Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

Utilização de óleos de origem vegetal em substituição aos derivados de petróleo em composições de borracha natural (NR)

A partir da publicação, em 1994, de um relatório que afirmava que a presença de óleos aromáticos pesados, com altos teores de compostos policíclicos, em formulações de borrachas estaria relacionada ao desenvolvimento de doenças como o câncer, associado ao fato da crescente conscientização ambiental na fabricação de produtos elastoméricos, foi iniciado um estudo sobre a substituição do óleo aromático de origem do petróleo por óleos vegetais de menor risco. Nessa Dissertação de Mestrado foi proposta a substituição do óleo aromático derivado do petróleo por óleos vegetais como o de tungue, palma e linhaça, em composições de borracha natural (NR) contendo diferentes teores do copolímero de butadieno-estireno (0, 10 e 50 phr) e diferentes tipos de carga (negro de fumo N330 e negro de fumo N375). As composições obtidas foram avaliadas quanto a propriedades reométricas, mecânicas e fractográficas. Foi observado que não houve variação significativa na viscosidade Mooney, na resistência à tração, no alongamento na ruptura e na dureza Shore das composições de NR SBR1502 quando o óleo aromático foi substituído pelos óleos vegetais, quando diferentes negros de fumo foram utilizados como carga reforçante e quando foram utilizados teores crescentes de SBR1502. Por outro lado, a resistência ao rasgamento das composições de NR SBR1502 apresentaram melhores resultados quando o negro de fumo N375 foi utilizado. A adição de teores crescentes de SR 1502 levou à diminuição dos valores de rasgo. A natureza do óleo utilizado influenciou esse resultado e melhores valores foram obtidos com o óleo de tungue. Os resultados obtidos foram corroborados pela morfologia do material, avaliadas por microscopia eletrônica de varredura

Avaliação regional da contaminação por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) na região costeira do sudeste do Brasil usando mexilhões (Perna perna Linneaus 1758) como biomonitores

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a presença e a distribuição de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em mexilhões coletados em 23 estações, divididas em três regiões: (i) cultivos localizados no Estado do Rio de Janeiro (7 estações) e em Ubatuba/SP (1 estação); (ii) áreas costeiras no Estado do Rio de Janeiro (7 estações) e (iii) na Baía de Guanabara/RJ (8 estações). Os HPAs foram determinados em triplicata de cada estação, sendo cada réplica formada por uma média de 10 indivíduos, através de cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC/MS), totalizando 38 compostos entre parentais e alquilados. A concentração média do total de HPAs nos cultivos, excluindo o cultivo de Mombaça (Ilha Grande), foi de 24,7 22,3 ng g-1, para as áreas costeiras foi de 89,7 25,8 ng g-1 e para a Baía de Guanabara, 760,9 456,3 ng g-1. Esses resultados indicam que os cultivos (exceto Mombaça) e as áreas costeiras selecionadas apresentam baixos níveis de contaminação. Já na Baía de Guanabara, os resultados foram comparáveis a dados pretéritos e confirmam o estado de degradação ambiental da baía. Na amostra coletada no cultivo de Mombaça, a alta concentração do total de HPAs (584 ng g-1) e a predominância de compostos alquilados sobre parentais sugerem contaminação relativamente alta por hidrocarbonetos petrogênicos. A análise de agrupamento, considerando o total de HPAs, confirmou a separação entre as três áreas coletadas, mas com algumas exceções: (i) o cultivo de Mombaça assemelha-se ao grupo da Baía de Guanabara; (ii) a estação da Praia Vermelha, na saída da Baía de Guanabara, se assemelha com áreas costeiras fora da baía; (iii) as estações Ilha Redonda, Ilha Comprida e Pontal, distantes mais de 5 km da costa, se agruparam com os cultivos. Somente nas amostras da Baía de Guanabara foi possível avaliar a origem dos HPAs através da análise de componentes principais (PCA). A maioria das amostras da baía apresenta contaminação por fontes mistas de hidrocarbonetos, e apenas na praia Vermelha o aporte pirolítico é mais significativo. Por fim, ressalta-se que os níveis de HPAs nos mexilhões das três áreas ficaram abaixo de valores de referência exigidos internacionalmente para o consumo humano. No entanto, é necessário uma análise de risco específica para melhor compreender a qualidade do mexilhão para consumo humano, particularmente os da Baía de Guanabara.

Measurement of polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air by fluorescence spectroscopic techniques

250 p. + anexos

Prediction of Multi-Target Networks of Neuroprotective Compounds with Entropy Indices and Synthesis, Assay, and Theoretical Study of New Asymmetric 1,2-Rasagiline Carbamates

In a multi-target complex network, the links (L-ij) represent the interactions between the drug (d(i)) and the target (t(j)), characterized by different experimental measures (K-i, K-m, IC50, etc.) obtained in pharmacological assays under diverse boundary conditions (c(j)). In this work, we handle Shannon entropy measures for developing a model encompassing a multi-target network of neuroprotective/neurotoxic compounds reported in the CHEMBL database. The model predicts correctly >8300 experimental outcomes with Accuracy, Specificity, and Sensitivity above 80%-90% on training and external validation series. Indeed, the model can calculate different outcomes for >30 experimental measures in >400 different experimental protocolsin relation with >150 molecular and cellular targets on 11 different organisms (including human). Hereafter, we reported by the first time the synthesis, characterization, and experimental assays of a new series of chiral 1,2-rasagiline carbamate derivatives not reported in previous works. The experimental tests included: (1) assay in absence of neurotoxic agents; (2) in the presence of glutamate; and (3) in the presence of H2O2. Lastly, we used the new Assessing Links with Moving Averages (ALMA)-entropy model to predict possible outcomes for the new compounds in a high number of pharmacological tests not carried out experimentally.

Mugilid Fish Are Sentinels of Exposure to Endocrine Disrupting Compounds in Coastal and Estuarine Environments

Effects on fish reproduction can result from a variety of toxicity mechanisms first operating at the molecular level. Notably, the presence in the environment of some compounds termed endocrine disrupting chemicals (EDCs) can cause adverse effects on reproduction by interfering with the endocrine system. In some cases, exposure to EDCs leads to the animal feminization and male fish may develop oocytes in testis (intersex condition). Mugilid fish are well suited sentinel organisms to study the effects of reproductive EDCs in the monitoring of estuarine/marine environments. Up-regulation of aromatases and vitellogenins in males and juveniles and the presence of intersex individuals have been described in a wide array of mullet species worldwide. There is a need to develop new molecular markers to identify early feminization responses and intersex condition in fish populations, studying mechanisms that regulate gonad differentiation under exposure to xenoestrogens. Interestingly, an electrophoresis of gonad RNA, shows a strong expression of 5S rRNA in oocytes, indicating the potential of 5S rRNA and its regulating proteins to become useful molecular makers of oocyte presence in testis. Therefore, the use of these oocyte markers to sex and identify intersex mullets could constitute powerful molecular biomarkers to assess xenoestrogenicity in field conditions.

Exploring new labelling strategies for boronated compounds: towards fast development and efficient assessment of BNCT drug candidates

208 p.

Investigation of taste tainting in salmon flesh in the Ribble catchment

This report presents the findings of the first phase of an investigation into the cause(s) of taints in salmonid fish in the River Ribble, commissioned by the North West Region of the Environment Agency. There have been reports of tainting in fish taken from both the estuary and the freshwater river for many years, but the contaminants involved and their source and transport pathway are unknown. Tainting by phenols has been of specific concern in the past. The work programme comprised: examination of tainting reports; collection of salmonids; their submission for taste testing; literature review; analysis of fish flesh using gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) and analysis of river bed sediments. From enquiries, three common descriptors of the 'taint' were identified: disinfectanty; diesely; and muddy. The incidence of taints appears transient/irregular and may therefore relate to the incidence of discharges and specific threshold concentrations of pollutants. The literature review showed that a wide range of organic compounds including many industrial chemicals, and others which are naturally occurring, can taint fish flesh. Taste testing confirmed the presence of tainted salmon and trout in the Ribbie Catchment. It identified a low incidence of 'untainted' fish but demonstrated the 'taint' to be not specific to one tainting substance. Differences were found both between the species and fish from different parts of the catchment. Overall, most fish exhibited an unpleasant flavour, though this may have been influenced to some extent by the fact that most were sexually mature. The worst tainting was found in trout from the river Calder: a soapy/chemical aftertaste. An unpleasant earthy/musty flavour distinguished the salmon from the trout. Phenol was shown to have been a minor issue during the present study, whilst no hydrocarbon taints were identified. Examination of tissue from the eight salmon exhibiting the worst taints revealed the presence of aromatic hydrocarbons, but no phenolic compounds. Other notable substances present in the fish were siioxanes and benzophenone. Data from sediment analysis is presented which shows the main compounds present to be aromatic and polyaromatic hydrocarbons, that concentrations at two locations R. Darwen and R. Calder were significantly higher than at other sites, and that some phenolic compounds were detected at low levels. A paucity of fish flesh taste descriptors linked to specific compounds prevented an obvious correlation to be made between the tastes observed and the organic compounds detected. Descriptors frequently used by the taste testing panel (e.g. earthy, musty, astringency, chemical) cannot be linked to any of the compounds identified in the tissue analyses. No taste information was available from the literature on siioxanes. Aromatic hydrocarbons though present in tissue and sediments were not identified as tainting.

Avaliação de novos processos de limpeza para quantificação de pireno em amostra de mexilhão

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) constituem um grupo de poluentes ambientais persistentes são moléculas com dois ou mais anéis aromáticos condensados, pouco solúveis em água e estão presentes no ambiente como resultante de processos naturais e também de atividades antrópicas; desta forma, os HPA podem ser encontrados em diversas matrizes ambientais. No presente trabalho foram utilizados mexilhões da região de Búzios, no Estado do Rio de Janeiro. Esse organismo foi selecionado devido à facilidade de acumulação de HPA nos tecidos, decorrente das propriedades hidrofóbicas dos HPA. O presente projeto teve como objetivo estudar um novo material de limpeza capaz de minimizar os compostos interferentes da matriz. Os cartuchos de SPE Florisil 5 g, são convencionalmente usados na limpeza de amostras de organismos, porém para diminuir os custos foram testados outros materiais adsorventes que pudessem ser eficientes na remoção dos interferentes presentes nos tecidos de mexilhão. Sendo assim, na etapa de limpeza conhecida como clean-up, foi estudada a recuperação do pireno após a extração por micro-ondas através de duas abordagens diferentes; a) utilização de cartuchos de SPE comerciais de 5 g de Florisil; b) cartuchos preenchidos com argila comercial K-10 bentonite, simulando os cartuchos comerciais. A recuperação e eficiência dos procedimentos de limpeza foram testadas e comparadas. A clean-up com argila K-10 apresentou uma recuperação de até 77% de pireno, sendo eficiente na remoção de compostos de colesteróis; confirmando a eficiência do material escolhido para a limpeza da amostra. A técnica de Cromatografia Gasosa e detecção por Espectrometria de Massas (GC-MS) foi aplicada para identificação e quantificação do contaminante pireno no extrato finaa