Extração e estrutura dos polissacarídeos do resíduo do café com atividade imunoestimuladora

As galactomananas das infusões de café apresentam atividade imunoestimuladora in vitro, sendo esta atividade semelhante à das mananas acetiladas extraídas de Aloe vera. As galactomananas presentes no resíduo de café também possuem atividade imunoestimuladora in vitro quando são parcialmente acetiladas. Como as galactomananas são o componente maioritário do resíduo de café e como o café é um produto de largo consumo a nível mundial, o reaproveitamento deste resíduo como fonte de galactomananas com atividade imunoestimuladora deve ser considerado. Esta dissertação procura dar resposta a duas questões: 1. Quais são as estruturas das galactomananas responsáveis pela atividade imunoestimuladora destes polissacarídeos; e 2. Como é que as galactomananas podem ser extraídas quantitativamente do resíduo de café de modo a serem solúveis em água à temperatura ambiente e, assim, poderem ser utilizadas como ingredientes alimentares com atividade imunoestimuladora. A questão 1 foi respondida pela caracterização estrutural de quatro galactomananas, de três origens: a) as galactomananas das infusões de café e do resíduo que apresentaram atividade imunoestimuladora; b) a galactomanana da goma de alfarroba (LBG), que não apresentou atividade imunoestimuladora; e c) a manana acetilada de Aloe vera, que apresentou atividade imunoestimuladora. Estes polissacarídeos foram submetidos à análise de açúcares e de ligações glicosídicas e a hidrólise por endo-β-D- (1→4)-mananase. Os fragmentos de oligossacarídeos mais pequenos foram ainda analisados por espetrometria de massa por ionização de electrospray e espetrometria de massa tandem. As galactomananas das infusões de café, do resíduo de café e do Aloe vera apresentaram grau de ramificação e peso molecular semelhantes, enquanto as galactomananas da LBG apresentaram grau de ramificação e de polimerização maiores. Todas as galactomananas apresentaram resíduos de arabinose como ramificação. O grau de acetilação das galactomananas da LBG foi vestigial enquanto as galactomananas do Aloe vera apresentaram um grau de acetilação de 2,08; para as galactomananas do resíduo de café o grau de acetilação foi de 0,98 e para as infusões foi de 0,08. A localização dos grupos acetilo foi irregular em todos os polímeros. Os resultados obtidos permitem inferir que baixos níveis de ramificação, cadeias pequenas e alguma acetilação parecem promover a atividade imunoestimuladora atribuída às galactomananas. Para responder à questão 2, foi testada uma metodologia que envolveu a torra do resíduo de café a 160 ºC e a 220 ºC e a sua extração com água quente e com soluções de 4 M NaOH à temperatura de 20, 60 e 120 ºC. A torra do resíduo a 160 ºC e a extração sequencial permitiu extrair 56% das galactomananas presentes no resíduo de café e, simultaneamente, 54% das arabinogalactanas. As galactomananas mantiveram a sua estrutura caraterística de polissacarídeo acetilado composto por uma cadeira principal de resíduos de manose em ligação β-(1→4) e resíduos de Gal e Ara nas cadeias laterais. A 220 ºC, as galactomananas foram parcialmente degradadas e o rendimento de extração foi muito menor do que a 160 ºC. No entanto, mesmo a esta temperatura as galactomananas apresentaram resíduos acetilados e a presença de pentoses nas cadeias laterais, o que permite inferir a elevada resistência destes polissacarídeos à temperatura e aos reagentes alcalinos. De forma a melhor compreender a estabilidade térmica das galactomananas do resíduo de café e a influência que a presença de arabinogalactanas pode ter na sua estabilidade, foi feita uma análise termogravimétrica aos polissacarídeos extraídos do resíduo de café assim como a polissacarídeos relacionados estruturalmente com estes, como a celulose, a galactomanana de LBG e a goma arábica, uma arabinogalactana. As galactomananas são termicamente estáveis durante 3 h a 200 ºC, enquanto as arabinogalactanas são estáveis a 180 ºC. De acordo com os perfis dos termogramas obtidos, e pelo cálculo das energias de ativação da degradação térmica, o resíduo de café apresenta uma estabilidade térmica menor do que a galactomanana, possivelmente devido à presença de arabinogalactanas. Apesar de não se ter verificado alterações no termograma da galactomanana do café submetida a um tratamento térmico de 200 ºC durante 3 h, verificam-se alterações estruturais que envolvem a formação de novas ligações glicosídicas, nomeadamente, a formação de resíduos de manose ligados em O-2 e em O-6, reações de transglicosilação, despolimerização, formação de resíduos de anidro-hexoses no terminal redutor e isomerização manose-glucose. Estas alterações promovem a solubilização das galactomananas. Os resultados obtidos permitem propor que o resíduo de café possa ser submetido a uma torra seguida de extração com reagentes alcalinos a quente para obtenção das galactomananas com rendimentos elevados. Estes polissacarídeos podem tornar-se solúveis em água após tratamento térmico a 200 ºC, permitindo assim a sua utilização em formulações alimentares, nomeadamente, por preparação de compostos acetilados com baixos níveis de ramificação e cadeias pequenas de modo a promover a sua atividade imunoestimuladora.

Bioethanol production from a sub-product of pulping industry

A vida da sociedade atual é dependente dos recursos fósseis, tanto a nível de energia como de materiais. No entanto, tem-se verificado uma redução das reservas destes recursos, ao mesmo tempo que as necessidades da sociedade continuam a aumentar, tornando cada vez mais necessárias, a produção de biocombustíveis e produtos químicos. Atualmente o etanol é produzido industrialmente a partir da cana-de-açúcar e milho, matérias-primas usadas na alimentação humana e animal. Este fato desencadeou o aumento de preços dos alimentos em todo o mundo e, como consequência, provocou uma série de distúrbios sociais. Os subprodutos industriais, recursos independentes das cadeias alimentares, têm-se posicionado como fonte de matérias-primas potenciais para bioprocessamento. Neste sentido, surgem os subprodutos gerados em grande quantidade pela indústria papeleira. Os licores de cozimento da madeira ao sulfito ácido (SSLs) são uma matériaprima promissora, uma vez que durante este processo os polissacarídeos da madeira são hidrolisados originando açúcares fermentáveis. A composição dos SSLs varia consoante o tipo de madeira usada no processo de cozimento (de árvores resinosas, folhosas ou a mistura de ambas). O bioprocessamento do SSL proveniente de folhosas (HSSL) é uma metodologia ainda pouco explorada. O HSSL contém elevadas concentrações de açúcares (35-45 g.L-1), na sua maioria pentoses. A fermentação destes açúcares a bioetanol é ainda um desafio, uma vez que nem todos os microrganismos são capazes de fermentar as pentoses a etanol. De entre as leveduras capazes de fermentar naturalmente as pentoses, destaca-se a Scheffersomyces stipitis, que apresenta uma elevada eficiência de fermentação. No entanto, o HSSL contém também compostos conhecidos por inibirem o crescimento de microrganismos, dificultando assim o seu bioprocessamento. Neste sentido, o principal objetivo deste trabalho foi a produção de bioetanol pela levedura S. stipitis a partir de HSSL, resultante do cozimento ao sulfito ácido da madeira de Eucalyptus globulus. Para alcançar este objetivo, estudaram-se duas estratégias de operação diferentes. Em primeiro lugar estudou-se a bio-desintoxicação do HSSL com o fungo filamentoso Paecilomyces variotii, conhecido por crescer em resíduos industriais. Estudaram-se duas tecnologias fermentativas diferentes para a biodesintoxicação do HSSL: um reator descontínuo e um reator descontínuo sequencial (SBR). A remoção biológica de inibidores do HSSL foi mais eficaz quando se usou o SBR. P. variotii assimilou alguns inibidores microbianos como o ácido acético, o ácido gálico e o pirogalol, entre outros. Após esta desintoxicação, o HSSL foi submetido à fermentação com S. stipitis, na qual foi atingida a concentração máxima de etanol de 2.36 g.L-1 com um rendimento de 0.17 g.g-1. P. variotti, além de desintoxicar o HSSL, também é útil na produção de proteína microbiana (SCP) para a alimentação animal pois, a sua biomassa é rica em proteína. O estudo da produção de SCP por P. variotii foi efetuado num SBR com HSSL sem suplementos e suplementado com sais. A melhor produção de biomassa foi obtida no HSSL sem adição de sais, tendo-se obtido um teor de proteína elevado (82,8%), com uma baixa concentração de DNA (1,1%). A proteína continha 6 aminoácidos essenciais, mostrando potencial para o uso desta SCP na alimentação animal e, eventualmente, em nutrição humana. Assim, a indústria papeleira poderá integrar a produção de bioetanol após a produção SCP e melhorar a sustentabilidade da indústria de pastas. A segunda estratégia consistiu em adaptar a levedura S. stipitis ao HSSL de modo a que esta levedura conseguisse crescer e fermentar o HSSL sem remoção de inibidores. Operou-se um reator contínuo (CSTR) com concentrações crescentes de HSSL, entre 20 % e 60 % (v/v) durante 382 gerações em HSSL, com uma taxa de diluição de 0.20 h-1. A população adaptada, recolhida no final do CSTR (POP), apresentou uma melhoria na fermentação do HSSL (60 %), quando comparada com a estirpe original (PAR). Após esta adaptação, a concentração máxima de etanol obtida foi de 6.93 g.L-1, com um rendimento de 0.26 g.g-1. POP possuía também a capacidade de metabolizar, possivelmente por ativação de vias oxidativas, compostos derivados da lenhina e taninos dissolvidos no HSSL, conhecidos inibidores microbianos. Por fim, verificou-se também que a pré-cultura da levedura em 60 % de HSSL fez com que a estirpe PAR melhorasse o processo fermentativo em HSSL, em comparação com o ensaio sem pré-cultura em HSSL. No entanto, no caso da estirpe POP, o seu metabolismo foi redirecionado para a metabolização dos inibidores sendo que a produção de etanol decresceu.

Laser assisted directional solidification of zirconia-based eutectics

Directionally solidified zirconia-based eutectic (DSE) fibres were obtained using the laser floating zone (LFZ) method. Two systems were investigated: zirconia-barium zirconate and zirconia-mullite. The purpose was to take advantage of zirconia properties, particularly as an ionic conductor and a mechanical rein-forcement phase. The influence of processing conditions in the structural and microstructural characteristics and their consequences on the electrical and mechanical behaviour were the focus of this thesis. The novel zirconia-barium zirconate eutectic materials were developed in order to combine oxygen ionic conduction through zirconia with protonic conduction from barium zirconate, promoting mixed ionic conduction behaviour. The mi-crostructure of the fibres comprises two alternated regions: bands having coarser zirconia-rich microstructure; and inter-band regions changing from a homogeneous coupled eutectic, at the lowest pulling rate, to columnar colony microstructure, for the faster grown fibres. The bands inter-distance increases with the growth rate and, at 300 mm/h, zirconia dendrites develop enclosed in a fine-interpenetrated network of 50 vol.% ZrO2-50 vol.% BaZrO3. Both phases display contiguity without interphase boundaries, according to impedance spec-troscopy data. Yttria-rich compositions were considered in order to promote the yttrium incorporation in both phases, as revealed by Raman spectroscopy and corroborated by the elemental chemical analysis in energy dispersive spectros-copy. This is a mandatory condition to attain simultaneous contribution to the mixed ionic conduction. Such results are supported by impedance spectrosco-py measurements, which clearly disclose an increase of total ionic conduction for lower temperatures in wet/reduction atmospheres (activation energies of 35 kJ/mol in N2+H2 and 48 kJ/mol in air, in the range of 320-500 ºC) compared to the dry/oxidizing conditions (attaining values close to 90 kJ/mol, above 500 ºC). At high temperatures, the proton incorporation into the barium zirconate is un-favourable, so oxygen ion conduction through zirconia prevails, in dry and oxi-dizing environments, reaching a maximum of 1.3x10-2 S/cm in dry air, at ~1000 ºC. The ionic conduction of zirconia was alternatively combined with another high temperature oxygen ion conductor, as mullite, in order to obtain a broad elec-trolytic domain. The growth rate has a huge influence in the amount of phases and microstructure of the directionally solidified zirconia-mullite fibres. Their microstructure changes from planar coupled eutectic to dendritic eutectic mor-phology, when the growth rate rises from 1 to 500 mm/h, along with an incre-ment of tetragonal zirconia content. Furthermore, high growth rates lead to the development of Al-Si-Y glassy phase, and thus less mullite amount, which is found to considerably reduce the total ionic conduction of as-grown fibres. The reduction of the glassy phase content after annealing (10h; 1400 ºC) promotes an increase of the total ionic conduction (≥0.01 S/cm at 1370 °C), raising the mullite and tetragonal zirconia contents and leading to microstructural differ-ences, namely the distribution and size of the zirconia constituent. This has important consequences in conductivity by improving the percolation pathways. A notable increase in hardness is observed from 11.3 GPa for the 10 mm/h pulled fibre to 21.2 GPa for the fibre grown at 500 mm/h. The ultra-fine eutectic morphology of the 500 mm/h fibres results in a maximum value of 534 MPa for room temperature bending strength, which decreases to about one-fourth of this value at high temperature testing (1400 ºC) due to the soft nature of the glassy-matrix.

Caracterização química e bioquímica dos frutos de ARBUTUS UNEDO L. e de RUBUS FRUTICOSUS AGG.: contribuição para a sua valorização

Dissertação mest., Agricultura sustentável, Universidade do Algarve, 2007

Variações sazonais da composição química e índice de condição da amêijoa-boa, Ruditapes decussatus, na Ria Formosa

A nível nacional, por reunir as condições mais propícias para a reprodução e desenvolvimento da amêjoa-boa (Ruditapes decussatus), a Ria Formosa constitui o mais importante centro de exploração desta espécie de elevado valor comercial, representando cerca de 80% das amêijoas comercializadas em Portugal. O cultivo é realizado em viveiros, explorados por mariscadores, organizados em associações. Uma estimativa conservadora indica que existem mais de mil viveiros na Ria Formosa, os quais providenciam ocupação para cerca de dez mil pessoas. Com este trabalho pretendeu-se determinar a variação mensal dos teores em proteínas, hidratos de carbono, lípidos, humidade e cinzas, na amêijoa-boa. Paralelamente, calculou-se um índice de condição fisiológica baseado nos pesos do miolo e da concha. Estes parâmetros foram depois relacionados de forma a avaliar a sazonalidade da composição nutricional da amêijoa-boa e a sua eventual repercussão na comercialização e gestão dos viveiros deste bivalve na Ria Formosa.

O fruto de Monstera deliciosa: caracterização físico-química e potencial para produção de aguardente

Dissertação de mest., Tecnologia de Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Univ. do Algarve, 2012

Abordagens didáticas dos conteúdos de Física e Química dos 8º e 10º anos na escola EB 2,3/s Dr. João de Brito Camacho em Almodôvar

Este relatório foi elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino de Física e Química para o 3º ciclo do Ensino Básico e Secundário, e refere-se à Unidade Curricular Prática de Ensino Supervisionada (PES), iniciada em setembro de 2011, na Escola E B 2,3 Dr. João de Brito Camacho em Almodôvar. A disciplina de PES decorreu sob orientação dos seguintes elementos: Orientadora Científica da Componente de Química (Professora Doutora Maria de Lurdes Cristiano), Orientadora Científica da Componente da Física (Professor Doutor Rui Guerra) e Orientadora Cooperante (Dr.ª Raquel Forca). Contempla o desenvolvimento de diferentes atividades letivas, nas Componentes de Química e de Física, aplicadas nas turmas do 8º e do 10º ano, este do curso Científico – Humanístico de Ciências e Tecnologias. A componente de Química foi lecionada de setembro de 2011 a janeiro de 2012, a componente de Física foi lecionada de fevereiro de 2012 a julho de 2012. A prática de ensino supervisionada, contou com um total de vinte e três aulas, catorze da componente de Química e nove da componente de Física. Durante o ano letivo foram realizadas diversas atividades/projetos, nomeadamente uma visita de estudo aos “Dias Abertos” do Instituto Superior Técnico, onde os alunos para além de participarem em diversos workshops, puderam ainda assistir a diversas palestras sobre temas relacionados com a Física. O estagiário participou nas atividades do Plano Anual, dinamizando o projeto do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental (LIP), designado por Radiação e Ambiente onde os alunos realizaram tarefas de investigação sobre os efeitos da radiação. Participou também no projeto financiado pela Fundação Calouste Gulbenkian “Podíamos ler mais”, que envolveu a leitura de obras de divulgação científica e contou com um contato via skype com autores como David Bodanis e Michaell Guillian. A entrevista a estes autores foi realizada no “II Encontro aqui há ciência, arte e palavras” que contou ainda com palestras de divulgação científica por parte dos orientadores deste estágio e pelo Professor Doutor Paulo Crawford do departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Este projeto foi convidado pelo Plano Nacional de Leitura a representar o mesmo na Futurália 2012. Os alunos dinamizaram um workshop intitulado “Livros sem resistência” onde apresentaram as experiências que leram nas obras inerentes a este projeto. O Relatório de Estágio compreende seis capítulos, referências bibliográficas e apêndices. No capítulo I é feita uma introdução onde são apresentados os objetivos do trabalho, as unidades de Física e de Química focadas e a metodologia seguida. No capítulo II é efetuado o enquadramento geral, do qual faz parte uma descrição das condições de trabalho, da turma, alvo da prática de ensino supervisionada e das disciplinas / turmas da responsabilidade da Orientadora Cooperante. O capítulo III (Química – 8º e 10º ano) e o capítulo IV (Física – 8º e 10ºano) contêm a análise da bibliografia oficial associada, as planificações, as metodologias, os instrumentos de avaliação e as atividades extracurriculares realizadas. No capítulo V o mestrando dá a conhecer os projetos que foram realizados, presentes no Plano Anual de Atividades. O capítulo VI e último, proporciona uma análise reflexiva de todo o trabalho desenvolvido, associada a sugestões futuras, eventualmente mais eficazes para a aprendizagem da Física e da Química, pelos alunos.

Educação ambiental e ensino da física e da química no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário: o projeto "Vamos dar vida aos resíduos"

Neste relatório faz-se uma descrição e reflexão da atividade profissional desenvolvida pela autora durante os treze anos dedicados ao ensino da Física e da Química no 3º ciclo do ensino básico e no ensino secundário. É também relatada e analisada a vertente formativa deste percurso, numa perspetiva reflexiva e de valorização profissional e pessoal. No contexto do processo de ensino-aprendizagem são descritas as estratégias implementadas, os instrumentos pedagógicos utilizados, as modalidades de avaliação e as diferentes experiências pedagógicas vivenciadas. São apresentados exemplos ilustrativos concretos e a revisão da literatura sobre as temáticas que deu suporte às abordagens escolhidas. São relatadas também as ações de formação frequentadas, analisando-as e destacando a pertinência das mesmas e sua relevância na aquisição de saberes e competências pedagógicas e o seu contributo para a criação de ações pedagógicas e cívicas diversificadas que promovam o sucesso na disciplina e a formação de jovens civicamente ativos e responsáveis, capazes de um pleno exercício da cidadania democrática. As questões ambientais são desafiantes e requerem alterações profundas na nossa visão, levando ao reconhecimento da necessidade de uma atuação direta dos cidadãos, questão central na promoção da sustentabilidade. Os jovens iniciam e desenvolvem a sociabilização nos estabelecimentos de ensino, sendo estes os locais privilegiados para o incentivo às boas práticas ambientais. A sensibilização e educação ambiental, que atualmente é defendida como um tema transversal a ser trabalhado por todas as disciplinas do currículo, têm um papel fundamental neste processo. Desta forma, pretende-se apresentar estratégias de educação ambiental que possam ser incluídas nas aulas de Física e Química, associando a transmissão de conteúdos e a educação ambiental, através da dinamização de programas e projetos que permitam relacionar a ciência com a tecnologia, sociedade e ambiente, vertentes primordiais da literacia científica, potenciando o conhecimento em ação e a educação para a cidadania. O Projeto “Vamos dar vida aos resíduos”, promovido pela ALGAR (Valorização e tratamento de resíduos sólidos, SA), tem como objetivo sensibilizar alunos, professores, funcionários e encarregados de educação para a importância da separação/triagem e para a valorização dos diferentes tipos de materiais recicláveis, alterando hábitos e mentalidades. Assim, é uma importante ferramenta ao serviço da Educação para o Desenvolvimento Sustentável e Educação Ambiental que permite promover a tomada de consciência para as questões da sustentabilidade, conduzindo a alterações de estilos de vida e desenvolvendo o pensamento crítico e as competências necessárias para a melhoria da qualidade ambiental nas escolas. Ao longo deste trabalho serão apresentados exemplos de situações em que, através da resposta a questões e desafios lançados pelo Projeto “Vamos dar vida aos resíduos”, os alunos adquirirem conceitos de Física e de Química, aplicando-os num contexto real, apoiados por diferentes parcerias estabelecidas no âmbito deste Projeto.

Utilização do computador, em sala de aula, como ferramenta de ativação do desenvolvimento de competências de leitura e de escrita de um aluno com a perturbação do espectro do autismo

Dissertação de mestrado, Educação Especial (Domínio Cognitivo e Motor), Escola Superior de Educação e Comunicação, Universidade do Algarve, 2015

Metodologias de síntese de tetraoxanos com potencial utilização em química medicinal

Dissertação de Mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Effect of elevated CO2 concentrations and irradiance on the photosynthetic performance of the seagrass Cymodocea nodosa

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Contribuição para o estudo da produção de azeitona de mesa da cultivar Cobrançosa: caracterização físico-química, organolética e nutricional

Dissertação de Mestrado, Tecnologia dos Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2016

Recomendaciones para el uso del yoduro de potasio (KI por su fórmula química) durante una situación de emergencia en una planta nuclear

This paper written in Spanish gives information about radioactive materials and safety during a nuclear power plant emergency.

Development of new methodologies for C-H insertion

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Do currículo de física e química instituído ao aplicado nas escolas : das metodologias de ensino à avaliação

Tese de doutoramento, Educação (Avaliação em Educação), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2015