Investigação química e biológica dos metabólitos secundários derivados de macroalgas marinhas e microrganismos associados

Pós-graduação em Química - IQ

Comportamento de Escherichia coli produtora de toxina de Shiga em meios ácidos

Escherichia coli é uma bactéria Gram-negativa, pertencente à família Enterobacteriaceae, que habita o intestino de animais de sangue quente, com 90% sendo comensais para o ser humano e 10% patogênicas. Quando presente em alimentos esse grupo é considerado um bom indicador higiênico-sanitário de alimentos. Em alimentos, a cepa patogênica mais estudada é E. coli produtora de toxina de Shiga (STEC) O157:H7. Entretanto, muitos casos vêm ocorrendo em todo o mundo devido a cepas patogênicas não O157, como O103, O111, O145 e O26. As STECs são responsáveis por desde uma simples diarréia até diarréia sanguinolenta que pode evoluir ainda para síndrome hemolítica urêmica e púrpura trombótica trombocitopênica, que podem ocasionar danos crônicos como falência renal. A transmissão destas cepas se deve a carnes mal cozidas, leites e derivados não pasteurizados, água e vegetais contaminados. Uma característica interessante de E. coli O157:H7 é o seu mecanismo de resistência ao estresse ácido – ácido tolerância – de modo que os alimentos ácidos não podem mais ser considerados seguros contra tais organismos. A fim de ampliar o conhecimento acerca das cepas não O157 e dos mecanismos de ácido resistência, este trabalho teve por objetivo verificar o comportamento de linhagens de STEC não O157:H7 submetidas às condições de estresse de baixo pH utilizando para tanto meios de cultura acidificados e polpas de frutas como matriz alimentar. Constatou-se que quando mantidas em condições-controle e as ácido-adaptadas mantêm populações da ordem de 2 a 3 log UFC/mL quando em polpas de frutas sabor cajá (pH 2,3) e tamarindo (pH 2,3) armazenadas a 4 C por até 30 dias

Determinação de fósforo em biodiesel utilizando eletrodo quimicamente modificado com nanopartículas de ferro

Once petroleum is na exhaustible source of energy, alternative fuels are having more prominence. A much discussed option for replacing fossil fuels is the use of biofuels derived from oils or fats, especially biodiesel. The biodiesel preparation is through a reaction named transesterification, a reaction of triglycerides with a short chain alcohol with a catalyst, producing a mixture of fatty acid esters and glycerol. According to ANP (National Petroleum Agency) specifications, biodiesel can have contaminants due to the catalyst or oil used on its synthesis, such as phosphorus, wich can damage the catalytic converter and cause significant increase in the particles emission. This project aims to develop na alternative method using chemically modified electrodes with iron nanoparticles for determination of phosphorus in biodiesel. For the formation of the iron nanoparticles film on the surface of a glassy carbon electrode, was used a iron sulfate solution. The film was formed after 10 successive cycles, with a scanning speed of 50 mV s-1 and a potential range of -0,9 to -1,25 V. To reduce possible oxides on the surface and activate the electrode, it has been subjected to a cathodic polarization with a potential of -1,25 V for 15 minutes in a sodium hydroxide solution. In cyclic voltammograms obtained in the study of the speed of scanning, there is an increase in the intensity of the anodic and cathodic current peaks. The cathodic peak current varied linearly with the square root of scan rate, showing that the electrode is controlled by diffusion. After successive additions of phosphate there is a linear variation in the current peak in the concentration range of 1,0 x 10-7 a 1,0 x 10-6 mol L-1. To determine if the concentration of phosphorus in real sample, the method of adding standard was used by adding aliquots of phosphate ions in the solution containing soy biodiesel extracted with ....

Caracterização dos compostos derivados de furoxano como inibidores da atividade de bombas de efluxo em Mycobacterium tuberculosis e estudo da influência do efluxo e da halotolerância nos perfis de resistência do bacilo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fibra, metabolismo ácido-básico e balanço de macroelementos em gatos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Óxidos derivados de hidromagnesitas e hidrotalcitas modificadas como catalisadores heterogêneos na síntese de biodiesel etílico

Pós-graduação em Química - IBILCE

Tecnologia eletroquímica como tratamento alternativo de efluentes derivados da indústria têxtil e petroquímica

In this work, the treatment of wastewater from the textile industry, containing dyes as Yellow Novacron (YN), Red Remazol BR (RRB) and Blue Novacron CD (NB), and also, the treatment of wastewater from petrochemical industry (produced water) were investigated by anodic oxidation (OA) with platinum anodes supported on titanium (Ti/Pt) and boron-doped diamond (DDB). Definitely, one of the main parameters of this kind of treatment is the type of electrocatalytic material used, since the mechanisms and products of some anodic reactions depend on it. The OA of synthetic effluents containing with RRB, NB and YN were investigated in order to find the best conditions for the removal of color and organic content of the dye. According to the experimental results, the process of OA is suitable for decolorization of wastewaters containing these textile dyes due to electrocatalytic properties of DDB and Pt anodes. Removal of the organic load was more efficient at DDB, in all cases; where the dyes were degraded to aliphatic carboxylic acids at the end of the electrolysis. Energy requirements for the removal of color during OA of solutions of RRB, NB and YN depends mainly on the operating conditions, for example, RRB passes of 3.30 kWh m-3 at 20 mA cm-2 for 4.28 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH = 1); 15.23 kWh m-3 at 20 mA cm-2 to 24.75 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH 4.5); 10.80 kWh m-3 at 20 mA cm-2 to 31.5 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH = 8) (estimated data for volume of treated effluent). On the other hand, in the study of OA of produced water effluent generated by petrochemical industry, galvanostatic electrolysis using DDB led to the complete removal of COD (98%), due to large amounts of hydroxyl radicals and peroxodisulphates generated from the oxidation of water and sulfates in solution, respectively. Thus, the rate of COD removal increases with increasing applied current density (15-60 mAcm-2 ). Moreover, at Pt electrode, approximately 50% removal of the organic load was achieved by applying from 15 to 30 mAcm-2 while 80% of COD removal was achieved for 60 mAcm-2 . Thus, the results obtained in the application of this technology were satisfactory depending on the electrocatalytic materials and operating conditions used for removal of organic load (petrochemical and textile effluents) as well as for the removal of color (in the case of textile effluents). Therefore, the applicability of electrochemical treatment can be considered as a new alternative like pretreatment or treatment of effluents derived from textiles and petrochemical industries.

Comportamento geoquímico do fósforo em sistemas lacustres tropicais

Considerando a multiplicidade dos impactos ambientais associados às albufeiras pretendeu-se verificar a disponibilidade da utilização, como recurso agrícola, dos sedimentos desenvolvidos sob clima tropical. Estudaram-se duas albufeiras, Três Marias e Tucuruí situadas no Brasil, cujos materiais depositados apresentam forte componente siltosa e argilosa. Possuindo valores de matéria orgânica considerados médios, as amostras têm valores de pH (H20) ácidos, elevados teores de Fe203 e Ah03 e baixa diversidade de minerais argilosos (apenas ilite e caulinite). Apesar das quantidades totais de fósforo serem significativas, os valores da forma disponível deste elemento não ultrapassam o 1%. Através da análise de clusters, correlações de Pearson e fraccionamento químico do fósforo inorgânico, concluiu-se que o elemento que influencia a retenção deste elemento nos sedimentos é o ferro. Embora com baixos teores de fósforo sob forma imediatamente disponível, os sedimentos apresentam boa qualidade para fins agrícolas pois, para diferentes variáveis, ultrapassam os valores médios dos solos minerais. ABSTRACT; considering the diversity of environmental impacts related to dam reservoirs, this study aims at verifying the suitability of sediments accumulated in tropical climates, as agricultural resource. We have studied two Brazilian reservoirs, Três Marias and Tucuruí, whose sediments were classified, respectively, as silty clay and clayey silt. The accumulated material has medium contents of organic matter, acid values of pH(H20), high contents of Fe203 and Al203, and low diversity of clay mineral groups (only illite and kaolinite). Although sediments have significant amounts of phosphorus, the available form of this element never exceeds 1%. Data on statistical analysis of clusters, Pearson correlations and chemical fractionation of inorganic phosphorus, indicates that phosphorus adsorption capacity of sediments is predominantly associated with Fe. Even considering the low levels of the readily available form of phosphorus, for most variables, sediments exceed medium values for mineral soils, making this material advantageous for plant nutrition.

Síntese e atividade antimicobacteriana de derivados graxos da isoniazida

Neste trabalho é descrita a síntese de hidrazidas graxas derivadas da isoniazida e de ácidos graxos saturados, insaturados, poli-insaturados e hidroxilados, os quais posteriormente tiveram sua atividade antimicobacteriana in vitro avaliada frente às cepas do Micobacterium tuberculosis H37Rv (ATCC 27294), M. tuberculosis resistentes à isoniazida (INHr, ATCC 35822) e M. tuberculosis (INHr, 1896HF), e M. tuberculosis resistente à rifampicina (RIFr, ATCC 35338). A síntese dos compostos 3a-g, derivados dos ácidos graxos C16:0, 18:0, cis- 18:1, trans-18:1, 18:1(OH), 18:2, e 18:3, respectivamente, foi realizada na presença de (COCl)2, DMAP e isoniazida, e os rendimentos variaram entre 60–90%. A maioria dos compostos testados demonstrou atividade mais potente que a isoniazida contra todas as cepas de M. tuberculosis estudadas, com valores de CIM entre 0,0019–50 µg.mL-1 . No estudo de relação estrutura vs. atividade, para a cepa resistente a isoniazida, o aumento da cadeia graxa e do número de insaturações provocou uma perda na potência dos derivados testados. Para as demais cepas testadas, os valores de CIM parecem ser dependentes da cepa em estudo, não sendo evidenciada uma relação estrutura vs. atividade sistemática com relação ao arranjo estrutural da cadeia graxa. Entre os compostos testados, o derivado do ácido palmítico 3a parece representar um protótipo promissor para o desenvolvimento de fármacos antituberculose, tendo apresentado valores de CIM entre 0,003–0,125 µg.mL-1 .

Dinâmica do fósforo em cultivo heterotrófico e produção de compostos celulares por cianobactéria integrado a biorrefinarias agroindustriais

O objetivo desta tese foi avaliar a dinâmica do fósforo em cultivo heterotrófico e produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli visando avaliar a perspectiva de implementação de uma biorrefinaria microalgal. Desta forma, foi avaliado o comportamento do micro-organismo em estudo no cultivo heterotrófico, utilizando como meio de cultivo o efluente de laticínios. O trabalho foi desenvolvido em 3 etapas. Em um primeiro momento foi avaliada a influência da temperatura (20 e 30°C) e os valores máximos e mínimos de nutrientes, em especial do fósforo dissolvido reativo (PDR), disponíveis no efluente de laticínio, na remoção de nutrientes. Os resultados demonstraram que a concentração inicial de fósforo dissolvido e a temperatura exerceram influência no crescimento celular e na eficiência de remoção de nutrientes. Em termos de otimização de processo os cultivos conduzidos a 20°C e maiores concentrações de PDR (5,5 mg.L-1 ) no efluente de laticínio, foram os mais eficientes na conversão de poluentes em biomassa e remoção de nutrientes. A segunda etapa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar a dinâmica de distribuição de fósforo na fase líquida e sólida do reator heterotrófico, quando o efluente de laticínio foi tratado pela Aphanothece microscopica Nägeli, a 20°C e nas máximas concentrações de fósforo dissolvido encontradas no efluente. Foi demonstrado que as formas fosforadas na fase líquida do reator se caracterizam pela predominância da fração dissolvida em comparação à particulada e por apresentar como fração predominante a de fósforo orgânico. No que se refere à fase sólida, ficou demonstrado que a Aphanothece microscopica Nägeli, quando cultivada heterotroficamente apresenta 3,8 vezes mais fósforo que o requerido para o crescimento celular. Ficando demonstrado ainda que a remoção biológica de fósforo por Aphanothece microscopica Nägeli pode resultar em substanciais aportes financeiros para as estações de tratamento de efluentes. Uma terceira etapa foi desenvolvida, a qual teve como objetivo avaliar a estimativa de produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli, a partir do efluente de laticínio, bem como o efeito da redução de temperatura de cultivo no teor de lipídios , no momento em que é obtida a máxima concentração deste componente celular, nas condições otimizadas.Foi obtido na fase logarítmica de crescimento, concentrações de 41,8 % de proteinas, carboidratos 28,5 %, lipídios 10,4 % e minerais 10,8 %. O maior teor de lipídio registrado a 20°C correspondeu a biomassa analisada na fase logarítmica.Com a redução da temperatura para 5°C por um período de 30 h é possível obter concentrações de lipídios 2,4 vezes superior ao registrado na fase logarítmica a 20 °C. No entanto, não foram indicadas diferenças significativas (p≤0,05) em função da temperatura entre as concentrações de lipídios obtidas para a biomassa a 10°C em 40 h. O perfil de ácidos graxos da biomassa gerada a 20°C, apresentou como ácidos graxos majoritários, os ácidos graxos: palmítico, oléico, γ-linolênico, palmitoleico e esteárico, resultando um aumento na concentração de ácidos graxos saturados as espensa dos insaturados, quando a temperatura é reduzida. Em paralelo,um reator heterotrófico descontinuo foi definido, ficando demonstrado que a extrapolação da operação em batelada para contínua requer um biorreator heterotrófico com volume útil de trabalho de 240,51 m 3 , permitindo tratar 950 m3 diários de efluente, gerando 11,8 kg.d-1 de biomassa útil para produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli, visando à simultânea remoção de matéria orgânica, nitrogênio total e fósforo total, gerando insumos que podem suportar a implementação de uma biorrefinaria microalgal.

A importância dos ácidos fenólicos na atividade anti-inflamatória de cogumelos comestíveis

Os cogumelos comestíveis são uma fonte rica de moléculas bioativas que lhes conferem importantes atividades biológicas. Moléculas como os Polissacáridos, terpenóides e os compostos fenólicos têm sido descritos como os componentes mais importantes no que respeita á atividade anti-inflamatória dos cogumelos (1). No presente trabalho, os extratos etanólicos de cogumelos comestíveis foram obtidos por maceração e caracterizados quimicamente em termos de ácidos fenólicos por técnicas de HPLC-DAD. Além disso, derivados metilados e glucuronados dos ácidos fenólicos identificados foram também sintetizados com o objetivo de mimetizar reações de metabolização no organismo e estudar a capacidade destas moléculas de manter a bioatividade exibida inicialmente. Os extratos obtidos, os ácidos fenólicos e compostos sintetizados foram avaliados pela sua atividade anti-inflamatória. De entre as amostras analisadas, B. impolitus revelou o mais elevado conteúdo em ácidos fenólicos (675 ± 23 μg/g), seguido de C. cibarius > A. caesaria > L. deliciosus > B. aereus > M. esculenta > B. edulis; devido à contribuição do ácido cinâmico que foi encontrada em maior quantidade nesta amostra (505 ± 12 μg/g). Mais ainda, B. impolitus apresentou também maior inibição da produção de NO (EC50=166 ± 10 μg/mL) seguido das amostras A. caesaria > C. cibarius > L. deliciosus > M. esculenta > B. aereus > B. edulis. No que respeita aos compostos individuais, o ácido cinâmico (CA) revelou a atividade mais forte (EC50 = 182 ± 16 μM), seguido pelos ácidos p-hidroxibenzóico (HA) (239 ± 29 μM) e p-Cumárico (CoA) (442± 33 μM), o que realça a importância destas moléculas para a atividade anti-inflamatória dos cogumelos. Comparando a atividade exibida pelos ácidos fenólicos com os respetivos derivados, é possível verificar a seguinte ordem de atividades: ácido p-hidroxibenzóico: HA > HA-M3 > HA-M2 > HA-M1 > HA-G; ácido p-cumárico : CoA-M1 > CoA-G > CoA-M2 > CoA-M3 > CoA e ácido cinâmico: CA-G > CA > CA-M1. Perante os resultados obtidos é de realçar a importância dos ácidos fenólicos na contribuição para a bioatividade exibida pelos cogumelos em estudo. Mais ainda, foi possível concluir que as alterações das moléculas pelas reações de conjugação no organismo têm influência na bioativade das moléculas iniciais, sendo que muitas vezes esta atividade é aumentada.

Resposta de mudas de tucumã à aplicação de doses de calcário e fósforo.

A demanda por óleos vegetais tem aumentado no mundo. O tucumã (Astrocaryum vulgare Mart), que é uma palmeira nativa da Amazônia, é uma alternativa para a produção de óleo. No Pará, a camada superficial do solo, que é comumente utilizada como substrato para a formação de mudas, geralmente apresenta acidez elevada e baixa disponibilidade de fósforo (P). Diante do exposto, objetivou-se estimar o efeito da calagem e da adubação fosfatada no desenvolvimento de mudas de tucumã. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com seis repetições, em esquema fatorial 4 x 6, correspondendo a quatro níveis de saturação por bases (V) (13, 40, 65 e 90 %) e seis doses de P (0, 30, 60, 120, 240 e 480 mg dm-3). O experimento foi desenvolvido em viveiro da empresa Dentauá, em Santo Antônio do Tauá, Pará. As plantas foram cultivadas por 350 dias, em sacos de polietileno preto e perfurado, contendo 3,0 dm-3 de substrato. Observou-se interação entre níveis de V e doses de P apenas para a massa de matéria seca de parte aérea, de raiz e total, que aumentaram em resposta à aplicação de doses de calcário e fertilizante fosfatado. A calagem e a adubação fosfatada aumentaram o diâmetro do coleto e número total de folhas, mas não influenciaram a altura da planta e o índice SPAD. A correção da acidez do solo e o fornecimento de P melhoraram o desenvolvimento de mudas de tucumã.

Produção de ácidos orgânicos por bactérias endofíticas de milho solubilizadoras de fosfato.

2016

Titulação potenciométrica aplicada na determinação de ácidos graxos livres de óleos e gorduras comestíveis

Free fatty acids are a measure of evaluating fats and oils, submitted to abusive conditions, besides being a quality characteristic of edible vegetable oils. The official method of determination (AOCS Ca 5a-40, 2004) is based on titration, using phenolphthalein as an indicator. For crude and degummed oils, the titration end point is difficult to be observed due to the high level of pigments, resulting in dark solutions. In this case and others, such as self-life studies, in which sample quantities are limited, potentiometric titration may be a very good alternative.

Otimização das condições de produção de ésteres etílicos a partir de óleo de peixe com elevado teor de ácidos graxos ômega-3

The production of ethyl esters by alcoholysis is an alternative for splitting triacylglycerols due to the possibility of using low temperatures, which results in oxidative protection of the polyunsaturated fatty acids. Ethyl esters produced under mild conditions of temperature could be used as substrate for obtaining structured lipids. The reaction parameters of production of ethyl esters from fish oil with high content of omega-3 fatty acids by alcoholysis were optimized using response surface methodology. An experimental design (2³) (with levels +1 and -1, six axial points with levels -alpha and +alpha and three central points) was applied. The variables investigated were concentration of catalyst, amount of ethyl alcohol and temperature. Ethyl ester conversion was monitored by high performance size exclusion chromatography (HPSEC) and the best result obtained was 95% conversion rate. The optimal conditions were 40 °C, 1% of NaOH and 36% of ethanol.