Amidos crioulos: caracterização fundamental e influência de biopolímeros nas propriedades funcionais do amido

O trabalho apresentado nesta tese focou-se no estudo do amido, nomeadamente na avaliação das características físico-químicas, morfológicas, térmicas e reológicas do amido de seis variedades de milho crioulo, preservadas no estado de Santa Catarina (Brasil), com o intuito de contribuir para a valorização e preservação de variedades locais que são cultivadas em sistemas de produção orgânica, também conhecidas como variedades crioulas. Estas sementes são importantes quer para a preservação da biodiversidade quer para os pequenos produtores que as conservam e as produzem fazendo uso de uma agricultura sustentável e independente comercialmente. Para além da caracterização dos amidos crioulos foram também analisadas as alterações que ocorrem nos processos de gelatinização e retrogradação do amido quando realizados na presença de outros biopolímeros, nomeadamente a quitosana e galactomananas. No Capítulo I é apresentada uma breve revisão do conhecimento científico sobre o amido e sobre a quitosana e galactomananas, os outros biopolímeros utilizados. Igualmente é feita uma sucinta abordagem sobre as principais técnicas analíticas que foram utilizadas: reologia fundamental, calorimetria diferencial de varrimento, microscopia eletrónica de varrimento e espectroscopia de infravermelho médio. No capítulo II apresenta-se o isolamento dos amidos das seis variedades de milho crioulo e a sua caracterização junto com um amido comercial usado como modelo de comparação. Os amidos apresentaram genericamente características físicoquímicas semelhantes e o amido extraído das variedades crioulas MT e MPA 01 apresentaram menor temperatura de gelatinização e maior percentagem de retrogradação, respetivamente. Os efeitos da adição da quitosana e de três galactomananas (goma guar, goma de alfarroba e goma cassia) em sistemas mistos com o amido são analisados nos Capítulos III e IV respetivamente. A adição dos biopolímeros aos amidos resultou no aumento das temperaturas de gelatinização, na alteração da retrogradação do amido pelas galactomananas e na alteração das propriedades viscoeláticas dos géis formados. Os dados de infravermelho esclareceram que nos sistemas com quitosana, o amido formou complexos com o ácido acético usado para dissolver a quitosana e que esta por sua vez formou acetato de quitosana. O comportamento durante a gelatinização do amido comercial quando comparado com o amido do milho crioulo MPA na sua interação com as galactomananas é diferenciado.

Estudo da intercalação de fontes de potássio em caulinita pura, com tratamento térmico e ativação ácida

The chemical changes in clay minerals has been widely studied in order to improve its properties for use in various applications. However kaolinite has strong hydrogen bonds between their adjacent layers hindering the process changes in its structure. With the objective to facilitate the process of intercalation monobasic potassium phosphate, bibasic potassium phosphate and potassium acetate we was performed on kaolinite heat treatment at 600 °C and activated acidic with phosphoric acid and 5 to 10 mol L-1. The samples they were characterized by energy dispersive spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TG) and Differential Thermal Analysis (DTG) and the superficial and textural changes the samples with heat treatment and acid activation they were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Textural Analysis of Adsorption/desorption N2. With the help of the techniques found that, the heat treatment becomes more susceptible to acid activation kaolinite making the samples with two treatments show larger amounts of phosphorus. It was also found that bibasic potassium phosphate binds more strongly the structure of kaolinite by having a structure with two-coordinating oxygens and intercalation with potassium acetate in acid-activated kaolin increases the interlayer distance of the kaolinite and the intercalation occurs with higher response index (RI) for samples with acid activation to 5 mol /L.

Efeitos da exposição ao chumbo no sistema reprodutivo de Chrysomus ruficapillus (AVES: Icteridae)

O chumbo é um metal pesado que constitui um dos grandes problemas ambientais em termos de poluição atmosférica, aquática e terrestre. O impacto da exposição ao chumbo tem consequências nas características morfológicas e bioquímicas deem aves, porém são escassos os estudos sobre os efeitos no sistema reprodutivo das aves. O objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos do acetato de chumbo em parâmetros de integridade, histopatologia e bioquímica emnas células espermáticas. Foram coletadas 36 aves silvestres (Chrysomus ruficapillus) adultos, machos e expostas em gaiolas. Foi administrada uma dose única de 50 e 100 mg/kg de acetato de chumbo através de uma injeção intraperitoneal e o grupo controle recebeu uma injeção de solução salina. Após sete dias da administração das doses, foi realizada a coleta dos ductos deferentes e testículos para as análises nas células espermáticas. Os resultados mostraram que houve deterioração na integridade da membrana e DNA, e diminuição da funcionalidade mitocondrial nos testículos das aves expostas ao acetato de chumbo nas duas doses do estudo (P<0,05). Na histopatologia foi observada diminuição na quantidade de células dos estágios de desenvolvimento da espermatogênese, além de patologias nas mesmas. Observou-se danos oxidativos nas aves tratadas com 100mg/kg e um aumento da peroxidação lipídica nos testículos. Portanto, o acetato de chumbo causou efeitos negativos no aparelho reprodutivo de Chrysomus ruficapillius

Ruptura celular, extração e encapsulamento de Astaxantina de Haematococcus pluvialis (Volvocales, Chlorophyta)

O interesse na produção de astaxantina de fontes naturais vem aumentando significativamente, devido principalmente à sua capacidade como potente agente antioxidante. Na obtenção da astaxantina por via biotecnológica, a microalga Haematococcus pluvialis é um dos micro-organismos industrialmente mais interessantes. Entretanto, como a maioria dos carotenoides, a astaxantina é uma molécula altamente insaturada que pode ser facilmente degradada por processos térmicos. Em função desta instabilidade, uma possibilidade que se abre, a fim de proteger sua atividade biológica de fatores ambientais e reforçar a sua estabilidade física, é o encapsulamento. Neste sentido, este trabalho vem contribuir em inovações relacionadas ao desenvolvimento de tecnologia para ruptura celular, extração e nanoencapsulamento de astaxantina produzida por via biotecnológica, mais especificamente de astaxantina obtida através do cultivo de H. pluvialis. Neste estudo, os cultivos foram realizados em meio BBM e acetato de sódio e conduzidos a temperatura constante de 25±1 ºC em fotobiorreatores de 1 L com aeração por borbulhamento de ar de 300 mL.min-1 , agitação manual diária e sob iluminância constante de 444 µmol fótons.m-2 s -1 durante 15 dias, sendo inoculados com suspensão de microalgas previamente preparada, na proporção de 10%, e pH ajustado em 7,0. A biomassa foi recuperada dos cultivos por centrifugação e seca a 35 °C por 48 h. Em seguida, foram empregadas diferentes técnicas de ruptura celular (química, mecânica e enzimática). Após a ruptura, foi realizada a extração dos carotenoides e a quantificação dos carotenoides totais (µg.g-1 ) e da extratibilidade (%). Entre os solventes testados no método de ruptura química, o diclorometano foi o selecionado para a extração dos pigmentos carotenoides. Dentre as técnicas mecânicas de ruptura celular, a maceração da biomassa congelada com terra diatomácea resultou na maior extratibilidade e carotenoides totais (66,01% e 972,35 μg.g-1 ). A melhor condição de lise da parede celular de H. pluvialis, utilizando o preparado enzimático Glucanex® , ocorreu em pH do meio reacional de 4,5 a 55 ºC, com atividade inicial de β-1,3-glucanase de 0,6 U.mL-1 e um tempo de reação de 30 min, alcançando-se 17,73% de atividade lítica relativa. Nestas condições, com a reação enzimática assistida por ultrassom sem congelamento prévio da biomassa, atingiu-se 83,90% e 1235,89 µg.g -1 , respectivamente, para extratibilidade e carotenoides totais. Dentre as técnicas combinadas testadas, a maceração com terra diatomácea associada à lise enzimática apresentou valores de extratibilidade e carotenoides totais de, respectivamente, 93,83% e 1382,12 µg.g-1 . No encapsulamento do extrato contendo astaxantina obtido por lise enzimática associada por ultrassom, envolvendo a coprecipitação com PHBV (poli(3-hidroxibutirato-cohidroxivalerato)) em fluidos supercríticos, o aumento da pressão tendeu a reduzir o diâmetro da partícula formada, enquanto que o aumento da relação biomassa contendo astaxantina:diclorometano usada na etapa de extração incrementou o percentual de encapsulamento e a eficiência de encapsulamento para ambas pressões testadas (80 e 100 bar). Os maiores valores de percentual de encapsulamento (17,06%) e eficiência de encapsulamento (51,21%) foram obtidos nas condições de 80 bar e relação biomassa:diclorometano de 10 mg.mL -1 . Nestas condições, o diâmetro médio de partícula foi de 0,228 µm. Com base nos resultados obtidos, técnicas para a obtenção de astaxantina de H. pluvialis e seu encapsulamento foram desenvolvidas com sucesso, podendo ser extendidas a outros produtos intracelulares de microalgas.

Síntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras

Pesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.

Purificação e caracterização de uma ß-glucuroniodase extraída do molusco Mesogastropoda Ampularidae Pomacea sp

This work studies the involved enzymatic way in the metabolism of glycosaminoglycans sulfateds in the mollusc Pomacea sp. Had been identified endoglycosidases and exoglycosidases in the enzymatic extract of the mollusc Pomacea sp by means of hydrolysis activity in condroitim sulphate of whale cartilage and of the p-Nitrofenil-β-glucuronide, respectively. The enzymatic extracts qere obtained of Pomacea sp. being used of 0.1 sodium acetate buffer, pH 5.0 and later centrifugated the 8,000 x g and the presents proteins in the sobrenadante were submitted to the fractionament with two crescents ammonium sulphate concentrations, the visualized activity biggest in the F2 fraction (50-80%). The β-glucuronidase (F3) was isolated in gel chromatography filtration Biogel 1.5m, the purification degree was ratified in Chromatography Liquid of high efficiency (HPLC). The enzyme was purificated 6.362,5 times with 35,6% yield. The β -glucuronidase isolated in this work showed a molecular mass of 100 kDa, determined for eletroforese in poliacrilamida gel . The determination of the ideal kinetic parameters for the catalysis of the p-nitrofenil- β -glucuronide for β-glucuronidase, showed excellent activity in pH 5,0 and temperature 65ºC for 6 hours and apparent Km of 72 x 10-2 mM. It is necessary for the total degradation of 3mM of p-N-β-glucoronide, the amount of 1,2μg of ss-glucuronidase. The BaCl2 increased the activity of ss-glucuronidase, and the activity was inhibited completely by the composites SDS and NaH2PO4

Purificação e caracterização parcial de uma Fucana C de Dictyota mentrualis e estudo do seu efeito antiinflamatório e nociceptivo

In recent years, sulfated polysaccharides from marine algae have emerged as an important class of natural biopolymers with potential application in human and veterinary health care, while taking advantage of the absence of potential risk of contamination by animal viruses. Among these, fucans isolated from the cell walls of marine brown alga have been study due to their anticoagulant, antithrombotic, anti-inflammatory and antiviral activities. These biological effects of fucans have been found to depend on the degree of sulfation and molecular size of the polysaccharide chains. In the present study, we examined structural features of a fucan extracted from brown alga Dictyota menstrualis and its effect on the leukocyte migration to the peritoneum. The sulfated polysaccharides were extracted from the brown seaweed by proteolytic digestion, followed by sequential acetone precipitation producing 5 fractions. Gel lectrophoresis using 0.05 M 1,3-diaminopropane-acetate buffer, pH 9.0, stained with 0.1% toluidine blue, showed the presence of sulfated polysaccharides in all fractions. The chemical analyses demonstrated that all fractions are composed mainly of fucose, xylose, galactose, uronic acid, and sulfate. Electrophoresis in agarose gel in three different buffers demonstrated that the fraction 2.0v have only one population of fucan. This compound was purify by exclusion molecular. It has shown composition of fucose, xilose, sulfate and uronic acid in molar ration of 1.0: 1.7: 1.1: 0.5 respectively. The effect of this heterofucan on the leukocyte migration was observed 6h after zymozan (mg/g) administration into the peritoneum. The heterofucan showed higher antimigratory activity, it decrease the migration of leukocyte in 83.77% to peritoneum. The results suggest that this fucan is a new antimigratory compound with potential pharmacological appications

Síntesis, caracterización y estudio de compuestos de coordinación con el ligando N,N¿dimetil-N-N-bis(2-hidroxi-3-metoxi-5-metilbencil) etilendiamina (H2L)

257 p.

Evaluación de la actividad amebicida en trofozoitos de entamoeba histolytica (Schaudinn, 1903) de 15 plantas medicinales usadas en el Noreste de México

La amibiasis es una de las enfermedades parasitarias de mayor importancia en países subdesarrollados con climas tropicales y subtropicales, siendo México un país en el cual los datos epidemiológicos demuestran que el 20 % de la población se encuentra infectada por el protozoario Entamoeba histolytica. La principal quimioterapia para esta enfermedad se basa en el uso de imidazoles principalmente del Metronidazol el cual es la causa de numerosos efectos secundarios producidos tras su administración, por lo que es necesario obtener nuevos compuestos antiprotozoarios que ayuden a lograr mejores tratamientos. La medicina tradicional usada en el noreste de México menciona el empleo de numerosas plantas las cuales pueden ser empleadas para el tratamientos de desórdenes intestinales provocados por parásitos tanto protozoarios como helmintos. El objetivo de la presente investigación fue evaluar la actividad amebicida de 15 plantas medicinales empleadas en la medicina tradicional mexicana y aislar e identificar los compuestos con la principal actividad amebicida del extracto de la planta que presente el mayor porcentaje de inhibición sobre el crecimiento del parásito. Ruta chalepensis fue la planta con el mayor porcentaje de inhibición, se utilizaron 660 g de hojas de R. chalepensis los cuales fueron sometidos a extracción Soxhlet empleando metanol como solvente de extracción; después de eliminar el solvente, se evaluó la actividad amebicida del extracto metanólico y de sus particiones hexánica y de acetato de etilo. El extracto metanólico mostró una actividad amebicida de 90.50 % a 150 g/ml, en tanto la partición hexánica fue de 93.47 % y la partición de acetato de etilo de 84.82 % las cuales fueron evaluadas a la misma concentración de 150 g/ml, debido a que se obtuvieron porcentajes de inhibición sobresaliente en las dos particiones se realizó la separación cromatográfica de los componentes de ambas particiones. Del fraccionamiento cromatográfico se identificaron mediante diversas técnicas de RMN y espectrometría de masas los siguientes compuestos, una mezcla de psoraleno y bergapteno (IC50 de 57.09 g/ml), una mezcla de xantotoxina-isopimpinelina (IC50 de 26.22 g/ml), chalepensina (IC50 de 38.71 g/ml), graveolina, rutamarina (IC50 de 6.54 g/ml) y chalepina (IC50 de 28.67 g/ml). Como es posible observar el efecto amebicida de R. chalepensis está respaldado por la presencia de furanocumarinas.

Physiology and biochemistry of the effect of abiotic stress on the autochthonous CTP4 strain, a candidate microalga for biofuel production in Algarve

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Expressão e regulação do ligando RANK na leucemia de células T

Dissertação de Mestrado, Oncobiologia, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016

Diseño y evaluación in vitro de un sistema de liberación de gastrorretención de clorhidrato de metformina para diabetes tipo 2

Propósito y método del estudio: Diseñar y evaluar microcápsulas gastroflotantes de clorhidrato de metformina utilizando diferentes polímeros. Los sistemas de gastrorretención (SGR) son considerados como grandes oportunidades para fármacos que cuentan con una ventana de absorción muy estrecha en el tracto gastrointestinal. El poder lograr la disolución y liberación de estos fármacos antes de que lleguen a su sitio de absorción es la meta a seguir. El clorhidrato de metformina ampliamente utilizado en el tratamiento de diabetes mellitus, es absorbido en la parte superior de intestino delgado, por lo que es necesario que se encuentre disuelto antes llegar a su sitio de absorción, por dicha razón se decidió elaborar un sistema de gastrorretención flotante. Se elaboraron microcápsulas flotantes por el método de emulsión y evaporación de solvente utilizando el clorhidrato de metformina y los polímeros Eudragit RL 100, acetato de celulosa y acetobutirato de celulosa en diferentes proporciones. Contribuciones y Conclusiones: La variación en la velocidad de agitación, el porcentaje de los polímeros y demás excipientes son algunos factores que influyen en la formación de microcápsulas. Las microcápsulas obtenidas con clorhidrato de metformina se caracterizaron y se seleccionó la mejor formulación para evaluar y comparar su perfil de liberación con un producto comercial de liberación prologada. La elaboración de formas farmacéuticas gastroflotantes implica una constante búsqueda y recopilación exhaustiva de información así como ensayos de prueba y error con la formulación y el método para la generación de importantes avances y conocimientos útiles en el desarrollo de nuevas opciones de formas farmacéuticas de liberación prolongada.

Screening natural resources for mineralogenic and osteogenic bioactivities using in vitro and in vivo fish systems

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Bebidas espirituosas do Algarve

Tese de Doutoramento, Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Fitotoxicidade da fase orgânica e do composto majoritário obtidos da polpa dos frutos de Crescentia cujete L. (Bignoniaceae).

Avaliou-se a itotoxicidade do extrato etanólico (CETOH), da fase orgânica (CEA) e do composto majoritário, o ácido (E)-cinâmico (AC), obtidos da polpa dos frutos da espécie popularmente conhecida como cujuba, cuieira e/ou cabaça (Crescentia cujete L.) sobre a inibição da germinação de sementes, desenvolvimento do hipocótilo e radícula das plantas invasoras Senna obtusifolia (L.) Irwin & Barneby (mata-pasto) e Mimosa pudica Mill. (malícia). A fase orgânica na concentração de 0,5% inibiu em 100% a germinação das sementes das duas plantas invasoras. O AC que foi obtido da fase orgânica inibiu a germinação das sementes de S. obtusifolia em 95% e de M. pudica em 99% na concentração de 0,1%, com concentração (%) tóxica para inibição de 50% (CI50) da germinação das sementes iguais a 0,063 e 0,037%, respectivamente; e nos bioensaios de crescimento de plântula, o AC foi mais eiciente sobre a radícula da planta S. obtusifolia (com CI50 igual a 0,009%) e para a planta M. pudica os valores de CI50 foram de 0,097% e 0,117% para a radícula e hipocótilo, respectivamente. Essa pesquisa reforça o potencial itotóxico do ácido (E)-cinâmico, veriicado inicialmente na fase orgânica em acetato de etila (CEA) rica nesse fenilpropanoide.