Monitorização do teor de humidade do solo para a condução de rega em estufa numa cultura de alface

Dissertação de Mestrado, Engenharia e Gestão de Sistemas de Água, 23 de Junho de 2016, Universidade dos Açores.

Valorização de resíduos industriais na formulação de produtos e pigmentos cerâmicos: processamento e desenvolvimento de cor

A valorização de diferentes resíduos industriais provenientes dosector de tratamento/revestimento de superfícies metálicas pode ser obtida utilizando-os como matérias-primas na formulação de pigmentos cerâmicos, sintetizados pelo método cerâmico convencional. Neste trabalho avaliou-se a viabilidade de incorporar lamas geradas pelos processos de (i) anodização, ricas em alumínio, (ii) de niquelagem e cromagem de torneiras, usadas como fonte de níquel e crómio, e (iii) da decapagem química de aços de uma trefilaria, ricas em ferro, utilizadas por si só, ou em conjunto com matérias-primas comerciais, para a obtenção depigmentos cerâmicos que coram, de forma estável, diversas matrizes cerâmicas e vítreas. Esta solução assegura ainda a inertização de potenciaisespécies perigosas presentes nos resíduos, resultando produtos inócuospara a saúde pública. Procedeu-se à caracterização de cada resíduo, em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, grau de toxicidade, distribuição granulométrica, teor de humidade, etc. Verificou-se a constância das características das lamas, recorrendo à análise de lotes recolhidos em momentos distintos. Os resíduos são essencialmente constituídos por hidróxidos metálicos e foram utilizados após secagem e desagregação. No entanto, a lama de anodização de alumínio sofreu um tratamento térmico suplementar a 1400ºC. O método de síntese dos pigmentos englobou as seguintes etapas: (i) doseamento; (ii) homogeneização; (iii) calcinação; (iv) lavagem e moagem.Procedeu-se à caracterização dos pigmentos, avaliando a cor por espectroscopia de reflectância difusae pelo método CIELAB e determinando as características físico-químicas relevantes. Posteriormente, testou-se o seu desempenho em produtos cerâmicos distintos (corpos e vidrados), aferindo o desempenho cromático e a estabilidade. Numa primeira fase, desenvolveram-se e caracterizaram-se tipos distintos de pigmentos: (i) com base na estrutura do corundo (ii) verde Victória deuvarovite (iii) violeta de cassiterite com crómio (iv) pigmento carmim de malaiaíte; (v)pretos e castanhos com base na estrutura da espinela. Aprofundaram-se depois os estudos do pigmento carmim de malaiaítee do pigmento preto com base na estrutura da espinela. O pigmento carmim de malaiaíte, CaSnSiO5:Cr2O3, é formulado coma lama gerada no processo de niquelagem e cromagem. Avaliou-se a influência do teor de lama na temperatura de síntese e na qualidade cromática, em comparação com um pigmento formulado com reagentes puros. O pigmento preto com estrutura de espinela de níquel, crómio e ferro, foii formulado exclusivamente a partir das lamas geradas nos processos de cromagem/niquelagem e de decapagem química do aço. Avaliaram-se as características cromáticas e o grau de inertização dos elementos tóxicospresentes, em função da estequiometria e do tratamento térmico. Estudou-se ainda um novo sistema com base na estrutura da hibonite(CaAl12O19), que permite a obtenção de pigmentos azuis e que utiliza a lama de cromagem e niquelagem. As espécies cromóforas (Ni2+ ou Co2+) assumem coordenação tetraédrica quando substituem os iões Al3+ que ocupam as posições M5 da rede da hibonite. A formação simultânea de anortite permite reduzir a temperatura de síntese.Para além do carácter inovador deste pigmento de dissolução sólida, a qualidade cromática e a sua estabilidade são interessantes. Além disso, os teores de cobalto ou níquel são reduzidosrelativamente aos utilizados em formulações comerciais de pigmentos azuis, o que se traduz em importantes vantagens económicas e ambientais.

Compostagem e caracterização de resíduos vegetais para utilização como substratos hortícolas

O objectivo deste trabalho foi estudar a utilização de 5 compostos de resíduos de origem vegetal, como componentes de substratos hortícolas. Estudaram-se os processos de compostagem de bagaço de azeitona, bagaço de uva, polpa de alfarroba, casca de eucalipto e casca de pinheiro, caracterizaram-se os compostos obtidos e testou-se a sua aptidão agronómica, como substratos para viveiro de tomate (Lycopersicum esculentum Mill.) em placas alveoladas e cultura de pelargónio (Pelargonium x hortorum) em vaso. Após uma preparação prévia, que em alguns dos resíduos vegetais constou de moenda, suplemento de azoto e aumento do teor de humidade, efectuou-se a sua compostagem em caixas com 1200 L de capacidade, isoladas termicamente, com arejamento por volteio manual. Depois foram analisadas as suas características físicas e químicas e testados na sua aptidão como constituintes únicos de substratos e em misturas com turfa de sphagnum. A maioria dos processos de compostagem apresentou uma evolução habitual da temperatura, com a máxima aproximando-se ou ultrapassando 60 oC. Como excepções, verificou-se um período de compostagem muito longo em bagaço de azeitona; o atraso da fase termofílica em polpa de alfarroba e, na 1ª compostagem de casca de pinheiro, a temperatura não alcançou a zona termofílica. A maioria dos resíduos manifestaram uma acentuada resistência à degradação durante a compostagem, à excepção da polpa de alfarroba e da casca de eucalipto. Contudo, a nível físico-químico e químico registaram-se evoluções acentuadas, sobretudo nas variáveis relacionadas com alterações da superfície das partículas, como por exemplo, a capacidade de troca catiónica. Outras variáveis apresentaram uma evolução interessante para o acompanhamento do processo e o conhecimento do grau de estabilidade do composto final. Foi apreciável o efeito proporcionado pela adição de lamas de estação de tratamento de águas residuais urbanas, como suplemento azotado, a nível das propriedades físicas dos compostos, do aumento da velocidade do processo de compostagem e do enriquecimento dos compostos em macro e micronutrientes. A compostagem não conduziu à melhoria significativa das propriedades físicas dos materiais, excepto em casca de eucalipto. Os compostos caracterizaram-se fundamentalmente por uma reduzida capacidade de retenção de água e uma elevada capacidade de arejamento. Os compostos obtidos com incorporação de lamas apresentaram os valores mais baixos de capacidade de arejamento, mesmo assim dentro dos limites satisfatórios e, os valores mais altos de capacidade de retenção de água. Na cultura em placas alveoladas, o comportamento de muitas das misturas com compostos não se diferenciou do da testemunha, observando-se uma flutuação sazonal do comportamento das misturas nos dois viveiros de cada ano, associada às condições ambientais mais exigentes do ponto de vista da disponibilidade de água. Observou-se um maior número de correlações significativas entre as características dos substratos e as variáveis relativas ao crescimento das plantas nos viveiros efectuados mais tarde, sob condições de maior evapotranspiração. As plantas obtidas no segundo viveiro de tomate foram instaladas em cultura. As características das plantas do viveiro, apresentaram elevada correlação com as respectivas produções obtidas no campo, evidenciando a importância da qualidade das plantas de viveiro, na produção. Nos ensaios de pelargónio em vaso, também se observaram comportamentos idênticos ao da testemunha em muitas das misturas com compostos. Observou-se no 2º ensaio, um maior número de tratamentos com resultados idênticos aos da testemunha, resultante das condições de menor exigência hídrica, as quais fizeram sobressair menos as diferenças de propriedades físicas das misturas. Contudo, a diferença de crescimento obtido em algumas misturas, atribuiu-se também à interferência da continuidade capilar entre o vaso de papel com a estaca enraizada e a mistura em estudo. O trabalho presente mostrou que é possível obter compostos a partir de resíduos orgânicos, com boas características e a preço competitivo para utilização como substratos hortícolas. O processo de compostagem sendo um elemento chave, é fácil de controlar se houver uma regulação eficaz do arejamento e do teor de humidade durante o processo. Apesar de alguns resíduos, como a polpa de alfarroba, serem caros, se tomarmos em consideração o custo da sua eliminação, poderão conduzir a substratos comercialmente viáveis. Em condições ambientais que favoreçam uma maior evapotranspiração ou, em culturas com maior exigência hídrica, pode ser aconselhável a mistura dos compostos estudados com turfa de sphagnum pouco decomposta para melhorar a capacidade de retenção de água.

Ensaios preliminares para caracterização de um solo sujeito a fogo controlado

No presente trabalho são apresentados os resultados obtidos num estudo realizado na região do Norte de Portugal, onde uma equipa multidisciplinar, em estreita cooperação com a Autoridade Florestal Nacional, estudou as variações de pH e teores de humidade e matéria natural orgânica do solo antes e após a execução de um fogo controlado. Foi avaliada também a evolução destes parâmetros nos 90 dias seguintes após a queimada no sentido de estudar o nível de recuperação natural dos solos. Deste estudo foi possível concluir-se que o fogo controlado causou um aumento do pH do solo e uma redução no teor de humidade. Relativamente à recuperação natural dos solos, foi verificada uma recuperação parcial das características do solo não se tendo atingido, ao fim de 90 dias, os valores observados antes da acção do fogo. Os trabalhos de monitorização/ avaliação prosseguirão com periodicidade trimestral.

Impacto do funcionamento do sistema AVAC nos Consumos Específicos de Energia no fabrico de Massas

O estágio descrito por este relatório efetuou-se na fábrica Massas 1 da empresa Cerealis Produtos Alimentares S.A., situada em Águas Santas e teve como principal objetivo o estudo do impacto energético da instalação de um sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) nos Consumos Específicos de Energia (CEE) da fábrica. Com o intuito de promover a familiarização com o ambiente da empresa e com o próprio processo produtivo efetuaram-se várias visitas à fábrica Massas 1. Acompanhou-se a produção diária realizada e o funcionamento do equipamento, e pôde-se questionar os colaboradores da fábrica sobre o processo. Ao longo do tempo de estágio recolheram-se vários dados, nomeadamente valores de temperatura e de humidade relativa do ar da fábrica, consumos de energia elétrica e de gás natural, volumes de produção e dados relativos à qualidade da massa. Relativamente ao CEE, fez-se uma comparação entre quatro meses abrangidos pelo presente trabalho, nos quais o novo sistema AVAC já se encontrava em funcionamento, e os meses homólogos do ano anterior. Confrontando os valores obtidos verificou-se uma diminuição de 2,6% no valor global de CEE, apresentando este um valor de 82,51 kgep/ton até ao mês de Setembro do presente ano. Analisando os valores de CEE da energia elétrica e do gás natural separadamente, constatou-se igualmente uma diminuição dos seus valores em 1,4% e 4,2%, respetivamente. Efetuou-se também uma comparação entre o antigo e o novo sistema AVAC no que respeita às condições de temperatura e de humidade do ar interior da fábrica. Para isso efetuaram-se medições de temperatura e de humidade relativa do ar interior da fábrica, tendo-se concluído que após a instalação do novo AVAC ocorreu uma diminuição da temperatura e um aumento da humidade relativa do ar, tal como desejado. Antes da instalação do novo AVAC a gama de temperaturas no interior da fábrica era de 32,4°C a 39,7°C e a gama de humidades de 39,7% a 58,6%. Já depois da instalação, a gama de temperaturas e de humidades passou a ser de 26,6°C a 33,5°C e de 45,8% a 59,1%, respetivamente Realizou-se ainda uma comparação relativa à qualidade do produto final, tendose para isso analisado ensaios de cozedura e de teor de humidade. Desta comparação, concluiu-se que de uma forma geral houve um aumento dos teores de humidade dos diferentes tipos de massa, encontrando-se agora uma maior percentagem dentro da gama de valores pretendida que se situa entre os 11,5% e os 12,5%.

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Estudo da extração e caracterização de compostos bioativos a partir de casca, farelo e arroz de variedades portuguesas

O arroz é o alimento básico para milhões de pessoas no Mundo inteiro. Como tal, o seu valor nutricional é algo de extrema importância. Contudo, ao seu processamento está associado um desperdício dos resíduos que advêm do seu descasque e branqueamento, o farelo e a casca. O principal objetivo deste trabalho consistiu no estudo do valor nutricional do grão de arroz e da valorização dos resíduos (farelo e casca) através da avaliação da atividade antioxidante. O estudo foi aplicado a três frações do bago de arroz: grão, farelo e casca, de três subvariedades diferentes: opale, ariete e ellebi. Foi avaliado o perfil de macronutrientes nas amostras de arroz, entre eles o teor de humidade, cinza, proteína e gordura. O grão foi a fração que apresentou maior teor de humidade, o farelo a que apresentou maior teor de gordura e proteína e a casca maior teor de cinza. Os compostos bioativos foram extraídos pelo método de extração sólido-liquido, usando como solvente uma mistura aquosa de metanol. A caracterização dos compostos antioxidantes dos extratos foi analisada através do teste da eliminação dos radicais livres de DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) e pelo método de Folin-Ciocalteau. Para a identificação dos compostos bioativos foi utilizada a técnica de UPLC-PDA (Cromatografia líquida de ultra eficiência - Detetor de matriz de Fotodíodos). A casca foi o extrato que continha uma maior capacidade antioxidante e um maior conteúdo de fenólicos totais (TPC), e o extrato do grão o que apresentou menor valor. Identicamente, foi na casca onde se conseguiu identificar um maior número de compostos, entre os quais se destacam os ácidos gentísico, isoferúlico, vanílico, elágico, p-cumárico e levulínico. A extração de compostos antioxidantes de farelo e casca de arroz demonstrou ser uma via bastante promissora para a valorização destes resíduos.

Contribute to the Study of Vertical Distribution of Conventional No-Till Seeders and Spatial Variability of Seed Depth Placement of Maize in Alentejo, Portugal

Entre os vários fatores que contribuem para a produção de uma cultura de milho, a distribuição vertical dos semeadores avaliada através da localização da semente em profundidade é um fator-chave, especialmente na técnica de sementeira direta. Simultaneamente, dada a complexidade dos ecossistemas naturais e agrícolas em sistemas de agricultura de conservação, a gestão diferenciada e localizada das parcelas assume um importante papel na análise e gestão da variabilidade das propriedades do solo e estabelecimento das culturas, nomeadamente utilizando informação geo referenciada e tecnologia expedita. Assim, o principal objetivo desta Tese foi a avaliação em culturas de milho da variabilidade espacial da localização de semente em profundidade e estabelecimento da cultura em sementeira direta usando sistemas convencionais de controlo de profundidade, tendo-se comparado com diferentes sistemas de mobilização e recorrendo a tecnologias de agricultura de precisão. Os ensaios decorreram na região Mediterrânea do Alentejo, em propriedades agrícolas no decorrer das campanhas de 2010, 2011, 2012 e 2015 em 6 diferentes campos experimentais. O trabalho experimental consistiu em ensaios com avaliações in loco do solo e cultura, consumo de combustível das operações e deteção remota. Os resultados obtidos indicam que não só o sistema de mobilização afetou a localização da semente em profundidade, como em sementeira direta a profundidade de sementeira foi afetada pelo teor de humidade do solo, resistência do solo à profundidade e velocidade da operação de sementeira. Adicionalmente observaram-se condições heterogéneas de emergência e estabelecimento da cultura afetadas por condições físicas de compactação do solo. Comparando os diferentes sistemas de mobilização, obteve-se uma significativa redução de combustível para a técnica de sementeira direta, apesar de se terem observado diferenças estatísticas significativas considerando diferentes calibrações de profundidade de sementeira Do trabalho realizado nesta Tese ressalva-se a importância que as tecnologias de agricultura de precisão podem ter no acompanhamento e avaliação de culturas em sementeira direta, bem como a necessidade de melhores procedimentos no controlo de profundidade dos semeadores pelo respetivos operadores ou ao invés, a adoção de semeadores com mecanismos ativos de controlo de profundidade. ABSTRACT Among the various factors that contribute towards producing a successful maize crop, seeders vertical distribution evaluated through seed depth placement is a key determinant, especially under a no-tillage technique. At the same time in conservation agriculture systems due to the complexity of natural and agricultural ecosystems site specific management became an important approach to understand and manage the variability of soil properties and crop establishment, especially when using geo spatial information and affording readily technology Thus, the main objective of this Thesis was to evaluate the spatial variability of seed depth placement and crop establishment in maize crops under no-tillage conditions compared to different tillage systems, using conventional seed depth control no till seeders and precision farming technologies. Trials were carried out in the Mediterranean region of Alentejo, in private farms along the sowing operations season over the years 2010, 2011, 2012 and 2015 in 6 different experimental fields. Experimental work covered field tests with in loco soil and crop evaluations, fuel operation evaluations and aerial sensing. The results obtained indicate that not only tillage system affected seed depth placement but under no till conditions seed depth was affected by soil moisture content, soil resistance to penetration and seeders forward speed. In addition uneven crop seedling and establishment depended on seed depth placement and could be affected by physical problems of compaction layers. Significant reduction in fuel consumption was observed for no till operations although significant differences observed according to different setting calibrations of seed depth control. According to the results, precision agriculture is an important tool to evaluate crops under no till conditions and seed depth mechanisms should be more accurate by the operators or is determinant the adoption of new active depth control technology to improve seeders performance.

Desenvolvimento de produtos alimentares com algas edíveis da costa de Peniche (Portugal): Chá de algas com elevado poder antioxidante

O chá é a bebida mais consumida no mundo depois da água, no entanto, é no continente Asiático que é mais consumido. Existem vários tipos diferentes de chá “descendentes” da planta Camellia sinensis. É uma bebida multifacetada e benéfica para o próprio consumidor, devido às suas propriedades organoléticas e propriedades benéficas para a saúde (presença de antioxidantes). Hoje em dia existe uma crescente procura por produtos inovadores, de elevada qualidade nutricional, nomeadamente produtos alimentares com propriedades diuréticas ou dietéticas. Por outro lado, os organismos marinhos têm-se revelado como fonte de compostos bioativos com elevado potencial. Nomeadamente as algas que têm demonstrado produzir moléculas, pelo seu metabolismo secundário, com aplicação alimentar, farmacológica, entre outras. Desta forma, o principal objetivo do trabalho foi avaliar a capacidade da alga Fucus Spiralis, uma alga edível com elevado poder antioxidante, na transferência de antioxidantes durante a preparação de uma tisana, para o desenvolvimento de uma bebida inovadora “chá de alga”. Por outro lado, este trabalho teve também como objetivo fazer uma nova tisana “variante” do chá verde alga Fucus Spiralis. De modo a estudar o melhor processo para a secagem da alga, esta foi seca através de três métodos: liofilização, em estufa e no secador Tray-drier. Para os três métodos foram avaliados vários parâmetros químicos, como a quantificação de polifenóis totais, cor, aW e teor de humidade. As análises foram realizadas logo após a secagem. Ao longo do tempo (60 dias), foi também medido a quantificação de polifenóis com a alga embalada a vácuo e sem estar embalada a vácuo. Finalmente, adicionando a alga, o chá verde e aditivos alimentares, procederam-se a três diferentes processos de conservação: esterilização, pasteurização e filtração (filtro 0,22μm). Após estes tratamentos foi realizado um estudo microbiológico, a variação de cor e a quantificação de polifenóis totais ao longo de 30 dias. O menor valor obtido de aW foi observado para a alga liofilizada. Por outro lado os menores valores de humidade foram obtidos pela secagem por liofilização e pela utilização da estufa ventilada. A realização da tisana de Fucus spiralis revelou a libertação de antioxidantes em todos os processos de secagem e para todas as concentrações testadas (0,1g; 0,5g e 1g/300mL). No entanto, a libertação de polifenóis revelou-se apenas dependente do processo de secagem para a concentração de 0,5 g/300 mL, onde a quantificação total de polifenóis foi superior para o processo de liofilização (0,246 ± 0,049 mg equivalentes de ácido gálico/mL). Este valor não apresentou diferenças estatisticamente significativas com os polifenóis quantificados para a concentração de 1g/300mL. O armazenamento da alga Fucus spiralis ao longo de 60 dias em vácuo ou na ausência de vácuo não provocaram alterações na quantificação total de polifenóis e foi independente do processo de secagem. Durante os 60 dias ocorreu uma diminuição dependente do tempo dos polifenóis libertados para a tisana de alga. Esta diminuição foi particularmente acentuada até aos 15 dias. A formulação de uma tisana com 0,5g da alga Fucus spiralis e 0,5g de chá verde revelou-se, tendencialmente, com maior concentração de polifenóis de que uma tisana com 1 g de chá verde ou 1 g. Para a tisana com 0,5g da alga Fucus spiralis e 0,5g de chá verde o processo de esterilização e pasteurização não impediram o crescimento de microrganismo ao final de 30 dias de armazenamento da tisana. Contrariamente, o processo de filtração garantiu ausência de carga bacteriana durante os 30 dias de armazenamento. Por outro lado os níveis de polifenóis diminuíram ligeiramente ao longo do tempo de armazenamento, mas de um modo independente do processo de conservação. Desta forma, as tisanas de alga (Fucus spiralis) e chá verde desenvolvidas no presente trabalho, quando liofilizadas e filtradas, apresentaram um elevado potencial antioxidante, apresentando-se como um produto inovador para a indústria alimentar.

Resíduos da indústria agro-alimentar como possíveis fontes de ácido ferúlico

A indústria agro-alimentar produz anualmente uma grande quantidade de subprodutos, ainda tratados como desperdício. A indústria cervejeira, em particular, está associada à produção de vários resíduos, entre os quais o bagaço de malte, também designado bagaço de cerveja ou dreche. Sendo produzida numa razão de 20 kg por cada 100 litros de cerveja, só na Ilha da Madeira a produção de dreche ultrapassa as 2000 toneladas/ano. O presente trabalho foi realizado com o intuito de estudar a utilização da dreche como material de partida para a extracção de ácido ferúlico, um ácido hidroxicinâmico com elevada bioactividade e aplicações. A caracterização físico-química da dreche permitiu determinar um teor de humidade de aproximadamente 70% e um teor de cinzas de cerca de 3,6%. A distribuição granulométrica da dreche seca, revelou que cerca de 70% das partículas que a constituem têm dimensão entre 1 e 0,25 mm. A extracção com acetona produziu um extracto contendo 5 compostos de natureza fenólica, determinados por LC-MS. A hidrólise alcalina – uma das técnicas que permitem a extracção de compostos como o ácido ferúlico a partir de matrizes lenhocelulósicas – foi estudada em amostras de dreche submetidas a tratamento prévio. O pré-tratamento com ácido diluído demonstrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico a partir da dreche. A extracção em autoclave mostrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico [0,28% (m/m)] e uma simplificação do procedimento posterior à reacção de hidrólise alcalina fez aumentar o rendimento de extracção em cerca de 84%, comparativamente ao procedimento habitual. As condições óptimas de hidrólise alcalina em tubos autopressurizados aconteceram a 120 ºC, por 1,5 horas, num rácio de 20 mL/g e NaOH (1,5%). O processo de purificação do ácido ferúlico extraído por adsorção numa resina sintética resultou em percentagens de adsorção de 90,83% e de dessorção em torno dos 68,70%.

Estudo da composição e das propriedades bioactivas de plantas produtoras de bagas

O consumo de frutas e vegetais tem sido associado à prevenção de várias doenças crónicas, nomeadamente doenças cardiovasculares, diabetes, cancro e outras que envolvam processos inflamatórios. As bagas destacam-se pelo seu elevado conteúdo em polifenóis, cujas propriedades antioxidantes contribuem para a manutenção da saúde humana. O presente trabalho teve como alvo de estudo as diferentes partes morfológicas (bagas e folhas) de espécies produtoras de bagas, nomeadamente Elaeagnus umbellata, a Rubus grandofolius, a Sambucus lancolata, a Vaccinium padifolium e a Vaccinium cylindraceum, tendo em vista a sua valorização como produtos alimentares e/ou nutracêuticos. A caracterização físico-química destas espécies permitiu determinar que o teor total de sólidos solúveis (TSS) das bagas varia de 4,4 a 16,5 °Brix. As bagas demonstraram ser a parte morfológica com teor de humidade mais elevado. A análise do perfil fenólico por HPLC-DAD-ESI/MSn, no modo negativo, dos extractos metanólicos mostrou que as folhas apresentam maior conteúdo de compostos fenólicos, comparativamente às bagas. Os ácidos hidroxicinâmicos (derivados dos ácidos cafeicos, cumárico e ferúlico), os ácidos cafeoilquínicos, bem como os flavonóis-O-glicosilados (derivados da quercetina e canferol) predominam nestas espécies. A análise pelo modo positivo permitiu a identificação de antocianinas glicosiladas (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina) nas bagas e folhas jovens da espécie Vaccinium padifolium. Os ensaios in vitro de simulação da digestão gastrointestinal permitiram compreender a sua influência na actividade antioxidante dos extractos. Após a digestão, as folhas continuam a apresentar maior capacidade antioxidante do que as bagas. Adicionalmente, concluiu-se que as enzimas presentes neste processo têm menor influência do que o pH e a força iónica dos sucos digestivos. O estudo do efeito inibitório in vitro dos extractos sobre a actividade de enzimas responsáveis pelo metabolismo dos hidratos de carbono permitiu determinar que os viii Joana Pinto (2016) extractos foram mais eficientes na inibição da actividade da α-glucosidase do que na inibição da actividade da α-amilase.

Desenvolvimento de um iogurte suplementado com Spirulina platensis: aaracterização físico-química, microbiológica e sensorial

O iogurte é um produto lácteo que é obtido a partir da acidificação controlada ou espontânea do leite, sendo o seu processo de fermentação desencadeado pela ação de culturas láticas. Este produto apresenta propriedades benéficas para a saúde, como é o caso da regulação do balanço da microflora intestinal, melhoramento da resposta imunitária, redução dos sintomas alérgicos, redução do colesterol sérico e níveis séricos de glicose. Em relação à alga S. platensis, esta apresenta benefícios cardiovasculares, é eficaz no tratamento de certas alergias, cancro, doenças virais, hiperglicemia, imunodeficiência e processos inflamatórios. Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um iogurte suplementado com a microalga Spirulina platensis, com posterior caracterização do produto final, em termos físico-químicos, microbiológicos e sensoriais. Foram efetuadas várias experiências de receitas de iogurte até chegar à formulação final, tendo sido testadas diversas variantes. Na avaliação da qualidade físico-química, o iogurte produzido com Spirulina apresentou ao longo do tempo sempre valores mais elevados nos seguintes parâmetros: teor de proteína bruta, teor de lactose, teor de fibras e hidratos de carbono. Foram detetadas diferenças estatisticamente significativas entre os parâmetros e o tipo de iogurte nos seguintes casos: teor de matéria gorda, teor de proteína bruta, teor de humidade, hidratos de carbono, valor energético e pH. Foram detetadas diferenças estatisticamente significativas entre os parâmetros e o tempo de produção apenas no teor de cinzas. Na avaliação da qualidade microbiológica, o iogurte produzido com Spirulina não se destacou por apresentar valores mais elevados. Quando avaliados os fatores tipo de iogurte e tempo de produção, não foram detetadas diferenças estatisticamente significativas em nenhum dos parâmetros microbiológicos. Na avaliação da qualidade sensorial, no iogurte produzido com leite meio gordo com lactose, foi possível verificar que todos os parâmetros sensoriais analisados e as amostras de iogurte são independentes. Em relação ao iogurte produzido com leite meio gordo sem lactose, verificou-se que os parâmetros doce e ácido não são independentes das amostras de iogurte. Em termos de preferência, 71% dos provadores escolheram o iogurte com agar. Relativamente à prova afetiva, não foram detetadas diferenças estatisticamente significativas entre a amostra preferida e qualquer um dos fatores avaliados (idade e género do provador). Em termos de preferência, 66% dos provadores escolheram o iogurte sem lactose. No que diz respeito à prova triangular, não foram detetadas diferenças estatisticamente significativas entre as escolhas da amostra diferente e amostra preferida em relação ao género do provador. Apesar de 63% dos provadores terem preferido a amostra com 0 dias, apenas 44% conseguiram distinguir entre o iogurte com 0 dias e com 30 dias, o que sugere que mesmo ao fim de 1 mês, o iogurte continua agradável. Com base em todos os resultados obtidos, conclui-se que o iogurte produzido com S. platensis é um produto inovador e saudável, pelos inúmeros benefícios presentes no iogurte, conjugados com os benefícios da microalga.

Conservação de frutos secos: resultados de ensaios experimentais

A qualidade dos alimentos é um conceito que tem vindo a despertar o interesse das indústrias e dos consumidores, daí a preocupação em conservar os produtos sob condições adequadas, evitando alterações físicas e químicas que ponham em causa a integridade dos alimentos, bem como as suas propriedades nutricionais e sensoriais. Deste modo, foi realizado um estudo para avaliar os efeitos do armazenamento sob certas condições de temperatura e diferentes tipos de embalagens sobre as propriedades dos miolos de nozes, avelãs e amêndoas com pele, embora no caso das amêndoas também se tenha estudoa do uma amostra sem pele. As amostras utilizadas eram originárias de Portugal, mas também de outros países, Chile, Espanha, Turquia, Roménia e Estados Unidos. O armazenamento das nozes durou 90 dias, e as condições testadas foram: temperatura ambiente; estufa a 30 e 50 °C, refrigeração (2 °C) e congelamento(15 °C). Os dois tipos de embalagem de plástico utilizados foram o polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de baixa densidade linear (PEBDL), comparando com as amostras armazenadas sem qualquer embalagem. No caso das amêndoas, uma das amostras apresentava-se sem pelicula. Foram avaliadas várias características dos frutos: a atividade de água (medida por um higrómetro), o teor de humidade (secagem em estufa até massa constante), a cor (com um colorímetro) e a textura (utilizando-se um texturómetro). A partir dos resultados obtidos concluiu-se que as amostras de diferentes origens são diferentes no que diz respeito ao teor de humidade, atividade de água e cor, independentemente das condições de armazenamento e tipo de embalagem. Os resultaram mostraram que as condições de armazenagem que melhor preservam as características estudadas dos frutos secos foram os de baixa temperatura, sendo observadas maiores alterações nos frutos armazenados a temperaturas elevadas, nomeadamente na cor. Assim verificou-se que os processos de refrigeração e congelação têm uma influência mínima nas características dos frutos, particularmente na humidade, na actividade da água, na dureza e friabilidade. Os resultados indicaram também que os frutos apresentam valores de aw inferiores a 0,6, para todas condições testadas, garantindo alguma estabilidade a nível das estabilidade microbiana e enzimática. A presença da pele no miolo de amêndoa, para todos os tratamentos, tem uma influência significativa na textura e cor. Finalmente, em relação ao tipo de embalagem, foi observado que o uso de sacos de plástico testados não parece contribuir para a melhoria das características dos produtos em relação às amostras não embaladas.

Estudo das propriedades físico-químicas do queijo Serra da Estrela

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características físicas e químicas de queijo Serra da Estrela de pasta semi mole e correlacionar estes resultados com os resultados da análise sensorial. Foram alvo de estudo 29 amostras de queijo Serra da Estrela produzidas com 6 ecótipos de cardo diferentes. Os queijos foram produzidos em várias queijarias da região demarcada para a produção do queijo Serra da Estrela, mais propriamente dos concelhos de Penalva do Castelo, Oliveira do Hospital e Fornos de Algodres. Procedeu-se à avaliação das propriedades químicas como a humidade, o pH, cloretos, cinzas e proteínas, de propriedades físicas, como a textura e a cor e uma avaliação sensorial. Dos resultados obtidos foi possível verificar que os valores da humidade variaram entre 34, 9% e 49,8%. As cinzas e a proteína encontram-se abaixo dos valores na literatura (3,4%–5,5% e 13,0%–21,9%, respetivamente). Os cloretos variaram entre 1,1% e 3,0% e o pH entre 4,8 e 5,7. Verificou-se que com mais dias de maturação, e portanto menor humidade, as amostras apresentam, maior firmeza, menos adesividade e menos pegamento da pasta. Os valores da dureza da casca e da pasta variam entre 1,56N e 9,40N e 0,4 N e 3,4 N, respetivamente. A adesividade é bastante elevada (de -26,29 N.sec a -2,21 N.sec), o que traduz o caráter amanteigado destes queijos. Nas coordenadas de cor os valores de L* variaram entre 53,57 a 64,34, os de a* entre -4,53 e 1,29 e os de b* entre 15,56 e 29,03, revelando uma cor amarelada. Os resultados da análise sensorial não apresentam grande variabilidade entre os diferentes ecótipos e verificou-se que, em geral, as análises instrumentais realizadas acabaram por confirmar a percepção dos provadores.

Estudo da prevalência e da gravidade da dermatite de contacto em 'frango do campo'

O sector avícola enfrenta atualmente dois desafios muito estimulantes. O primeiro decorre do aumento, que se prevê continuar a crescer, nos níveis de procura de carne de aves no mercado interno e internacional; o segundo decorre do facto da criação avícola ter adotado métodos de produção mais intensivos (kg peso vivo/m2/ano) e em maior escala, i.e. com maior concentração animal na mesma exploração. Este carácter vincadamente “industrial” tem merecido uma natural atenção das sociedades e das autoridades pecuárias no sentido desta economia de escala passar a ter num conjunto de instrumentos legais e técnicos o devido contrapeso para a salvaguarda das aves enquanto ser vivo. O presente trabalho tem como ponto de partida a Directiva 2007/43/CE do Conselho de 28 de Junho, relativa ao estabelecimento de regras mínimas para a proteção de frangos de carne. Em virtude de não existir ainda informação suficiente sobre a forma como a qualidade do maneio animal pode ser monitorizada, ao nível do abate, por médicos veterinários e auxiliares oficiais, em frangos de criação especial segundo os modelos definidos no Regulamento (CE) n.º 543/2008, urge realizar estudos neste domínio. O principal objetivo da realização do presente trabalho de campo foi o estudo da ocorrência das dermatites de contacto plantar (pododermatites) e da bolsa sinovial préesternal em frangos produzidos em sistemas de produção considerados “protetores” do bem-estar animal, designadamente os seguintes: i) ar livre; e, ii) extensivo de interior. O estudo foi efetuado num centro de abate de frangos do campo, em Oliveira de Frades, entre Maio de 20012 e Março de 2013. Os animais abatidos foram criados em explorações com contratos de integração situadas no Distrito de Viseu. Os dados foram recolhidos em 39 bandos diferentes da espécie Gallus domesticus, dos quais 1021 carcaças foram avaliadas após evisceração, o que correspondeu ao exame de uma a cada quinze aves da linha de abate. Para a avaliação da pododermatite foi utilizado o método adaptado pela DGAV, enquanto para a avaliação da bursite esternal foi efetuada tendo em conta o modelo aplicado em perus por Berk em 2002. Apesar do modelo estatístico desenvolvido para a análise dos resultados obtidos no presente trabalho exigir um maior número de observações, foi possível identificar com grande precisão alguns fatores de risco que devem ser realçados pela sua relevância no contexto dos sistemas produtivos escrutinados ou no mecanismo fisiopatológico da dermatite de contacto, nomeadamente os seguintes: (i) a idade das aves que, apesar de não ter sido identificada uma relação directa com os scores de pododermatite e bursite, verificou-se que a idade elevada que os animais tipicamente atingem nos sistemas de produção extensivos está associada a uma taxa superior de rejeições pela inspecção sanitária; (ii) o peso pré-abate que, independentemente da inconsistência defendida por diversos autores em relação à influência do peso vivo do frango industrial sobre a dermatite de contacto, nos animais produzidos em regime extensivo, esta variável pode desempenhar um fator chave para a ocorrência desta lesão. De facto, há que realçar que o peso destes animais tem uma importância fulcral na modelação da biomecânica da ave, incluindo na pressão exercida sobre a superfície plantar; (iii) o tipo de sistema de abeberamento, tendo ficado demonstrado que a selecção do tipo de bebedouro tem uma importância peculiar sobre a ocorrência de pododermatite em “frango de campo”, algo que está provavelmente relacionado com a influência exercida sobre o teor de humidade da cama. Globalmente, as frequências de pododermatite e bursite apuradas neste trabalho devem ser consideradas inquietantes. Esta preocupação eleva-se quando se toma consciência que as aves provieram de regimes considerados “amigáveis” e “sustentáveis”, pelo que urge monitorizar adequadamente aqueles sistemas produtivos, melhorar as suas condições e reanalisar os benefícios ao nível do bem-estar animal.