Propagazione di luce in mezzi disordinati: Misure di trasporto diffusivo tramite imaging stazionario

Nel presente lavoro di tesi è stato effettuato uno studio del trasporto di luce in sistemi diffusivi. Per effettuare tale studio è stato allestito un apparato sperimentale ottimizzato per acquisire profili di trasmissione risolti spazialmente di campioni con geometria a slab. Tramite delle misure su un campione diffusivo di riferimento è stato valutato il funzionamento dell’apparato e sono stati effettuati dei test per ottimizzare il procedimento di misurazione. L’apparato è stato poi impiegato per condurre un’analisi del trasporto in un altro sistema disordinato particolarmente interessante, una scaglia di scarafaggio bianco Chyphochilus. Questa specie presenta una bianchezza unica in natura, per via della particolare struttura ottica insita nelle sue scaglie. Le misure effettuate su questo campione hanno rivelato la presenza di anisotropia di trasporto, elemento che potrebbe rivestire un ruolo centrale nelle eccezionali proprietà macroscopiche della scaglia. Sia l’analisi sul campione diffusivo che sulla scaglia di Chyphochilus dimostrano come l’apparato messo a punto permetta di investigare le proprietà microscopiche e strutturali del processo di trasporto di luce, consentendo di stimare il grado di anisotropia dei sistemi esaminati. L’intero lavoro di tesi è stato svolto presso il laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-lineare LENS di Firenze all’interno dell’attività di ricerca del gruppo di ottica dei sistemi complessi di Diederik Wiersma. Il campione di scaglia di Chyphochilus è stato fornito dal prof. Peter Vukusic dell’Università di Exeter, UK.

Note sul ruolo dell'infinito in matematica

Questo elaborato realizzato assieme alla creazione di un link nel sito "progettomatematic@" tratta dell'infinito in tre modi diversi: la storia, l'applicazione ai frattali e alla crittografia. Inizia con una breve storia dai greci all'antinomia di Russel; poi si parla dei frattali in natura, di misura e dimensione di Hausdorff, polvere di Cantor e fiocco di neve di Koch. Infine si trova un riassunto dei cifrari storici famosi, con particolare attenzione al cifrario di Vernam, alla teoria dell'entropia di Shannon e alla dimostrazione che otp ha sicurezza assoluta.

L'atomo di idrogeno: Righe, serie e sua importanza in astrofisica.

L’idrogeno è l’elemento chimico più semplice, leggero e abbondante nell’universo. L’atomo è composto da un nucleo, nella maggior parte dei casi formato da un unico protone o al più da un protone e un neutrone (che formano l’isotopo meno stabile detto deuterio), e da un elettrone che orbita attorno al nucleo. Per tale motivo viene classificato come il primo elemento della tavola periodica, con simbolo H e con numero atomico pari ad 1 (Z = 1) e stesso numero di massa (o numero di massa pari a 2 per il deuterio A = 2). Dal punto di vista isotopico l’idrogeno è composto per il 99.985% da prozio (idrogeno con A=1) e per il 0,015% da deuterio (A=2). Tutti gli altri isotopi sono instabili e meno abbondanti in natura. Data la sua semplicità l’idrogeno è il primo elemento formatosi dopo il Big Bang e da ciò ne deriva la sua abbondanza nell’universo e dunque la sua importanza in astrofisica.

Engineering the synthesis of lantibiotics in e. Coli by combining the cynnamicin and nisin modification systems.

I lantibiotici sono molecole peptidiche prodotte da un gran numero di batteri Gram-positivi, posseggono attività antibatterica contro un ampio spettro di germi, e rappresentano una potenziale soluzione alla crescente problematica dei patogeni multi-resistenti. La loro attività consiste nel legame alla membrana del bersaglio, che viene quindi destabilizzata mediante l’induzione di pori che determinano la morte del patogeno. Tipicamente i lantibiotici sono formati da un “leader-peptide” e da un “core-peptide”. Il primo è necessario per il riconoscimento della molecola da parte di enzimi che effettuano modifiche post-traduzionali del secondo - che sarà la regione con attività battericida una volta scissa dal “leader-peptide”. Le modifiche post-traduzionali anticipate determinano il contenuto di amminoacidi lantionina (Lan) e metil-lantionina (MeLan), caratterizzati dalla presenza di ponti-tioetere che conferiscono maggior resistenza contro le proteasi, e permettono di aggirare la principale limitazione all’uso dei peptidi in ambito terapeutico. La nisina è il lantibiotico più studiato e caratterizzato, prodotto dal batterio L. lactis che è stato utilizzato per oltre venti anni nell’industria alimentare. La nisina è un peptide lungo 34 amminoacidi, che contiene anelli di lantionina e metil-lantionina, introdotti dall’azione degli enzimi nisB e nisC, mentre il taglio del “leader-peptide” è svolto dall’enzima nisP. Questo elaborato affronta l’ingegnerizzazione della sintesi e della modifica di lantibiotici nel batterio E.coli. In particolare si affronta l’implementazione dell’espressione eterologa in E.coli del lantibiotico cinnamicina, prodotto in natura dal batterio Streptomyces cinnamoneus. Questo particolare lantibiotico, lungo diciannove amminoacidi dopo il taglio del leader, subisce modifiche da parte dell’enzima CinM, responsabile dell’introduzione degli aminoacidi Lan e MeLan, dell’enzima CinX responsabile dell’idrossilazione dell’acido aspartico (Asp), e infine dell’enzima cinorf7 deputato all’introduzione del ponte di lisinoalanina (Lal). Una volta confermata l’attività della cinnamicina e di conseguenza quella dell’enzima CinM, si è deciso di tentare la modifica della nisina da parte di CinM. A tal proposito è stato necessario progettare un gene sintetico che codifica nisina con un leader chimerico, formato cioè dalla fusione del leader della cinnamicina e del leader della nisina. Il prodotto finale, dopo il taglio del leader da parte di nisP, è una nisina completamente modificata. Questo risultato ne permette però la modifica utilizzando un solo enzima invece di due, riducendo il carico metabolico sul batterio che la produce, e inoltre apre la strada all’utilizzo di CinM per la modifica di altri lantibiotici seguendo lo stesso approccio, nonché all’introduzione del ponte di lisinoalanina, in quanto l’enzima cinorf7 necessita della presenza di CinM per svolgere la sua funzione.

Natura 2000 erdők közgazdasági környezetének elemzése (Assessment of the economic environment of Natura 2000 forests)

Ebben a tanulmányban a Natura 2000 erdők közgazdasági kérdéseit jártuk körül az ökoszisztéma-szolgáltatások koncepciójának segítségével, nemzetközi és hazai szakirodalomra építve. Emellett a természetközeli erdőgazdálkodás fogalomkörét, s azon belül a folyamatos erdőborítást szolgáló erdőgazdálkodást vettük alapul. A következőkben néhány összegző megállapítást teszünk, és kijelölünk további kutatási irányokat. _____ This study has been prepared within the LIFEinFORESTS – Improved communication, cooperation and capacity building for preserving biodiversity in Natura 2000 forests (B2 action, LIFE13 INF/HU/001163) – project in the framework of LIFE+ Information and Communication under the contract signed with the Duna-Ipoly National Park Directorate. The main aim of the study is to summarize the international and Hungarian economic and environmental economic literature related to the Natura 2000 forests, and serve as a background study for the communication with and training of forest owners and users operating at Natura 2000 sites. The concept of ecosystem services (ESs) is used as an overall framework for the study. In our opinion it is able to show all the benefits provided by forests and can also help to reveal that the benefits of nature-oriented, continuous cover forest management (CCF) can exceed the benefits of traditional rotation forest management (RFM). The definition and the classification of the Millennium Ecosystem Assessment (MA, 2003, 2005) is used throughout the study, so provisioning, cultural, regulating and supporting services are distinguished.

Shelf Life Assessment of Fresh Poultry Meat Packaged in Novel Bionanocomposite of Chitosan Incorporated with ZnO nanoparticles synthesized using food industry by-products

Nel settore alimentare viene utilizzata un’elevata quantità di materie plastiche per conservare i prodotti e facilitarne la distribuzione. L’utilizzo di questi polimeri ha un costo ambientale piuttosto elevato, per questo trovare surrogati ecosostenibili diventa sempre più importante. In questa tesi abbiamo testato l’efficacia del confezionamento di un prodotto altamente deperibile, quale carne di pollo, con un biofilm a base di chitosano. Il chitosano è polisaccaride largamente presente in natura, dotato di caratteristiche chimico-fisiche che permettono l’ottenimento di un film con proprietà meccaniche e di barriera simili ai polimeri tradizionali, oltre a possedere attività antibatterica. Abbiamo realizzato film contenenti chitosano e altri biocomposti, quali montmorillonite, nanoparticelle di ossido di zinco e olio essenziale di rosmarino, per un totale di 6 film con diversa composizione. Tramite analisi microbiologiche e chimico-fisiche abbiamo confrontato l’efficacia dei diversi film prodotti rispetto ad un controllo (carne conservata in un contenitore asettico). Le analisi sono state svolte in doppio, a 0, 3, 7, 10, 15 giorni di conservazione ad una temperatura di 4°C. In diversi film abbiamo ottenuto una riduzione significativa rispetto al controllo (p<0,05) della conta totale dei microrganismi mesofili aerobici (TMAM) e delle Enterobacteriaceae. La rilevazione del pH e dell’acidità titolabile ha fornito risultati in linea a quelli microbiologici. I campioni nel biofilm hanno spesso subito una variazione significativa (p<0,05) dell’umidità rispetto al controllo, a causa dell’elevata permeabilità al vapore acqueo. L’analisi dei TBARS non ha spesso riportato differenze significative rispetto al controllo (p>0,05), e quando presenti, è perché il campione era più ossidato del controllo (p<0,05). Invece, è stato ottenuto un miglioramento significativo (p<0,05) dello Hue angle tra i film e il controllo. I risultati ottenuti forniscono le basi per studi aggiuntivi.

What Bees Want: Algorithm-Aided Design di un'arnia progettata per le api e realizzata in Additive Manufacturing

L’importanza delle api per la vita sulla Terra ed il rischio alle quali sono sottoposte per via dell’azione dell’uomo sono ormai un dato di fatto. La concezione antropocentrica della natura e l’allevamento al solo fine produttivo di questi piccoli insetti, ha da sempre danneggiato il loro habitat e interferito con i loro cicli biologici. L’apicoltura, nata come un rapporto mutualistico in cui l’uomo offriva un rifugio alle api e loro in cambio provvedevano al suo nutrimento, si è trasformato in una dannosa dipendenza ed in un assoggettamento di questi insetti ai ritmi artificiali e tutt’altro che naturali della produzione rapida e seriale volta all’ottenimento di un profitto. Un’evidente prova di questa condizione, sono i rifugi per le api, le arnie. Ci siamo mai chiesti perché le arnie hanno questa forma? È quella che preferiscono le api, o quella che rende più pratici e veloci processi di costruzione, gestione e produzione? In natura le api colonizzano cavità quali tronchi cavi di alberi, forme lontane, per non dire diametralmente opposte a quelle in cui le vediamo vivere negli allevamenti. In questa ottica, il design e le nuove tecnologie, poste al servizio della Natura, conducono ad un punto di incontro tra le esigenze umane e quelle degli altri esseri viventi, delle api in questo caso. I concetti di Additive Manufacturing e Design Computazionale, permettono processi di produzione simili a quelli evolutivi naturali e trovano per questa motivazione un’applicazione ideale per progetti che si pongono come fine quello di discostarsi da una visione troppo artificiale, per riavvicinarsi alla perfezione e all’armonia delle leggi della Natura.

Fenomeni emergenti di sincronizzazione in network dinamici di oscillatori

In questa tesi viene modellizzato un peculiare comportamento emergente di auto-organizzazione in natura: la sincronizzazione dei flash luminosi degli sciami di lucciole. Al fine di studiare tale fenomeno vengono inizialmente analizzati dei modelli proposti in letteratura per simulare il fenomeno del flocking: in particolare, ci si sofferma sull'analisi delle differenti conseguenze tra le assunzioni di interazione metrica o topologica tra gli individui negli stormi. Queste due modalità di interazione tra gli elementi del gruppo vengono poi traslate nell'ambito della sincronizzazione. Infatti prendendo spunto dal modello di Kuramoto, il quale descrive la transizione ad uno stato sincrono di insiemi di oscillatori debolmente accoppiati, sono state prodotte delle simulazioni al calcolatore mettendo a confronto le proprietà dinamiche dei due tipi di interazione relativamente alla sincronizzazione dei flash degli sciami di lucciole. Il risultato è che i modelli risultano adeguati ad una descrizione semplificata del fenomeno, con alcune caratteristiche in comune con l'ambito del flocking, ed altre che risultano invece peculiari per questa specifica applicazione.

Brazilian Natural Fiber (jute) As Raw Material For Activated Carbon Production.

Jute fiber is the second most common natural cellulose fiber worldwide, especially in recent years, due to its excellent physical, chemical and structural properties. The objective of this paper was to investigate: the thermal degradation of in natura jute fiber, and the production and characterization of the generated activated carbon. The production consisted of carbonization of the jute fiber and activation with steam. During the activation step the amorphous carbon produced in the initial carbonization step reacted with oxidizing gas, forming new pores and opening closed pores, which enhanced the adsorptive capacity of the activated carbon. N2 gas adsorption at 77K was used in order to evaluate the effect of the carbonization and activation steps. The results of the adsorption indicate the possibility of producing a porous material with a combination of microporous and mesoporous structure, depending on the parameters used in the processes, with resulting specific surface area around 470 m2.g-1. The thermal analysis indicates that above 600°C there is no significant mass loss.

Quality and sensorial characteristics of osmotically dehydrated mango with syrups of inverted sugar and sucrose

Osmotic dehydration is becoming more popular as a complementary treatment in the processing of dehydrated foods, since it presents some advantages such as minimising heat damage to the colour and flavour, inhibiting enzymatic browning and thus dispensing the addition of sulphite and, mainly, reducing energy costs. The objective of the present study was to evaluate the effect of using inverted sugar and sucrose syrups as osmotic agents in the dehydration of mango. The conditions used in the dehydration process were: syrup/fruit ratio of 3:1 (v/w); temperature of 45ºC and constant stirring. The in natura and osmo-dehydrated fruits were evaluated in relation to pH, moisture content, water activity (a w) and soluble solids (ºBrix). Solids incorporation and loss in mass after the dehydration process were also determined. The sensory acceptance of the in natura and osmo-dehydrated fruits was determined for the attributes of aroma, flavour, texture and overall acceptance using a hedonic scale. Osmotic dehydration resulted in a reduction in moisture content and water activity, an increase in Brix and maintenance of the pH. The treatment with inverted sugar syrup resulted in more significant alterations in moisture content, a w, Brix, solids incorporation and loss in mass than the treatment with sucrose syrup. Mangos osmo-dehydrated with inverted sugar (55.3% inversion rate) syrup obtained acceptance similar to in natura mangos, this treatment being considered the most adequate for dehydration purposes.

Consumo alimentar e ecologia de populações ribeirinhas em dois ecossistemas amazônicos: um estudo comparativo

OBJETIVO: Este artigo analisa e compara os dados de consumo alimentar de duas populações ribeirinhas da Amazônia vivendo em ecossistemas contrastantes de floresta tropical: a várzea estacional e a floresta de terra firme. MÉTODOS: Foi estudado o consumo alimentar de 11 unidades domésticas na várzea (Ilha de Ituqui, Município de Santarém) e 17 na terra firme (Floresta Nacional de Caxiuanã, Municípios de Melgaço e Portel). O método utilizado foi o recordatório de 24 horas. As análises estatísticas foram executadas com o auxílio do programa Statistical Package for Social Sciences 12.0. RESULTADOS: Em ambos os ecossistemas, os resultados confirmam a centralidade do pescado e da mandioca na dieta local. Porém, a contribuição de outros itens alimentares secundários, tais como o açaí (em Caxiuanã) e o leite in natura (em Ituqui), também foi significante. Além disso, o açúcar revelou ser uma fonte de energia confiável para enfrentar as flutuações sazonais dos recursos naturais. Parece haver ainda uma maior contribuição energética dos peixes para a dieta de Ituqui, provavelmente em função da maior produtividade dos rios e lagos da várzea em relação à terra firme. Por fim, Ituqui revelou uma maior dependência de itens alimentares comprados, enquanto Caxiuanã mostrou estar ainda bastante vinculada à agricultura e às redes locais de troca. CONCLUSÃO: Além dos resultados confirmarem a importância do pescado e da mandioca, também mostraram que produtos industrializados, como o açúcar, têm um papel importante nas dietas, podendo apontar para tendências no consumo alimentar relacionadas com a atual transição nutricional e com a erosão, em diferentes níveis, dos sistemas de subsistência locais.

Stability of fruit bases and chocolate fillings

Syrups with high sugar content and dehydrated fruits in its composition can be added to chocolate fillings to reduce the need of artificial flavor and dyes attributing a natural appeal to the product. Fruit bases were produced with lyophilized strawberry, passion fruit, and sliced orange peel. Rheological dynamic oscillatory tests were applied to determine the products stability and tendency of shelf life. Values of G´< G´´ were observed for strawberry and passion fruit flavor, whereas values of G´ > G´´ were found for orange flavor during the 90 days of storage. It was observed that shear stress values did not vary significantly suggesting product stability during the studied period. For all fillings, it was found a behavior similar to the fruit base indicating that it has great influence on the filling behavior and its stability. The use of a sugar matrix in fillings provided good shelf life for the fruit base, which could be kept under room temperature conditions for a period as long as one year. The good stability and storage conditions allow the use of fruit base for handmade products as well as for industrialized products.

Composição química dos frutos de Campomanesia xanthocarpa Berg-Myrtaceae

Frutos in natura de C. xanthocarpa (Myrtaceae), coletados em diferentes estádios de amadurecimento na Floresta Estadual de Assis, município de Assis - SP, foram avaliados por meio de métodos tradicionais de análise, técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas e de emissão ótica quanto à composição nutricional, ao perfil químico do óleo volátil e ao teor de elementos inorgânicos. Os resultados mostraram alto teor de água (81,4%); lipídios (1,9%); carboidratos totais (8,9%); fibra alimentar (6,3%); além de quantidades razoáveis de ácido ascórbico (17,8 mg.100 g-1); e traços de riboflavina (0,09 mg.100 g-1). No óleo volátil (0,2%), pôde-se identificar 62 componentes, correspondendo a 100% dos constituintes do óleo, destacando-se dentre eles os monoterpenos α-pineno (15%), o-cimeno (10,8%), β-pineno (10,5%). Entre os minerais (16), os principais elementos foram o K (2084 mg.kg-1), P (149 mg.kg-1), Mg (135 mg.kg-1) e, como microelementos, o Fe (6,4 mg.kg-1), Cu (93,3 mg.100 g-1) e Pb (1,3 mg.kg-1). O valor energético do fruto (57,3 kcal.100 g-1) deve-se quase que exclusivamente aos teores de carboidratos totais (8,9%).

Efeito do beneficiamento sobre o valor nutricional do peixe mandim (Arius spixii)

Com o objetivo de avaliar o efeito do beneficiamento sobre o valor nutricional do peixe mandim (Arius spixii) comercializado em Maceió-AL, determinaram-se nas suas formas in natura e beneficiada (salgado-seco) a composição centesimal, valor calórico, cloretos, perfil de ácidos graxos e colesterol, sendo também analisada a ocorrência de óxidos de colesterol. Os resultados obtidos para o mandim in natura e beneficiado, respectivamente, de umidade (70,13% e 40,31%), proteínas (51,73% e 38,07%, base seca), carboidratos (4,67% e 2,24%, base seca), calorias (486 kcal/100g e 367 kcal/100g, base seca), ácidos graxos (poliinsaturados 14,54% e 15,49%, ômega-3 8,51% e 6,51%), colesterol (82,66 mg/100g e 61,30 mg/100g) e óxidos (7-cetocolesterol 8,31 µg/g e 17,90 µg/g), permitiram concluir que o beneficiamento favoreceu alterações significativas no valor nutricional do mandim.

Avaliação da ocorrência de anticorpos anti-Toxoplasma gondii, em soros de caprinos do estado de São Paulo, e associação com variáveis epidemiológicas, problemas reprodutivos e riscos à saúde pública

Objetivando avaliar a ocorrência de anticorpos anti-Toxoplasma gondii, em caprinos leiteiros do estado de São Paulo, e verificar possíveis associações com idade, sexo, presença de gatos, problemas reprodutivos e potenciais riscos à saúde pública, foram considerados soros de 923 caprinos, de ambos os sexos e idade acima de três meses, provenientes de 17 propriedades de diferentes municípios. Para o diagnóstico, utilizou-se a reação de imunofluorescência indireta (RIFIe"16) e, também, um inquérito sobre saúde, a fim de se coletarem informações epidemiológicas e de esfera reprodutiva de todos os capris. Os resultados foram discutidos no nível de 5% de significância. Do total das 17 propriedades, foram diagnosticados 15 focos de T. gondii, com positividade entre 2,70% e 81,25%. Não foram verificadas associações entre freqüência de soropositividade e sexo dos animais nem ocorrência de falhas reprodutivas, nos capris. Constatou-se influência positiva na taxa de anticorpos anti-T. gondii pelo aumento da idade dos caprinos e presença de gatos, nos capris. Além de a enfermidade encontrar-se amplamente difundida no estado de São Paulo, o risco eminente de transmissão de T. gondii à saúde pública também deve ser considerado, uma vez que se encontraram focos onde se comercializavam produtos "in natura", como leite e carne.