Produção e extração da enzima anidrase carbônica e de ficobiliproteínas a partir de microalgas

Muito interesse tem sido focado no potencial biotecnológico das microalgas, principalmente devido à identificação de diversas substâncias sintetizadas por estes organismos, dentre elas a anidrase carbônica e as ficobiliproteínas. A anidrase carbônica é uma metaloenzima que catalisa a hidratação reversível do CO2 em bicarbonato com alta eficiência, sendo utilizada para captação de CO2 através de sistemas biológicos. A C-ficocianina e a aloficocianina, corantes naturais, são os dois principais componentes das ficobiliproteínas em cianobactérias e apresentam diversas aplicações dentro da indústria alimentícia, cosmética e farmacêutica. O objetivo principal desta tese foi avaliar a produção e a extração da anidrase carbônica e das ficobiliproteínas a partir de diferentes microalgas. Para isso, primeiramente foi realizado uma investigação da produção da anidrase carbônica pela microalga Dunaliella tertiolecta, onde foi estudada a extração da enzima e sua aplicação em sistemas de captura enzimática de CO2. Posteriormente foi avaliada a produção da enzima ao longo do cultivo de diferentes microalgas marinhas e dulcícolas (Dunaliella tertiolecta, Tetraselmis sueccica, Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata, Isochysis galbana, Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus). A produção da enzima e de ficobiliproteínas, também, foi estudada para as cianobactérias Spirulina platensis LEB 52, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Todos os cultivos foram acompanhados em termos de biomassa e pH. Por último, foi realizado um estudo de extração da enzima de P. tricornutum e extração conjunta da anidrase carbônica e de ficobiliproteínas da cianobactéria S. sp. LEB 18. Os cultivos foram realizados em frascos erlenmeyer contendo os meios Conway (marinhas), BG-11 (dulcícolas) e Zarrouk 20% (cianobactérias). Na avaliação da ruptura celular foram testadas as técnicas de maceração em gral e pistilo, agitação em vórtex com pérolas de vidro, sonicação com pérolas de vidro, homogeneizador ultrassônico, secagem, congelamento e descongelamento e a combinação de tratamentos. Maiores rendimentos de extração da enzima a partir da microalga D. tertiolecta foram obtidos utilizando tratamento ultrassônico, juntamente com baixas concentrações de biomassa úmida (0,1 e 0,2 g/L), e a mesma apresentou potencial para aplicação em processos de captação enzimática do CO2. Durante os cultivos, a microalga C. vulgaris se destacou como maior produtora da enzima anidrase carbônica, atingindo valores de atividade enzimática de 44,0 U/L. As cianobactérias apresentaram valores de atividade entre 41,6 e 45,9 U/L, sendo que a S. sp. LEB 18 foi a que apresentou maiores produções de C-ficocianina e aloficocianina no ponto de máxima atividade volumétrica, 65,9 e 82,2 µg/mL, respectivamente. A enzima extraída da biomassa de S. platensis LEB 52 catalisou a hidratação do CO2 que precipitou na forma de CaCO3. Maiores rendimentos de extração da enzima a partir das microalgas P. tricornutum e S. sp. LEB 18 foram obtidos utilizando homogeneizador ultrassônico, que foram 31,3 U/g e 25,5 U/g, respectivamente. A biomassa de S. sp. LEB 18, também apresentou potencial para a extração de ficobiliproteínas, obtendo- se altas concentrações de C-ficocianina (100,5 mg/g) e aloficocianina (69,9 mg/g). Através dos resultados obtidos, pode-se verificar a potencialidade das microalgas e das cianobactérias para produção da enzima anidrase carbônica e das ficobiliproteínas, biomoléculas de alto valor industrial. Este trabalho apresenta processos eficientes para a extração da enzima e de ficobiliproteínas tanto para escala laboratorial como industrial.

Estudo cinético do branqueamento do óleo da carpa (Cyprinus carpio L)

O óleo de pescado é caracterizado por ser uma fonte rica de ácidos graxos poliinsaturados ω-3, desde modo a sua oxidação lipídica se torna mais favorável quando comparado com outros óleos de origem vegetal. O objetivo do presente trabalho foi a otimização da etapa de branqueamento através da metodologia de superfície de resposta, sendo utilizado misturas de carvão ativado e terra ativada (Tonsil) para a remoção da cor e dos produtos de oxidação, procurando-se preservar o conteúdo total de carotenóides no óleo de carpa. O óleo bruto de carpa (Cyprinus carpio L.) para a realização do trabalho foi obtido a partir da realização de ensilagem ácida, passando posteriormente pelas etapas de refino: degomagem, neutralização, lavagem, secagem e branqueamento. A otimização da etapa de branqueamento foi realizada através de um planejamento fatorial composto central, com os fatores de estudo: a quantidade de adsorvente (Ads) e a quantidade de carvão ativado (Ca), sendo consideradas como respostas o conteúdo total de carotenóides e o valor de TBA. Na melhor condição do branqueamento do óleo de carpa foi realizado um estudo cinético, e para o cálculo das constantes cinéticas foram utilizados os modelos de Brimberg modificado e de Langmuir-Hinshelwood, A condição ótima do branqueamento foi com 2% de adsorvente e 10% de carvão ativado, onde ocorreram menores perdas de carotenóides (44,40%), com redução da cor escura presente no óleo de (85,62%) e redução do valor de TBA (73,10%), obtendo-se um óleo branqueado de carpa com qualidade oxidativa e melhor aspecto em relação à cor. Os dois modelos cinéticos representaram de forma satisfatória os dados experimentais do branqueamento do óleo de carpa, pelos altos coeficientes de determinação e baixos erros médios relativos apresentados. Foi possível observar que ocorreu uma rápida adsorção dos pigmentos carotenóides, e após 30 min a adsorção foi menos eficiente. Nos óleos bruto e branqueado de vísceras de carpa não foi identificada diferença significativa entre as concentrações de ácidos graxos, demonstrando que as etapas de refino utilizadas não alteraram o perfil de ácidos graxos do óleo bruto.

Atividades biológicas de xilana de sabugo de milho

The corn cob is an agricultural by-product still little used, this in part due to the low knowledge of the biotechnological potential of their molecules. Xylan from corn cobs (XSM) is a polysaccharide present in greater quantity in the structure of plant and its biotechnology potential is little known. This study aimed to the extraction, chemical characterization and evaluation of biological activities of xylan from corn cobs. To this end, corncobs were cleaned, cut, dried and crushed, resulting in flour. This was subjected to a methodology that combines the use of alkaline conditions with waves of ultrasound. After methanol precipitation, centrifugation and drying was obtained a yield of 40% (g/g flour). Chemical analysis indicated a high percentage of polysaccharides in the sample (60%) and low contamination by protein (0.4%) and phenolic compounds (> 0.01%). Analysis of monosaccharide composition indicated the presence of xylose:glucose:arabinose:galactose:mannose:glucuronic acid in a molar ratio 50:20:15:10:2.5:2.5. The presence of xylan in the sample was confirmed by nuclear magnetic resonance (¹H and ¹³C) and infrared spectroscopy (IR). Tests were conducted to evaluate the antioxidant potential of XSM. This showed a total antioxidant capacity of 48.45 EAA/g sample. However, did not show scavenging activity of superoxide and hydroxyl radical and also reducing power. But, showing a high capacity chelating iron ions with 70% with about 2 mg/mL. The ability to XSM to influence cell proliferation in culture was also evaluated. This polymer did not influence the proliferation of normal fibroblast cells (3T3), however, decreased the rate of proliferation of tumor cells (HeLa) in a dose-dependent, reaching an inhibition of about 50% with a concentration around 2 mg/mL. Analyzing proteins related to cell death, by immunoblotting, XSM increases the amount of Bax, Bcl-2 decrease, increase cytochrome c and AIF, and reduce pro-caspase-3, indicating the induction of cell death induced apoptosis dependent and independent of caspase. XSM did not show anticoagulant activity in the PT test. However, the test of activated partial thromboplastin time (aPTT), XSM increased clotting time at about 5 times with 600 μg of sample compared with the negative control. The presence of sulfate on the XSM was discarded by agarose gel electrophoresis and IR. After carboxyl-reduction of XSM the anticoagulant activity decreased dramatically. The data of this study demonstrate that XSM has potential as antioxidant, antiproliferative and anticoagulant compound. Future studies to characterize these activities of XSM will help to increase knowledge about this molecule extracted from corn and allow their use in functional foods, pharmaceuticals and chemical industries.

Chemical resistance of lime-based grouts for masonry strengthening

The stone masonry walls are present in many buildings and historical monuments, with undeniable asset value, but also in old buildings housing both in Portugal and in Europe. Most of these buildings in masonry are in certain cases in a high state of degradation needing urgent intervention. This requires the identification of deficiencies and the application of appropriate intervention techniques. One of the possible techniques for structural consolidation works of stone masonry walls is the injection of fluid mortars currently called grouts. The choice of grouts is very important with regard in particular to their chemical and physical properties. In this study, carried out under the Master of Chemical Engineering, two types of lime-based grouts were used, in order to evaluate and compare their chemical resistance due to the crystallization of soluble salts. One of the grouts is a pre-dosed blend commercially available, Mape-Antique I from company Mapei (CA), and the second grout is a mixture prepared in the laboratory (LB), comprising metakaolin, cement, hydrated lime, water and superplasticizer. With the purpose of evaluating the action of sulphates on these grouts, a series of samples underwent several wetting-drying cycles using two different temperatures, 20 °C and 50 °C. During the experiment it was determined the change of weight and compressive strength in the analyzed grouts, as well as the sulphate ion concentration and pH of the solution in which the samples were dipped. The commercial grout (CA) apparently has a greater chemical resistance to sulphates. However grout LB showed to have positive results in some parameters.

Valorização e conservação de cogumelos silvestres: irradiação por feixe de eletrões

A elevada perecibilidade é uma característica dos cogumelos consumidos em fresco. Assim, torna-se necessária a aplicação de tecnologias eficazes de conservação, permitindo a sua preservação e protegendo, simultaneamente, a sua composição química e valor nutricional. A secagem, apesar de ser uma técnica bastante utilizada, permite o desenvolvimento de bactérias e fungos que têm a capacidade de sobreviver por longos períodos de tempo em alimentos secos; provoca ainda a perda de alguns nutrientes e promove reações enzimáticas e não enzimáticas que levam ao escurecimento do alimento e, também, à oxidação de lípidos e vitaminas [1]. A irradiação surge, como uma alternativa de conservação de alimentos, garantindo a sua qualidade e estando a sua utilização regulamentada na U.E. para vários produtos alimentares [2]. Neste trabalho, avaliaram-se os efeitos da irradiação com feixe de eletrões e do tempo de armazenamento nos parâmetros nutricionais e químicos de amostras silvestres de Macrolepiota procera (Scop.) Singer, previamente submetidas a secagem (em estufa a 30 ºC).

Influência da gipsita no surgimento de eflorescência em telhas cerâmicas

The red ceramic industry is recognized as of major importance in Piauí State. The State capital, Teresina, is the greatest producer of this material ( production about 18 million peaces), which is used mainly for masonry sealing blocks. One of the most frequent problems in this kind of products is the efflorescence. This work has the main objective of studying the influence of gypsum addition on non-glazed tiles, by using the local industry production standards. The raw materials were characterized by FRX, DRX, TGA, DTA and AD. Extruded test specimens were made with the addition of 1, 3 and 5% of gypsum in the ceramic paste, burned at 850oC, 950oC and 1050oC and submitted to further technological tests and microestrutural analysis by the scanning electron microscope. In order to accelerate the aging of bodies of evidence, they were immersed in successive water baths and posterior drying. The reference ceramic paste showed tendency to efflorescence formation after drying and consolidated efflorescence after burning, but no affecting the technological results

Colha e pague como ferramenta de divulgação da produção integrada de morango.

No sentido de divulgar a PIMo e apresentar suas vantagens à comunidade, uma lavoura instalada na Unidade Demonstrativa Central da Produção Integrada de Morango (UDC-PIMo), na safra 2008, foi utilizada como piloto para testar uma técnica de vendas e entretenimento onde as frutas eram colhidas pelo próprio consumidor diretamente na planta. Técnica semelhante, conhecida como Pick and Pay (Colha e Pague) havia sido observada em 2005 em uma fazenda produtora de pequenas frutas em Maryland/EUA. Essa fazenda comercializava morangos que os consumidores, muitas vezes acompanhados de seus filhos, colhiam diretamente das plantas. Apenas dois funcionários eram contratados, um deles para indicar com bandeirinhas os canteiros onde havia morangos no ponto de colheita e outro que orientava a pesagem e recebia o pagamento (CALEGARIO, 2009, Comunicação Pessoal). No Brasil, as informações sobre este tipo de comercialização são raras na literatura. Monteiro (2007) relata que um produtor de caqui realizou essa experiência com sucesso em Piedade, SP. Este trabalho teve como objetivo verificar viabilidade e aplicabilidade do Colhe e Pague na divulgação da PIMo e avaliar a satisfação dos participantes.

Síntese de zeólita A a partir de diatomita como fonte de aluminossilicato

The synthesis of zeolites from natural sources of silicon and aluminum are promising alternative routes to obtain porous or zeolite MCM family. Such materials are typically used in catalytic processes and / or adsorption is to obtain new products or for separation and purification processes thereof. Environmental legislation is becoming stricter and requires the use of materials more efficient, aiming to achieve pollution prevention, by gas or liquid contaminants in the environment. In order to obtain a material with environmentally friendly features, this study aimed at the synthesis of zeolite A, from an amorphous sediment, diatomite, which is found in abundance in the northeast region of Brazil, may be substituted for conventional products the production of zeolite, involving higher costs. The methodology for obtaining the "Zeolite A" using as a source of silica and alumina diatomite is simple, since this is a source of silicon, not requiring therefore a structural driver, but also by heat treatment, only drying conventional to remove water. The "zeolite A" was obtained from diatomite, but as an intermediate step we obtained the sodalite. The characterization was made by the following techniques: EDX, XRD, FT-IR, SEM and determining a specific area by the BET method and the BJH method for checking the diameter of pores. By characterization of the obtained material was first demonstrated the achievement of sodalite and after modification of the same, there was obtained zeolite A

Fatores de risco durante o período seco para a ocorrência de mastites após o parto

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Qualidade nutracêutica, suscetibilidade oxidativa e formação de aminas biogénicas na muxama

Mestrado em Engenharia Alimentar - Segurança e Qualidade Alimentar - Instituto Superior de Agronomia - UL

Monitorização da utilização de polifosfatos no processamento de bacalhau

Mestrado em Engenharia Alimentar - Qualidade e Segurança Alimentar - Instituto Superior de Agronomia - UL

Efeito da tecnologia de microondas nas propriedades tecnológicas dos componentes de cerâmica estrutural

O processamento térmico de materiais cerâmicos via energia de microondas, no estágio atual, vem ganhando cada dia mais importância, tendo em vista suas inúmeras aplicações, como por exemplo: aplicação de microondas na área de processamento mineral (aquecimento de minérios antes da moagem, secagem, redução carbotérmica de óxidos minerais, lixiviação, fusão, pré-tratamento de minérios e concentrados de ouro refratário, regeneração de carvão, etc. de acordo com Kigman & Rowson, 1998). Em virtude de uma série de vantagens em potencial, frente aos métodos convencionais de aquecimento, como redução no tempo de processamento; economia de energia; diminuição do diâmetro médio das partículas e melhoramento nas propriedades tecnológicas em geral, esta tecnologia vem se destacando. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho, é desenvolver uma pesquisa visando identificar e caracterizar novas opções de matérias-primas cerâmicas como argilas, feldspatos e caulins que sejam eficazes para definir a formulação de uma ou mais massas para produção de componentes de cerâmica estrutural com propriedades físicas, mecânicas e estéticas adequadas após passarem por sinterização convencional e por energia de microondas destacando as vantagens desta última. Além dos requisitos técnicos e de processo, as formulações apresentadas deverão atender às expectativas de preço e de logística de fornecimento. No estudo foram conformados corpos-de-prova por extrusão e prensagem, sinterizados em fornos microondas e convencional, sob ciclos de queima mais rápidos que os atualmente praticados. As matérias-primas foram caracterizadas e analisadas, utilizando as técnicas de fluorescência por raios X (FRX), difração por raios X (DRX), análise térmica diferencial (DTA), análise térmica gravimétrica (DTG), análise granulométrica (AG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção d agua (AA), massa especifica aparente (MEA), porosidade aparente (PA), retração linear (RL) e tensão de ruptura e flexão (TRF). Os resultados obtidos indicaram que as propriedades tecnológicas de Absorção de água (AA) e Tensão de Ruptura e flexão (TRF), proposto no trabalho foram adquiridos com sucesso e estão bem além do limite exigido pelas especificações das normas da ABNT NBR 15.270/05 e 15.310/09

Effect of pre-treatments and post-treatments on drying products

Freeze drying technology can give good quality attributes of vegetables and fruits in terms of color, nutrition, volume, rehydration kinetics, stability during storage, among others, when compared with solely air dried ones. However, published scientific works showed that treatments applied before and after air dehydration are effective in food attributes, improving its quality. Therefore, the hypothesis of the present thesis was focus in a vast research of scientific work that showed the possibility to apply a pre-treatment and a post-treatment to food products combined with conventional air drying aiming being close, or even better, to the quality that a freeze dried product can give. Such attributes are the enzymatic inactivation, stability during storage, drying and rehydration kinetics, color, nutrition, volume and texture/structure. With regard to pre-treatments, the ones studied along the present work were: water blanching, steam blanching, ultrasound, freezing, high pressure and osmotic dehydration. High electric pulsed field was also studied but the food attributes were not explained on detailed. Basically, water and steam blanching showed to be adequate to inactivate enzymes in order to prevent enzymatic browning and preserve the product quality during long storage periods. With regard to ultrasound pre-treatment the published results pointed that ultrasound is an effective pre-treatment to reduce further drying times, improve rehydration kinetics and color retention. On the other hand, studies showed that ultrasound allow sugars losses and, in some cases, can lead to cell disruption. For freezing pre-treatment an overall conclusion was difficult to draw for some food attributes, since, each fruit or vegetable is unique and freezing comprises a lot of variables. However, for the studied cases, freezing showed to be a pre-treatment able to enhance rehydration kinetics and color attributes. High pressure pre-treatment showed to inactivate enzymes improving storage stability of food and showed to have a positive performance in terms of rehydration. For other attributes, when high pressure technology was applied, the literature showed divergent results according with the crops used. Finally, osmotic dehydration has been widely used in food processing to incorporate a desired salt or sugar present in aqueous solution into the cellular structure of food matrix (improvement of nutrition attribute). Moreover, osmotic dehydration lead to shorter drying times and the impregnation of solutes during osmose allow cellular strengthens of food. In case of post-treatments, puffing and a new technology denominated as instant controlled pressure drop (DIC) were reported in the literature as treatments able to improve diverse Abstract Effect of Pre-treatments and Post-treatments on Drying Products x food attributes. Basically, both technologies are similar where the product is submitted to a high pressure step and the process can make use of different heating mediums such as CO2, steam, air and N2. However, there exist a significant difference related with the final stage of both which can comprise the quality of the final product. On the other hand, puffing and DIC are used to expand cellular tissues improving the volume of food samples, helping in rehydration kinetics as posterior procedure, among others. The effectiveness of such pre and/or post-treatments is dependent on the state of the vegetables and fruits used which are also dependent of its cellular structure, variety, origin, state (fresh, ripe, raw), harvesting conditions, etc. In conclusion, as it was seen in the open literature, the application of pre-treatments and post-treatments coupled with a conventional air dehydration aim to give dehydrated food products with similar quality of freeze dried ones. Along the present Master thesis the experimental data was removed due to confidential reasons of the company Unilever R&D Vlaardingen

Compósitos de matriz metálica à base níquel com adição de TaC e NbC produzidos via metalurgia do pó

Carbide reinforced metallic alloys potentially improve some important mechanical properties required for the overall use of important engineering materials such as steel and nickel. Nevertheless, improved performance is achieved not only by composition enhancement but also by adequate processing techniques, such as novel sintering methods in the case of powder metallurgy. The method minimizes energy losses in addition to providing uniform heating during sintering. Thus, the general objective of this study was to evaluate the density, hardness, flexural strength, dilatometric behavior and to analyze the microstructure of metal matrix composites based nickel with addition of carbides of tantalum and / or niobium when sintered in a conventional furnace and Plasma assisted debinding and sintering (PADS). Initially, were defineds best parameters of granulation, screening and mixing procedure. After, mixtures of carbonyl Ni and 5%, 10% and 15 wt.% NbC and TaC were prepared in a Y-type mixer under wet conditions during 60 minutes. The mixtures were then dried and granulated using 1.5 wt. % paraffin diluted in hexane. Granulates were cold pressed under 600 MPa. Paraffin was then removed from the pressed pellets during a pre-sintering process carried out in a tubular furnace at 500 °C during 30 min. The heating rate was 3 ºC/min. The pellets were then sintered using either a plasma assisted reactor or a conventional resistive tubular furnace. For both methods, the heating rate was set to 8 ºC/min up to 1150 °C. The holding time was 60 minutes. The microstructure of the sintered samples was evaluated by SEM. Brinell hardness tests were also carried out. The results revealed that higher density and higher hardness values were observed in the plasma-assisted sintered samples. Hardness increased with the concentration of carbides in the Ni-matrix. The flexural strength also increased by adding the carbides. The decline was larger for the sample with addition of 5% 5% TaC and NbC. In general, compositions containing added carbide 10% showed less porous and more uniform distribution of carbides in the nickel matrix microstructural appearance. Thus, both added carbide and plasma sintering improved density, hardness, flexural strength and microstructural appearance of the composites

Estudo de inibidores de corrosão em concreto armado, visando a melhoria na sua durabilidade

This thesis has as objective presents a methodology to evaluate the behavior of the corrosion inhibitors sodium nitrite, sodium dichromate and sodium molybdate, as well as your mixture, the corrosion process for the built-in steel in the reinforced concrete, through different techniques electrochemical, as well as the mechanical properties of that concrete non conventional. The addition of the inhibitors was studied in the concrete in the proportions from 0.5 to 3.5 % regarding the cement mass, isolated or in the mixture, with concrete mixture proportions of 1.0:1.5:2.5 (cement, fine aggregate and coarse aggregate), superplasticizers 2.0 % and 0.40 water/cement ratio. In the modified concrete resistance rehearsals they were accomplished to the compression, consistence and the absorption of water, while to analyze the built-in steel in the concrete the rehearsals of polarization curves they were made. They were also execute, rehearsals of corrosion potential and polarization resistance with intention of diagnose the beginning of the corrosion of the armors inserted in body-of-proof submitted to an accelerated exhibition in immersion cycle and drying to the air. It was concluded, that among the studied inhibitors sodium nitrite , in the proportion of 2.0 % in relation to the mass of the cement, presented the best capacity of protection of the steel through all the studied techniques and that the methodology and the monitoring techniques used in this work, they were shown appropriate to evaluate the behavior and the efficiency of the inhibitors