanocápsulas, sem o AL. Sugere-se que este efeito ocorra devido à produção endógena do próprio antioxidante em questão, favorecida pela composição da própria nanocápsula, que possui ácido octanóico, substrato para a síntese de AL. Também se observou um efeito pró-oxidante em alguns tratamentos onde foi utilizada esta formulação, sugerindo que alguns componentes da nanocápsula, como por exemplo, o surfactante que é utilizado para estabilizar a suspensão, possam aumentar a suscetibilidade dos órgãos ao estresse oxidativo.

Atividades biológicas de xilana de sabugo de milho

The corn cob is an agricultural by-product still little used, this in part due to the low knowledge of the biotechnological potential of their molecules. Xylan from corn cobs (XSM) is a polysaccharide present in greater quantity in the structure of plant and its biotechnology potential is little known. This study aimed to the extraction, chemical characterization and evaluation of biological activities of xylan from corn cobs. To this end, corncobs were cleaned, cut, dried and crushed, resulting in flour. This was subjected to a methodology that combines the use of alkaline conditions with waves of ultrasound. After methanol precipitation, centrifugation and drying was obtained a yield of 40% (g/g flour). Chemical analysis indicated a high percentage of polysaccharides in the sample (60%) and low contamination by protein (0.4%) and phenolic compounds (> 0.01%). Analysis of monosaccharide composition indicated the presence of xylose:glucose:arabinose:galactose:mannose:glucuronic acid in a molar ratio 50:20:15:10:2.5:2.5. The presence of xylan in the sample was confirmed by nuclear magnetic resonance (¹H and ¹³C) and infrared spectroscopy (IR). Tests were conducted to evaluate the antioxidant potential of XSM. This showed a total antioxidant capacity of 48.45 EAA/g sample. However, did not show scavenging activity of superoxide and hydroxyl radical and also reducing power. But, showing a high capacity chelating iron ions with 70% with about 2 mg/mL. The ability to XSM to influence cell proliferation in culture was also evaluated. This polymer did not influence the proliferation of normal fibroblast cells (3T3), however, decreased the rate of proliferation of tumor cells (HeLa) in a dose-dependent, reaching an inhibition of about 50% with a concentration around 2 mg/mL. Analyzing proteins related to cell death, by immunoblotting, XSM increases the amount of Bax, Bcl-2 decrease, increase cytochrome c and AIF, and reduce pro-caspase-3, indicating the induction of cell death induced apoptosis dependent and independent of caspase. XSM did not show anticoagulant activity in the PT test. However, the test of activated partial thromboplastin time (aPTT), XSM increased clotting time at about 5 times with 600 μg of sample compared with the negative control. The presence of sulfate on the XSM was discarded by agarose gel electrophoresis and IR. After carboxyl-reduction of XSM the anticoagulant activity decreased dramatically. The data of this study demonstrate that XSM has potential as antioxidant, antiproliferative and anticoagulant compound. Future studies to characterize these activities of XSM will help to increase knowledge about this molecule extracted from corn and allow their use in functional foods, pharmaceuticals and chemical industries.