Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Preparação de catalisadores para reações de esterificação do ácido oleico baseados em matrizes polímericas sulfonadas POLI(1- FENILETILENO) (PS) e POLI(1-CLOROETILENO) (PVC)

Chemical modification of polymer matrices is an alternative way to change its surface properties. The introduction of sulfonic acid groups in polymer matrices alter properties such as adhesion, wettability, biocampatibility, catalytic activity, among others. This paper describes the preparation of polymeric solid acid based on the chemical modification of poly (1-fenietileno) (PS) and Poly (1-chloroethylene) (PVC) by the introduction of sulfonic acid groups and the application of these polymers as catalysts in the esterification reaction of oleic acid with methanol. The modified materials were characterized by Infrared Spectroscopy, Elemental Analysis and titration acid-base of the acid groups. All techniques confirmed the chemical changes and the presence of sulfur associated with sulfonic acid groups or sulfates. The modified polymers excellent performance in the esterification reaction of oleic acid with methanol a degree of conversion higher than 90% for all investigated polymers (modified PS and PVC (5% w / w)), with a mass ratio of oleic acid: methanol 1:10 to 100 ° C. The best performance was observed for the modified PVC catalyst (PVCS) which showed low degree of swelling during the reactions is recovered by filtration different from that observed for polystyrene sulfonate (PSS). Given these facts, the PVCS was employed as a catalyst in the esterification reaction of oleic acid in different times and different temperatures to obtain the kinetic parameters of the reaction. Experimental data show a great fit for pseudo-homogeneous model of second order and activation energy value of 41.12 kJ mol -1, below that found in the literature for the uncatalyzed reaction, 68.65 kJ mol -1 .The PVCS exhibits good catalytic activity for 3 times of reuse, with a slight decrease in the third cycle, but with a conversion of about 78%. The results show that solid polymeric acid has good chemical stability for the application in esterification reaction of commercial importance with possible application in the biodiesel production. The advantages in use of this system are the increased reaction rate at about 150 times, at these test conditions, the replacement of sulfuric acid as a catalyst for this being the most corrosive and the possibility of reuse of the polymer for several cycles.

O Uso terapêutico de mediadores anti-inflamatórios da via do ácido araquidônico

Arachidonic acid (AA) a precursor in the formation of eicosanoids which are lipid mediators with a number of functions in human physiology and pathology. The most of the eicosanoids act as proinflammatory mediators and contribute to the development and proliferation of tumors. In this thesis we evaluated two mediators: 15-deoxy-Δ12,14-PGJ2 (15d- PGJ2) and epoxieicosatrienoic acids (EETs) both act with an opposite activity of most eicosanoids, with an anti-inflammatory and and anti-tumoral action these two distinct mediators from AA pathway were used in this thesis in two different projects. First: 15d- PGJ2, was described that to have an antiproliferative activity and to induce apoptosis in several types of tumor cells however, the effect of 15d- PGJ2 in thyroid cancer cells was unknown in this sense, we tested in vitro cultured thyroid tumor cells, here in TPC1 cells, and treated with different concentrations of 15d- PGJ2 (0 to 20 uM) the treated cells showed a decrease in proliferation and an increase in apoptosis and a decrease in IL-6 release and relative expression. These key results together demonstrate that 15d- PGJ2 can be used as a new therapy for thyroid cancer. Second: The EETs are converted to their diols by soluble epoxy hydrolase (sEH) to maintain the stability of EETs and their anti-inflammatory activity, an inhibitor (TPPU) against was used to sEH in a periodontitis model induced with Aggregatibacter actinomycetemcomitans. The oral treatment in mice with TPPU and sEH Knockout animals showed bone loss reduction accompanied by a decrease in the osteoclastogenic molecules, like RANK, RANKL and OPG, demonstrating that pharmacological inhibition of sEH may have therapeutic value in periodontitis and inflammatory diseases that involve bone resorption.

Proteínas que interagem com SnRK1.1 e o seu envolvimento na via de sinalização do ácido abscísico e na resposta ao défice de energia

As plantas são organismos sésseis, incapazes de se movimentar de modo a procurar melhores condições ambientais ou nutricionais. Desenvolveram, assim mecanismos que lhes permitem adaptar-se e sobreviver em condição de stress. O stress parece ser parcialmente descodificado num sinal de défice de energia que desencadeia uma resposta, que envolve a indução da expressão de genes relacionados com processos catabólicos e a repressão de genes envolvidos em processos anabólicos. As proteínas quinases e fosfatases desempenham um papel fundamental na regulação das vias de sinalização de stress e, em particular as quinases da superfamília das SnRK encontram-se envolvidas em vários processos da resposta a stress, principalmente abióticos. Enquanto as SnRK2 e SnRK3 estão sobretudo envolvidas na resposta a ABA e a stress hídrico e salino, as SnRK1 têm sido descritas como reguladores chave da resposta a défice energético. No entanto, um número crescente de estudos tem evidenciado a interligação entre estas duas vias de sinalização. Apesar da importância de SnRK1 na regulação da resposta ao stress e na regulação do crescimento e desenvolvimento em plantas, os mecanismos moleculares envolvidos são ainda pouco conhecidos. Com o objetivo de identificar proteínas que interagem com SnRK1 e que poderão estar envolvidas na sua via de sinalização, foi efetuado um rastreio, pelo método Y2H, utilizando uma biblioteca comercial normalizada construída a partir de mRNA extraído de onze tecidos de Arabidopsis. Foram identificadas 32 proteínas que potencialmente interagem com SnRK1.1, entre as quais MARD1 e NDF4. O estudo destas interações permitiu verificar que MARD1 medeia a interação entre SnRK1.1 e RAPTOR1B, sugerindo que, de forma semelhante à que ocorre em mamíferos, esta interação pode interligar a resposta ao défice energético envolvendo os complexos SnRK1 e TOR. Curiosamente, verificou-se que MARD1 medeia igualmente a interação entre SnRK1.1 e várias das MAPKs de Arabidopsis, o que poderá indicar que estas duas vias de sinalização estão igualmente interligadas. Foi também verificado que, no sistema de Y2H, SnRK1.1 interage, em alguns casos de forma depende de NDF4, com as proteínas DELLA, componentes essências da via de sinalização de giberelinas, o que pode sugerir uma interligação entre estas duas vias de sinalização e, desta forma, explicar parcialmente o papel de SnRK1 no crescimento e desenvolvimento das plantas. Um novo mecanismo de interligação entre as vias de sinalização de ABA e energia é sugerida pelos resultados obtidos em ensaios de Y2H mostrando que SnRK1.1 interage com SnRK2.3 e, pela observação de que em plantas que não expressam SnRK1.1/2, a expressão de genes de resposta a ABA é fortemente comprometida, sugerindo que SnRK1 poderá ativar as SnRK2 e, deste modo, ativar a resposta a ABA. No seu conjunto, estes dados evidenciam o papel de SnRK1 como regulador central da resposta ao défice energético em plantas e sugerem alguns dos mecanismos moleculares que poderão estar envidos, nomeadamente através da interação com várias outras vias de sinalização como o complexo TOR (interagindo com RAPTOR1B), as MAPKs, a via de sinalização de ABA (através da interação com SnRK2) e a via de sinalização de giberelinas (através da interação com proteínas DELLA).

Resíduos da indústria agro-alimentar como possíveis fontes de ácido ferúlico

A indústria agro-alimentar produz anualmente uma grande quantidade de subprodutos, ainda tratados como desperdício. A indústria cervejeira, em particular, está associada à produção de vários resíduos, entre os quais o bagaço de malte, também designado bagaço de cerveja ou dreche. Sendo produzida numa razão de 20 kg por cada 100 litros de cerveja, só na Ilha da Madeira a produção de dreche ultrapassa as 2000 toneladas/ano. O presente trabalho foi realizado com o intuito de estudar a utilização da dreche como material de partida para a extracção de ácido ferúlico, um ácido hidroxicinâmico com elevada bioactividade e aplicações. A caracterização físico-química da dreche permitiu determinar um teor de humidade de aproximadamente 70% e um teor de cinzas de cerca de 3,6%. A distribuição granulométrica da dreche seca, revelou que cerca de 70% das partículas que a constituem têm dimensão entre 1 e 0,25 mm. A extracção com acetona produziu um extracto contendo 5 compostos de natureza fenólica, determinados por LC-MS. A hidrólise alcalina – uma das técnicas que permitem a extracção de compostos como o ácido ferúlico a partir de matrizes lenhocelulósicas – foi estudada em amostras de dreche submetidas a tratamento prévio. O pré-tratamento com ácido diluído demonstrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico a partir da dreche. A extracção em autoclave mostrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico [0,28% (m/m)] e uma simplificação do procedimento posterior à reacção de hidrólise alcalina fez aumentar o rendimento de extracção em cerca de 84%, comparativamente ao procedimento habitual. As condições óptimas de hidrólise alcalina em tubos autopressurizados aconteceram a 120 ºC, por 1,5 horas, num rácio de 20 mL/g e NaOH (1,5%). O processo de purificação do ácido ferúlico extraído por adsorção numa resina sintética resultou em percentagens de adsorção de 90,83% e de dessorção em torno dos 68,70%.

Reconstrução da papila interdentária com ácido hialurónico

Introdução: Os procedimentos de reconstrução da papila interdentária revestem-se de uma tal complexidade técnica que representam um verdadeiro desafio na área da Periodontia. O ácido hialurónico é uma substância que vem sendo cada vez mais estudada, tanto no tratamento de diversas patologias, como em situações de melhoria estética. Muito recentemente, a reconstrução mediante a injeção de ácido hialurónico na papila interdentária vem sendo desenvolvida como uma promissora alternativa às técnicas cirúrgicas de reconstrução da papila interdentária. Objectivo: O objetivo deste trabalho de revisão bibliográfica foi avaliar o potencial da utilização do ácido hialurónico na reconstrução da papila interdentária. Materiais e Métodos: Foi realizada uma pesquisa bibliográfica, entre outubro de 2013 e junho de 2014, nas bases de dados MEDLINE, B-on, Scopus e Google Académico. Dessa pesquisa resultaram 48 artigos. Foram ainda consultados dois casos clínicos gentilmente cedidos pela empresa CPMPHARMA. Resultados: Os resultados dos escassos estudos disponíveis até à data permitem afirmar que a utilização de ácido hialurónico na reconstrução da papila interdentária constitui uma importante alternativa com vantagens significativas. Conclusões: São necessários mais estudos para confirmar os resultados encontrados.

Control lumínico de la respuesta al ácido jasmónico (JA) en plantas de Arabidopsis thaliana

Al monitorear los cambios en el ambiente lumínico, las plantas pueden obtener información acerca de la proximidad de las plantas vecinas. Los jasmonatos (JAs) son reguladores lipídicos que juegan un papel central en el control de las respuestas de defensa frente a patógenos y plagas, así como también en la regulación de los procesos de crecimiento y desarrollo. Una disminución en la relación rojo: rojo lejano (R:RL) de la luz representa una señal de competencia para las plantas terrestres. Esta señal es detectada por el fotorreceptor fitocromo B (phyB) y, entre otras cosas, induce la aceleración del crecimiento y elongación y reprime la expresión de defensas de las plantas. Los efectos de las bajas relaciones R:RL sobre el sistema de defensas están mediados, al menos en parte, a través de una reducción en la señalización de los JAs. En esta tesis doctoral se pretende avanzar en la comprensión de los mecanismos que controlan el efecto de R:RL y phyB en las respuestas a JA en Arabidopsis thaliana. Se postulan posibles mecanismos mediante los cuales la inactivación del phyB por bajas relaciones R:RL produce la disminución en la sensibilidad de la vía de los JAs. Para este fin, he combinado un enfoque genético con el uso de herramientas fisiológicas, bioquímicas y moleculares para estudiar los efectos de la calidad de la luz sobre los componentes críticos de la vía de señalización de JA. Los resultados presentados en esta tesis demuestran que el efecto de las bajas relaciones R:RL, provocando una disminución de la sensibilidad a JA, requiere de la proteína JA-ZIM domain 10(JAZ10). También demostramos que la degradación de las proteínas DELLA (mediada por el aumento en la actividad de giberelinas (GAs) ), es necesaria para que se manifieste la represión de la vía de JA en condiciones de bajas relaciones R:RL. Por último, los resultados sugieren que, además de este efecto bien caracterizado de las GAs sobre la señalización de JA, mediado por la degradación de las proteínas DELLAs, GA reprime las respuestas de defensa por un nuevo mecanismo. En este mecanismo, GA aumenta la estabilidad de la JAZ10 y retarda la degradación de esta proteína inducida por JA.

Procedimiento para la purificación de ácido eicosapentaenoico (EPA)

La presente invención se refiere a un procedimiento para la purificación de EPA mediante reacciones enzimáticas de esterificación, caracterizadas por lipasas, a partir de extractos de pescado y microalgas y al uso del factor adimensional de eficacia para la cuantificación de la eficacia de las lipasas para concentrar y recuperar de forma simultánea un ácido graso poliinsaturado en la fracción de ácidos grasos libres.

Procedimiento para la purificación de Triglicéridos que contienen ácido Gamma-Linolenico en posición SN-2

Procedimiento para la purificación de triglicéridos que contienen ácido gamma-linolénico en posición sn-2. Con la finalidad de purificar triglicéridos que contienen ácido gamma-linolénico a partir de fuentes naturales, se utiliza una columna cromatográfica gravimétrica en fase normal, trabajando en gradiente de polaridad con solventes biocompatibles. Así se consigue la purificación de triglicéridos que cuentan en su estructura con una o más moléculas de ácido gamma-linolénico, pudiendo ser utilizados con diversos fines. Con esta metodología es posible trabajar a escala industrial, pues es fácilmente escalable, a diferencia de otras técnicas que son aplicables a escala analítica pero presentan serios inconvenientes en cuanto a coste y adiestramiento del personal a la hora de utilizarlas con fines industriales, como por ejemplo la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).

Obtención de ácido eicosapentaenoico de alta pureza a partir de la microalga Phaeodactylum tricornutum mediante un proceso de tres etapas

El ácido eicosapentaenoico (EPA), de alto interés para la salud humana, ha sido obtenido de la microalga Phaeodactylum tricornutum mediante un proceso de tres etapas: extracción de los ácidos grasos por saponificación directa de la biomasa húmeda; concentración de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) por el método de la urea y purificación del EPA por cromatografía liquida de alta resolución (HPLC). La extracción de los ácidos grasos se ha llevado a cabo con koh-etanol (96% v/v) (1h, 60 c) extrayéndose el 90,9% del EPA presente en la biomasa. La relación urea/ácidos grasos ha sido 4:1 p/p, la temperatura de cristalización 28 c y se ha utilizado metanol como disolvente de la urea, obteniéndose un rendimiento del 78,6% en EPA. La purificación del EPA se ha realizado en una columna de 4,7 cm d.i. X 30 cm, fase inversa c18 y utilizando metanol-agua (1% ACH) 80:20 p:p como fase móvil; el 97,3% del EPA cargado en la columna se ha recuperado con una pureza del 95,8%. El rendimiento global del proceso es del 69,5%. La producción de EPA de alta pureza es de 2,46 g/día, determinada por la producción de biomasa de phaeodactylum tricornutum de un fotobiorreactor tubular externo (100 g/día). Este mismo proceso puede aplicarse a otras microalgas y a la obtención de otros PUFAs

Procedimiento para la purificación de Triglicéridos que contienen ácido Estearidónico en posición SN-2

Procedimiento para la purificación de triglicéridos que contiene ácido estearidónico en posición sn-2. La invención se refiere a un procedimiento para la purificación de TGs ricos en SDA en posición sn-2 mediante cromatografía en columna gravimétrica, a un extracto de TGs ricos en SDA en posición sn-2 obtenido mediante dicho procedimiento y su uso en la industria.

Interacção entre ácido valpróico e meropenem: um estudo retrospectivo

Introdução: existem múltiplos estudos acerca da interacção entre o ácido valpróico (AVP) e o meropenem, mas não estão bem definidas as recomendações para o seu uso concomitante, visto haver uns que indicam que os dois fármacos não devem ser administrados juntos e outros que apenas recomendam que os níveis de valproatémia sejam monitorizados. Também não existe informação consistente sobre possíveis repercussões clínicas desta interacção. O objectivo deste estudo foi analisar a interacção entre o AVP e o meropenem e as suas repercussões clínicas, em doentes hospitalizados e cronicamente medicados com o primeiro. Material e Métodos: trata-se de um estudo retrospectivo de uma amostra de doentes internados num hospital distrital no período de um ano. Os critérios de inclusão foram a existência de pelo menos uma determinação do nível sérico de AVP na semana anterior à prescrição de meropenem e outra durante o tratamento concomitante com os dois fármacos. Foi efectuada a análise estatística de 18 episódios. Resultados: Verificou-se um declínio médio estatisticamente significativo (p<0,001) de cerca de 83,4% dos níveis séricos de AVP após o início da terapêutica com meropenem e foram objectivadas crises convulsivas em 50% dos doentes. Discussão: a interacção entre os dois fármacos em questão é potencialmente grave, sendo que o número de doentes com manifestações clínicas desta interacção é maior que em estudos semelhantes. Conclusão: concluiu-se que a utilização concomitante dos dois fármacos deve ser evitada.

Adição de Ácido Linoleico conjugado (CLA) no diluidor de congelação de sémen de touro, recolhido Post-Mortem, das raças Holstein Frísia, Aberdeen Angus, Charolês e Limousine

Dissertação de Mestrado, Engenharia Zootécnica, 7 de Abril de 2016, Universidade dos Açores.