Phenolic composition and antioxidant activity of culms and sugarcane (Saccharum officinarum L.) products

The present work reports amounts of flavonoids and phenylpropanoids of culms of three sugarcane varieties and of raw juice, syrup, molasse and VHP sugar. The antioxidant activity of those materials was evaluated by the DPPH and beta-carotene/linoleic acid methods. The predominant phenolics in culms were phenylpropanoids (caffeic, chlorogenic and coumaric acids), while flavones (apigenin, tricin and luteolin derivatives) appeared in lower amounts. Differences were noted either among phenolic profiles of sugarcane culms or between culms and sugarcane products. The antioxidant activities of solutions from most samples were similar or higher than a 80 mu M Trolox solution. (C) 2010 Elsevier Ltd All rights reserved.

Cenários de mudanças climáticas para a América do Sul : impacto no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) através do seu Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais (IPCC-AR4), publicado em 2007, atribui as emissões de gases de efeito estufa como a principal causa do aumento médio das temperaturas e alerta para uma elevação entre 1,8 ºC e 6,4 ºC até 2100, podendo modificar assim a aptidão climática para as culturas agrícolas em diversas regiões do planeta. Diante disso, existe a necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas de energia, como o etanol. A cana-de-açúcar apresenta-se, portanto, como uma cultura estratégica na produção do etanol. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar o desempenho dos Modelos Climáticos Globais (MCGs) do IPCC-AR4 na simulação de dados climáticos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica para o período anual e mensal; 2) elaborar o zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar para a América do Sul considerando o clima referência e o futuro para as décadas de 2020, 2050 e 2080 em função do cenário de emissão A1B considerado pessimista e que usa um equilíbrio entre todas as fontes de energia. Para a avaliação do desempenho dos MCGs, foram utilizados dados climáticos médios mensais observados de precipitação e temperatura do ar provenientes do Climatic Research Unit (CRU) e dados simulados oriundos dos 22 MCGs do IPCC (cenário 20c3m) compreendidos entre o período de 1961-1990, além do Multimodel (ensemble) – MM que é a média da combinação dos dados de todos os modelos. O desempenho dos MCGs foi avaliado pelos índices estatísticos: desvio padrão, correlação, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças centralizadas e o “bias” dos dados simulados com os observados, que foram representados no diagrama de Taylor. Para a etapa da elaboração do zoneamento agroclimático procedeu-se o cálculo dos balanços hídricos (referência e futuros) da cultura, pelo método de Thornthwaite & Mather (1955). Para o cenário referência, utilizaram-se dados das médias mensais da precipitação e temperatura provenientes do CRU, enquanto que para as projeções futuras, dados provenientes das anomalias do Multimodel (ensemble) – MM para as décadas de 2020, 2050 e 2080, que foram ajustados, obtendo-se assim as projeções futuras para cada período analisado. Baseado nos mapas temáticos reclassificados de deficiência hídrica anual, temperatura média anual, excedente hídrico anual e no índice de satisfação das necessidades de água (ISNA), realizou-se uma sobreposição dessas informações obtendo assim, os mapas finais do zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar. Posteriormente ao zoneamento, realizou-se a análise das transições (ganhos, perdas e persistências) entre as classes de aptidão climática da cultura. Os resultados mostram que o Multimodel (ensemble) – MM para o período mensal apresenta o melhor desempenho entre os modelos analisados. As áreas inaptas correspondem a maior parte da América do Sul e uma expressiva transição entre as classes de aptidão climática da cultura.

Measurement of 13CO2 in expired air as an index of compliance to a high carbohydrate diet naturally enriched in 13C.

The aim of this study was to determine whether breath 13CO2 measurements could be used to assess the compliance to a diet containing carbohydrates naturally enriched in 13C. The study was divided into two periods: Period 1 (baseline of 4 days) with low 13C/12C ratio carbohydrates. Period 2 (5 days) isocaloric diet with a high 13C/12C ratio (corn, cane sugar, pineapple, millet) carbohydrates. Measurements were made of respiratory gas exchange by indirect calorimetry, urinary nitrogen excretion and breath 13CO2 every morning in post-absorptive conditions, both in resting state and during a 45-min low intensity exercise (walking on a treadmill). The subjects were 10 healthy lean women (BMI 20.4 +/- 1.7 kg/m2, % body fat 24.4 +/- 1.3%), the 13C enrichment of oxidized carbohydrate and breath 13CO2 were compared to the enrichment of exogenous dietary carbohydrates. At rest the enrichment of oxidized carbohydrate increased significantly after one day of 13C carbohydrate enriched diet and reached a steady value (103 +/- 16%) similar to the enrichment of exogenous carbohydrates. During exercise, the 13C enrichment of oxidized carbohydrate remained significantly lower (68 +/- 17%) than that of dietary carbohydrates. The compliance to a diet with a high content of carbohydrates naturally enriched in 13C may be assessed from the measurement of breath 13CO2 enrichment combined with respiratory gas exchange in resting, postabsorptive conditions.

Carbon and oxygen isotope working standards from C-3 and C-4 photosynthates

A preparation of organic working standards for the online measurement of C-13/C-12 and O-18/O-16 ratios in biological material is presented. The organic working standards are simple and inexpensive C-3 and C-4 carbohydrates ( sugars or cellulose) from distinct geographic origin, including white sugar, toilet and XEROX papers from Switzerland, maize from Ivory Coast, cane sugar from Brazil, papyrus from Egypt, and the core of the stem of a Cyperus papyrus plant from Kenya. These photosynthetic products were compared with International Atomic Energy standards CH-3 and CH-6 and other calibration materials. The presented working standards cover a 15 parts per thousand range of C-13/C-12 ratios and 9 parts per thousand for O-18/O-16, with a precision < +/- 0.2 parts per thousand for n > 10.

Total and exogenous carbohydrate oxidation in obese prepubertal children.

The aim was to explore whether the origin of carbohydrate oxidation (exogenous compared with endogenous carbohydrate) after consumption of a mixed meal was influenced by obesity in children. Ten obese prepubertal children 8 y of age (44.2 +/- 3.6 kg) were studied over 9.5 h and compared with eight normal-weight, matched control children (28.5 +/- 1.6 kg). They were fed a mixed meal containing naturally enriched [13C]carbohydrate (cane sugar and popcorn) providing 55% of the daily energy requirement as measured by 24-h resting metabolic rate. Total carbohydrate oxidation was calculated by indirect calorimetry (hood system) whereas exogenous carbohydrate oxidation was estimated from carbon dioxide production (VCO2), the isotopic enrichment of breath 13CO2, and the abundance of [13C]carbohydrate in the meal ingested. The time course of 13CO2 in breath-measured over 570 min-followed a similar pattern in both groups. Although total carbohydrate oxidation was not significantly different among the two groups, exogenous carbohydrate utilization was significantly greater (P < 0.03) and endogenous carbohydrate oxidation was significantly lower (P < 0.05) in obese compared with control children. In addition, the rate of exogenous carbohydrate oxidation expressed as a proportion of total carbohydrate oxidation was positively related to the body fat of the children (r = 0.68, P < 0.01). The study suggests that in the postprandial phase, a smaller proportion of carbohydrate oxidation is accounted for by glycogen breakdown in obese children. The sparing of endogenous glycogen may result from decreased glycogen turnover already present at an early age.

Determinação direta de crômio em açúcar e leite por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite

A fast and direct method for the determination of Cr in milk and cane sugar suspensions using graphite furnace atomic absorption spectrometry with Zeeman-effect background correction is described. No sample pre-treatment was necessary, minimizing the risk of contamination. The concentration of chromium in cane sugar was evaluated using Cr reference solutions prepared in 1% v/v HNO3 solution. The milk samples were introduced into the furnace with a mixture of amines for avoiding the autosampler blockage and foaming of milk. Chromium determination in milk was based on the standard additions method (SAM). The limit of detection and characteristic mass for cane sugar sample (30 muL) were 0,13 ng/ml and 4,3 pg, and for milk sample (10 muL) were 0,23 ng/ml and 7,8 pg, respectively. The graphite tube lifetime was 300 firings for sugar-cane sample and 100 firings for milk sample. The heating program was implemented in 68 s.

Otimização do pré-tratamento hidrotérmico da palha de cana-de-açúcar visando à produção de etanol celulósico

The sugarcane industry has huge potential for biorefinery concept application, given its development in recent years. In this context, cane sugar straw has become an attractive raw material for biofuel production. This study aims to investigate the chemical composition of cane sugar straw from different regions of Brazil, and to optimize a hydrothermal pretreatment stage for cellulosic ethanol production. Results of chemical characterization of the cane sugar straw for the regions assessed indicated little influence of place on straw chemical composition. Hydrothermal pretreatment showed high efficiency in hemicellulose removal. Hydrothermal pretreatments operating with temperatures of 190 and 210 ºC presented satisfactory results, reaching values close to 100% hydrolysis.

Morphological differentiation between S. mutans and S. sobrinus on modified SB-20 culture medium

Due to the major role of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus in the etiology of dental caries, it is important to use culture media that allow for differentiating these bacterial species. The aim of this study was to evaluate the suitability of a modified SB-20 culture medium (SB-20M) for the isolation and morphological differentiation of S. mutans and S. sobrinus, compared to biochemical identification (biotyping). Saliva samples were collected using the spatula method from 145 children, seeded on plates containing the SB-20M, in which sucrose was replaced by coarse granular cane sugar, and incubated in microaerophilia at 37 degrees C during 72 h. Identification of the microorganisms was performed under stereomicroscopy based on colony morphology of 4904 colonies. The morphological identification was examined by biochemical tests of 94 randomly selected colonies with the macroscopic characteristic of S. mutans and S. sobrinus using sugar fermentation, resistance to bacitracin and production of hydrogen peroxide. There was no statistically significant difference (p> 0.05) between morphological identification in the SB-20M medium and biochemical identification (biotyping). Biotyping confirmed that S. mutans and S. sobrinus colonies were correctly characterized in the SB-20M in 95.8% and 95.5% of the cases, respectively. Of the mutans streptococci detected in the children 98% were S. mutans and 2% S. sobrinus. The SB-20M medium is reliable for detection and direct morphological identification of S. mutans and S. sobrinus. (C) 2010 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Subsídios para a gestão dos planos de aplicação de vinhaça (PAV): um estudo de caso da região de Piracicaba

Concomitantemente à produção de etanol, a partir da fermentação de diferentes matérias-primas (cana-de-açúcar, beterraba, milho, trigo, batata, mandioca), produz-se a vinhaça. A vinhaça da cana-de-açúcar é gerada na proporção média de 12 litros para cada litro de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (570 milhões de toneladas, em 2009) com a produção de 27 bilhões de litros/ano de etanol, no ciclo 2009/2010, basicamente para fins carburantes, e, portanto, a quantidade de vinhaça produzida é da ordem de 320 bilhões de litros/ano. Dentre as possíveis soluções para a destinação da vinhaça, tais como: concentração, tratamento químico e biológico ou produção de biomassa, é sua aplicação no solo a forma mais usual de disposição. No entanto, sua aplicação no solo não pode ser excessiva nem indiscriminada, sob pena de comprometer o ambiente e a rentabilidade agrícola e industrial da unidade sucroalcooleira. A necessidade de medidas de controle sobre a aplicação de vinhaça no solo do Estado de São Paulo, que concentra a produção de 60% do etanol produzido no Brasil, levou à elaboração da Norma Técnica P4.231, em 2005. A constatação do cumprimento dos itens desta Norma é uma das ações do agente fiscalizador, no monitoramento da geração e destinação da vinhaça pelos empreendimentos produtores de etanol. Os itens 5.7.1 e 5.7.2, desta Norma, tornam obrigatório o encaminhamento à CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), para fins de acompanhamento e fiscalização, até o dia 02 de abril de cada ano, o PAV (Plano de Aplicação de Vinhaça). Com o intuito de proporcionar melhor entendimento da Norma P4.231, contribuir para otimização de sua aplicabilidade e melhoria e perceber a realidade prática da aplicação da vinhaça, foram analisados PAVs protocolados na Agência Ambiental de Piracicaba, licenças concedidas, processos de licenciamento e realizadas vistorias a campo. Conclui-se que a Norma P4.231 representa um avanço no gerenciamento do uso da vinhaça no Estado de São Paulo, por disciplinar a disposição de vinhaça no solo, tornando obrigatórios: demarcações de áreas protegidas e núcleos populacionais, caracterização de solo e da vinhaça, doses máximas a serem aplicadas, estudos da geologia e hidrogeologia locais, monitoramento das águas subterrâneas, impermeabilização de tanques e dutos. Estabelece critérios a serem obedecidos por lei, e todos são condutas de boas práticas de proteção ao meio, que repercutem em maior rentabilidade agrícola e industrial. A Norma P4.231 é bem elaborada, complexa e extensa, o que a torna de difícil execução. Para facilitar sua aplicabilidade, sugere-se o estabelecimento de um cronograma de prioridades: impermeabilização dos tanques e dutos, drenos testemunha com funcionamento otimizado e boa caracterização do que está sendo aplicado, se vinhaça pura ou se misturada a águas residuárias. Das oito empresas deste estudo, apenas quatro (as maiores) vêm protocolando os PAVs com regularidade, desde 2005. As informações apresentadas foram incompletas e, em alguns casos, precárias. Mesmo com lacunas, os dados fornecidos, desde o início da obrigatoriedade do PAV, foram de utilidade para esboçar o perfil da atividade sucroalcooleira na região estudada.

Fuel ethanol price drivers in the Atlantic basin : Brazil & the U.S. traders perspectives

Como a oportunidade de exportação de etanol combustível é muito recente, o agronegócio carece de literatura para formação de gestores e estrategistas. Este trabalho tem como objetivo descrever o mecanismo de formação de preços de etanol tanto no Brasil como nos Estados Unidos da America. Decupei as variáveis que impactam na formação de preços, custo de produção de etanol de cana-de-açúcar, custo da logística e desidratação no Caribe, custo do etanol de milho e fiz algumas análises de cenários de formação de preços das principais variáveis e consegui organizar este conhecimento em um gráfico que contém no eixo superior preço do etanol hidratado na usina no Brasil e no eixo inferior o preço do bushel de milho em Chicago cujas interceções nas retas da taxa do dólar e do preço do gás natural, fornecem no eixo Y o preço do produto no porto de Nova York, ficando uma visualização simples das possibilidades da janela de exportação. A metodologia permite assumir diferentes cenários de oferta, demanda e preços e estabelecer diferentes estratégias de comercialização.

Potencial de produção de cana-energia em áreas agrícolas marginais no Brasil

A descoberta e utilização do petróleo provocaram significativas mudanças na sociedade ao longo do tempo, sendo ele um dos mais importantes fatores de transformação socioambiental e cultural no mundo ao longo do ultimo século. Sua grande gama de possibilidades de utilização acabou criando um sistema de produção baseado em um único agente energético, principalmente nos países que não possuem recursos hídricos nem outras fontes renováveis. Porém, nas ultimas décadas do século passado, começaram a surgir inúmeras discussões sobre a necessidade de se alterar a composição da matriz energética global. Como resultados das preocupações quanto à escassez daquele recurso natural, vários pesquisadores direcionaram seus estudos para a busca de alternativas que pudessem de forma sustentável se prestar como substituto ao petróleo. Uma delas seria o uso de biomassa, de forma a aproveitar a capacidade das plantas em transformar a energia solar em carbohidratos. O Brasil, além de possuir uma das matrizes energéticas mais diversificadas e limpas do mundo, possui grande extensão de terras agricultáveis o que o coloca em lugar de destaque quanto ao potencial de produção de culturas agroenergéticas. Considerando as características da cana-de-açúcar e a sua adaptação a áreas de cultivo do Brasil e impulsionados pela demanda de produção de biomassa moderna, a ser aplicada em processos de transformação mais complexos e que possibilitem a obtenção de outros produtos além de açúcar, álcool e energia, estudou-se neste trabalho plantas de cana-de-açúcar melhoradas com a finalidade exclusiva de produzir biomassa moderna, a chamada “cana- energia”. Esta é uma planta que, contrariamente à tradicional cana-de-açúcar, melhorada para produzir sacarose, é direcionada para produzir fibra, e que, além disso, por possuir maior participação de espécies ancestrais de maior rusticidade, estão aptas a suportar condições ambientais mais estressantes. Os resultados obtidos demonstraram que os híbridos de cana-energia apresentam grande potencial de produção de biomassa e massa seca por área, a custos altamente competitivos considerando as análises comparativas de custo de produção de massa seca por área. Quanto a produção foi possível observar que além de ser mais produtiva em primeiro corte, nos resultados de colheita de soqueira (segundo corte), o melhor híbrido de cana- energia chegou a produzir uma vez e meia mais massa seca que a cana-de-açúcar tradicional, e apresentou maiores produtividades que outras culturas energéticas tais como o eucalipto e o capim-elefante, sendo que, considerando as produtividades médias observadas, a partir do terceiro corte com estes níveis de produtividade, a cana-energia passa a ser a matéria prima de mais baixo custo de produção de massa seca por área, denotando o seu alto potencial como matéria prima para a produção de bioenergia. No Zoneamento agroecológico realizado para a cana energia foi possível identificar 32,3 milhões de hectares de áreas de produção agrícola marginais aptas ao cultivo deste material, sendo que de acordo com os resultados do zoneamento agrícola e as características das regiões em estudos, identifica-se que deste total, pode-se considerar que os materiais que se destacaram em produtividade neste estudo, apresentam boas condições de ocupar uma área de 2,0 a 8,0 milhões de hectares.

Aditivos químicos ou biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 2. parâmetros ruminais e degradabilidade da matéria seca e das frações fibrosas

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a degradação de MS e de componentes da parede celular e sobre os parâmetros de fermentação ruminal em bovinos alimentados com dietas contendo essas silagens. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso (%) MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar, sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% ureia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. Os parâmetros ruminais foram afetados de forma moderada pelas silagens e tiveram forte efeito do horário de coleta de amostras. As concentrações molares médias dos ácidos acético, propiônico e butírico foram de 60,9; 19,3 e 10,2 mM, respectivamente. O ambiente ruminal proporcionado por dietas formuladas com silagens de cana-de-açúcar foi satisfatório e similar ao tradicionalmente observado em dietas contendo cana. O uso de aditivos na ensilagem influenciou, de forma não-significativa, a degradabilidade ruminal da MS e da MO, mas não alterou a degradabilidade ruminal da fração fibrosa. Os aditivos aplicados à cana-de-açúcar resultaram em pequenas alterações na maior parte das variáveis avaliadas. Apesar de a degradabilidade ruminal das silagens ter sido pouco afetada pelo uso de aditivos, os valores observados foram próximos aos observados para a cana-de-açúcar in natura.

O dumping ambiental no setor sucroalcooleiro à luz do princípio da livre concorrência

The goal of this study is to investigate about the existence or absence of environmental dumping in the production of fuel ethanol in Brazil, as well as identifying the reasons why the figure of ecological dumping is pernicious to the principles enumerated in constitutional economic order, in particular the principle of free competition. In the twenty-first century environmental issues gained momentum and importance in these terms, which was seen as a mere fallacy given the concern of governments of various countries, after all, environmental protection shows up as the only means of bringing about the maintenance of life at planet. Indeed, it is essential to halt the drastic effects of climate change, and think fast and efficient solutions. Undoubtedly, the contemporary requirements that resulted in the transition to a new economy brings with it the duty of enterprise search for sustainability, and this behavior can not be passive, otherwise it is imperative to work hard and incessant economic agents, even if initially costs are high, this step will ensure a production accountable, transparent and free from accusations of environmental degradation. It is also intended to study the importance of the sector not only as a source of economic growth, but mainly, its contribution to national development, without forgetting that this is devoted in the Constitution of 1988 as one of the objectives of the Federative Republic of Brazil. In fact, the criticism most common perceptions about the production of biofuels, said the interests of the countries producing them in large scale, will eventually generate a exhaustion of soil and a significant increase in food prices. However, the ethanol produced in Brazil is unique in that it is produced from cane sugar, a product is not intended for human or animal, not to mention that the recovery of land just to the rotation with the planting other cultures. It is expected that environmental certifications are useful to demonstrate the quality of ethanol for export and to refute unfounded criticism. Finally, this study will be analyzed further solutions for the plants to develop an economic activity without damaging the environment and in compliance with Brazilian law

Análise do Comportamento Mecânico de Concretos Produzidos com Incorporação de Cinza do Bagaço da Cana-de-Açúcar de Variedades SP911049, RB92579 E SP816949

Concrete is the second most consumed product in the world and the incorporation of the Sugar Bagasse Ash (SBA) into this material can provide solutions for the utilization of by-products from other industries, thus reducing the environmental impact. The general aim of this dissertation focuses on analyzing the mechanical behavior of concrete with addition of SBA from three different species of sugar cane, through tests of consistency, compressive strength, porosity, absorption, voids and Scanning Electron Microscopy (SEM). Were prepared 13 specimens for each specific pattern and level of incorporation of SBA (10%, 20% and 30%) of the three varieties collected, totaling 130 samples of concrete. The trait was employed 1:2:3 (cement: sand: aggregates) in relation to the cement mass with a water / cement ratio of 0.532 and 1% additive Tec 400 Mult also based on the weight of cement. According to the results obtained in this study, it was concluded that the variety of cane sugar, used in the production of the CBC, influenced the mechanical behavior of the resulting concrete. All concrete with addition of SBA, reported a reduction of at least 10% in the properties related to permeability and an increase in the compressive strength of at least 16% compared to standard concrete at 28 days