A própolis é uma substância resinosa, formada por produtos coletados de plantas e substâncias produzidas pelas abelhas, cuja textura e coloração varia dependendo da fonte de coleta e respectiva fenologia. É utilizada na colméia para diversas finalidades: vedar aberturas, forrar a entrada da colméia e envolver invasores. O interesse por própolis tem crescido muito, devido à comprovação experimental de suas atividades biológicas, tais como citotóxica, anti-herpes, anti-HIV, antitumoral, antimicrobiana e antioxidante. A composição química da própolis é complexa, compreendendo, além de cera de abelha, flavonóides, ácidos fenólicos, terpenóides, substâncias voláteis, entre outros constituintes. A composição depende de vários fatores, principalmente da região onde é produzida. Neste trabalho, estabeleceu-se o perfil químico de amostras de própolis brasileiras, baseando-se nos teores de substâncias fenólicas totais, flavonóides totais e ceras de amostras de distintas regiões do território brasileiro: Ponta Grossa (PR), Bauru e Pariquera-Açu (SP), Lavras e Mira Bela (MG), Pirenópolis (GO), Cabo Verde (BA), Maceió (AL) e Picos (PI). Os teores de fenóis totais foram determinados pelo no método de Folin Ciocalteau, utilizando-se ácido p-cumárico como referência. A dosagem de flavonóides totais baseou-se em dois métodos espectrofotométricos complementares: cloreto de alumínio e dinitrofenil-hidrazina, usando-se quercetina e pinocembrina, respectivamente, como referências. Os teores de ceras foram obtidos por extração com clorofórmio, tratamento com metanol e pesagem do resíduo. Os resultados demonstraram grande diversidade química entre as amostras estudadas, inclusive entre amostras do mesmo estado. Tal é o caso das amostras de Lavras e Mira Bela, e Bauru e Pariquera-Açu. Os teores de fenóis totais variaram de 0,91% a 41,63%, sendo o maior percentual referente à amostra de própolis vermelha (Maceió). Esses resultados são superiores aos obtidos com própolis do Uruguai, Argentina, Paraguai, China e países da Europa, e também de própolis verde brasileira. Os valores obtidos para flavonóides totais variaram entre 0,31% e 4,43%, valores próximos aos encontrados por outros pesquisadores de própolis brasileiras, porém inferiores aos relatados para própolis européia, que variam entre 1,1% e 22,3%. Os teores de ceras determinados, variando entre 5,37% e 45,88%, são superiores aos relatados para outras amostras de própolis brasileiras, sendo comparáveis apenas às própolis chinesas, cujo teor é de aproximadamente 30%. Com base nos teores dosados, foi feita análise de componentes principais (PCA). As amostras de Maceió, Cabo Verde, Pirenópolis e Bauru emergiram isoladamente das demais. Pariquera-Açu e Mira Bela sobressaíram-se no outro extremo do gráfico, devido a baixos teores de compostos fenólicos e altos índices de ceras. As amostras de Picos, Lavras e Ponta Grossa agruparam-se em função de teores de fenóis totais expressivos e de ceras relativamente altos. Foram analisadas as frações clorofórmicas e metanólicas de todas as amostras por HPLC-MS e CG-EM. Essas análises revelaram que as amostras de Bauru, Lavras e Cabo Verde têm composição típica de própolis verde, com muitos fenilpropanóides prenilados e derivados de ácido cafeoilquínico. A composição da própolis de Maceió diferiu muito das demais, incluindo a presença de chalconas. Tais substâncias nunca foram relatadas em própolis anteriormente. As própolis de Pirenópolis e Picos assemelham-se pela presença de muitos flavonóides glicosilados, substâncias nunca reportadas anteriormente para própolis. As amostras de Ponta Grossa, Pariquera-Açu e Mira Bela têm perfil químico intermediário entre a própolis verde e própolis com flavonóides glicosilados. Essas afinidades químicas ficaram bem evidenciadas por meio de análise de agrupamento, usando-se as substâncias identificadas como variáveis e o método de agrupamento UPGMA. Os resultados evidenciam que os tipos de própolis brasileiras não se restringem a doze, como proposto anteriormente. As análises químicas revelaram três tipos adicionais: Maceió, Pirenópolis / Picos e Ponta Grossa / Pariquera-Açu / Mira Bela. A enorme diversidade da composição da própolis produzida no Brasil realça a importância da realização de estudos para a determinação de perfis químicos e fontes botânicas de resinas. Esses conhecimentos são essenciais para o uso adequado de produtos da própolis no mercado nacional e internacional. / Propolis is a resinous substance comprising exsudates collected from plants and substances produced by bees, with texture and colour varying according to the plant source of resin and respective phenology. This product is used in the hive with various purposes: to seal holes and line the hive entrance and to embalm the bodies of killed invaders. The interest in propolis has increased recently, mainly due to experimental evidences of its biological activities, such as cytotoxic, anti-herpes, anti-HIV, antitumoral, anti-microbial and antioxidant. The chemical composition of propolis is complex, including, in addition to beeswax, flavonoids, phenolic acids, terpenoids and volatile substances, among other constituents. The composition depends on many factors, mainly the region, where it was produced. In the present work the chemical profile of the Brazilian propolis was established based on the content of total phenolic substances, total flavonoids and waxes of samples from distinct regions of the Brazilian territory: Ponta Grossa (PR), Bauru and Pariquera-Açu (SP), Lavras and Mira Bela (MG), Pirenópolis (GO), Cabo Verde (BA), Maceio (AL) and Picos (PI). The contents of total phenols were obtained by the Folin-Ciocalteau method, using p-coumaric acid as reference. Determination of total flavonoids was based on two spectrophotometric complementary methods: alluminum chloride and dinitrophenyl-hydrazine, using quercetin and pinocembrin, respectively, as references. Determination of wax contents was carried out by extraction with chloroform, treatment with methanol and weight of the residue. The results revealed a wide chemical variety among the samples, even between samples from the same state, as are the cases of samples from Lavras and Mira Bela and from Bauru and Pariquera-Açu. Total phenol contents varied in the range 0,91%-41,63%, highest figures corresponding to red propolis from Maceio. The contents determined are higher than those obtained with propolis from Uruguai, Argentina, Paraguai, China and Europe, and also with Brazilian green propolis. Regarding values of total flavonoids, they ranged from 0,31% to 4,43%, similar to results reported by other researchers with Brazilian propolis, but lower than contents of European propolis, which has varied in the range 1,1%-22,3%. Wax contents varied from 5,37% to 45,88%, such figures being higher than values of Brazilian propolis reported by other authors, but comparable with Chinese propolis, which content is close to 30%. Based on the results obtained a Principal Components Analysis (PCA) was carried out. Samples from Maceio, Cabo Verde, Pirenópolis and Bauru emerged isolated. Pariquera-Açu and Mira Bela standed out as a group in the other end of the graphic, due to low contents of phenolic compounds and high levels of waxes. The samples from Picos, Lavras and Ponta Grossa comprised another group, based on salient contents of total phenols and relatively high contents of waxes. Chloroform and methanolic fractions from each sample were analyzed by HPLC-MS and GC-MS. These analyses showed that samples from Bauru, Lavras and Cabo Verde have composition typical of green propolis, with many prenylated phenylpropanoids and cafeoylquinic acid derivatives. The composition of the Maceio propolis differed very much, standing out by having exclusive constituents, such as chalcones, a class of flavonoids never reported for propolis. Propolis from Pirenopolis and Picos are alike due to many glycosilated flavonoids, substances also never reported for propolis. Samples from Ponta Grossa, Pariquera-Açu and Mira Bela have chemical profiles intermediate between green propolis and those with glycosilated flavonoids. The commented chemical affinities were evident in clustering analysis carried out with the identified substances as variables and UPGMA method. These results constitute evidence that Brazilian propolis cannot be grouped in only twelve types, as has been suggested. The present chemical analyses revealed three additional types: Maceió, Pirenópolis/Picos e Ponta Grossa/Pariquera-Açu/Mira Bela. The huge diversity of the composition of propolis produced in Brazil highlight the importance of studies for determination of chemical profiles and resin botanical sources. Such findings are essential for adequate use of propolis products both in the national and international market.

[pt] Emulsões podem ser formadas durante o processo de exploração dos reservatórios de petróleo. Essas emulsões podem trazer diversos prejuízos, como mudanças nas características dos óleos e problemas no bombeamento. Diante disso, aditivos químicos capazes de promover a desestabilização de emulsões de petróleo são importantes para otimizar o processo produtivo e mitigar os problemas causados. Há diversos estudos dedicados à avaliação de substâncias para atuar como desemulsificantes. Porém, a compreensão de como a estrutura química dos aditivos está correlacionada com as características físico-químicas dos óleos e emulsões ainda é escasso. Esse trabalho tem como objetivo entender como as características dos aditivos estão relacionadas com as particularidades de óleos parafínicos e asfaltênicos. Para isso, três óleos brasileiros foram usados para preparar e caracterizar emulsões água-óleo e avaliar sua estabilidade após o uso de diferentes aditivos. As emulsões preparadas com esses óleos apresentaram grandes diferenças nas propriedades reológicas. Entre elas, a viscosidade e gelificação em um dos óleos parafínicos, o que pode impactar diretamente na eficiência de desemulsificação devido à dificuldade de incorporação dos aditivos no bulk da emulsão. A estabilidade das emulsões foi estudada por testes de envelhecimento em diferentes condições de temperatura sem e com adição de diferentes aditivos: surfactantes, polímeros, ácidos orgânicos e inorgânicos e álcoois. De forma geral, aditivos anfifílicos com grupos aniônicos apresentaram melhor eficiência desemulsificante para todos os óleos. A aromaticidade, a acidez e o volume molecular dos aditivos também foram características importantes para a desemulsificação, porém, dependem da temperatura. Confirmou-se que a escolha de um desemulsificante para emulsões de petróleo depende da composição dos óleos e das características reológicas das emulsões formadas. Para emulsões de óleos parafínicos a temperatura foi determinante na eficiência de desemulsificação, enquanto para o óleo asfaltênico, a acidez influenciou mais. / [en] Emulsions can be formed during the exploration process of oil reservoirs. These emulsions, when unwanted, can bring several losses, such as loss of oil and changes in its characteristics and problems in pumping. Therefore, the development of chemical additives capable of promoting the destabilization of oil emulsions is important to optimize the production process and mitigate the problems caused. In the literature, there are several studies dedicated to the evaluation of substances to act as demulsifiers. However, the understanding of how the chemical structure of additives is correlated with the physicochemical characteristics of oils and emulsions is still scarce. This work aims to understand how the characteristics of the substances are related to the particularities of oils and their emulsions to better understand how demulsification occurs and also to propose additives with greater efficiency for the systems studied. To this end, three Brazilian oils were used to prepare water-oil emulsions and to evaluate the demulsifying capacity of different chemical additives. The stability of the emulsions was studied by aging tests under different temperature conditions without and with the addition of the different additives: surfactants, polymers, organic and inorganic acids and alcohols. The tests were carried out under different conditions to evaluate the effect of temperature mainly due to the high paraffin content in some oils. The characterization of the emulsions (without additives) showed large differences in rheological properties between the systems prepared with oils. These include viscosity, thixotropy and gelation in one of the paraffinic oils, which can directly impact the demulsification efficiency due to the difficulty of incorporating the additives into the emulsion bulk. From the aging tests, it was generally observed that amphiphilic substances with high interfacial activity and with anionic groups showed better demulsifying efficiency for all oils. The aromaticity, acidity and molecular volume of the additives were also important characteristics for demulsification, but they are temperature dependent. Finally, it was concluded that in general, the choice of a demulsifier for petroleum emulsions depends on the composition of the oils and the rheological characteristics of the emulsions formed. For paraffinic oil emulsions, the temperature was decisive for the demulsification efficiency, whereas, for the others, the acidity proved to be more decisive.

Los mercados internacionales de aceites comestibles se caracterizan por la competitividad y las exigencias de calidad, lo que localmente demanda mejores métodos para la caracterización y el control de calidad de materias primas y productos, la optimización de las tecnologías y condiciones de procesamiento y almacenamiento, y el desarrollo de productos o procesos alternativos que permitan el mejor aprovechamiento de los subproductos. El complejo aceitero argentino es uno de los sectores de la industria alimenticia que ha evidenciado un gran crecimiento durante los últimos años, habiendo incrementado significativamente su capacidad de procesamiento. El aceite de girasol es, en nuestro país, el segundo en importancia después del de soja, teniendo en cuenta sus características de sabor suave y su tenue color amarillo, resulta uno de los preferidos para su empleo doméstico o industrial. La extracción por solvente es la etapa fundamental en la obtención de aceites vegetales a partir de semillas oleaginosas, es un proceso complejo debido a las características de la estructura celular del vegetal y a que junto a los triglicéridos son extraídos los componentes minoritarios. En nuestro país la industria oleaginosa destina la mayor parte de su producción a la exportación, por lo que las exigencias de calidad que enfrentan requieren de la optimización de los procesos de fabricación y un conocimiento detallado de las variables que los afectan. Es por ello que los estudios realizados en esta área tienen una aplicación inmediata en la industria local, y son de gran importancia tanto científica como técnica. Los objetivos de esta tesis son: 1. Estudiar el proceso de extracción por solvente de aceites vegetales, específicamente aceite de girasol, considerando la influencia de los compuestos minoritarios en el procesamiento de la materia prima y la calidad del aceite obtenido. 2. Estudiar la extracción de ceras de girasol mediante el lavado de la semilla evaluando la conveniencia del uso de distintos solventes y el efecto del tiempo de contacto y la temperatura. A continuación se detalla la organización del trabajo realizado. En cada uno de los capítulos se describen resultados, conclusiones y bibliografía consultada. En el capítulo 1 se realiza una descripción del panorama mundial de la demanda de aceite de girasol y de los subproductos del sistema oleaginoso. Se analiza brevemente la producción de aceite de girasol en Argentina y se plantean los objetivos específicos de la tesis. En el capítulo 2 se describe al Helianthus annuus L. y la composición de aceite analizando compuestos mayoritarios y minoritarios (tocoferoles, fosfolípidos y ceras). Se exhibe una breve reseña del procesamiento de las semillas de girasol para la extracción del aceite y de los procesos de refinamiento del aceite crudo. El capítulo 3 describe las materias primas utilizadas y presenta la metodología experimental empleada. Se detallan las técnicas utilizadas para la cuantificación de los compuestos minoritarios de interés que contribuyen a la calidad y estabilidad del aceite (fosfolípidos, tocoferoles y ceras) En el capítulo 4 se caracteriza la materia prima. Se analizan las características generales y distribución de tamaño de las semillas utilizadas en el estudio de extractabilidad de ceras, así como la distribución en la semilla de los compuestos menores (fosfolípidos, tocoferoles y ceras). En cuanto a las muestras procedentes del proceso de extracción de aceite se presenta un análisis del contenido de humedad, aceite y compuestos minoritarios. En el capítulo 5 se estudia la extracción de ceras de girasol mediante el lavado de las semillas, evaluando la conveniencia del uso de distintos solventes y el efecto del tiempo de contacto y la temperatura. Se analiza también el efecto de este método de eliminación de ceras sobre la aptitud al descascarado que presentan las semillas. En el capítulo 6 se exponen las curvas de extracción del aceite de expellers de girasol y de los compuestos minoritarios (tocoferoles, fosfolípidos y ceras), obtenidas en un sistema batch, a diferentes temperaturas. El objetivo fue obtener curvas de extracción y la aplicación de un modelo para la determinación de los coeficientes de difusividad efectivos. En el capítulo 7 se presenta un análisis de la variación de la composición del aceite y calidad del mismo simulando las distintas etapas de un extractor industrial en estado estacionario. La información obtenida de las curvas cinéticas del aceite y de los compuestos menores se incorporó en un programa de simulación teniendo en cuenta varias etapas de extracción. El capítulo 8 resume las conclusiones generales y propone algunas futuras líneas de investigación. / The international markets of edible oils are characterized by the competitiveness and the demands of quality. This fact locally requires of improved methods for the characterization and the quality control of raw material and products, the optimization of the technologies and the processing and storage conditions, and the development of products or alternative processes that allow the best by-products use. The Argentinean oily complex is one of the sectors of the food industry that has evidenced a huge growth during the last years, having increased its processing capacity significantly. The sunflower oil is, in our country, the second in importance after soya oil. Due to its soft flavor and delicate yellow color, it is preferred domestic or industrial use. The solvent extraction is the fundamental stage in the vegetable-oil production from oilseeds. It is a complex process due to both the characteristics of the cellular structure and the extraction of minor compounds together with the triglycerides. In our country, oil enterprises assign a high percentage of its production for export. In this way, they confront a quality demand that needs of the process optimization together with a depth knowledge of the variables that affect the oil extraction. That is the reason of why the studies carried out in this area have an immediate application in the local industry, and they are of great scientifical and technical relevance. The objectives of this thesis are: 1. Study the solvent extraction process of vegetable oils, specifically sunflower oil, considering the influence of the minor compounds in the processing of the raw material and the quality of the obtained oil. 2. Study the extraction of sunflower waxes through the seed washing, evaluating the suitability of the use of different solvents and the effect of contact time and temperature. The organization of the work is given below. Results, conclusions and reviewed bibliography are described in each chapter. Chapter 1 shows the world demand of sunflower oil and their by-products. The production of sunflower oil in Argentina is analyzed shortly and the specific objectives of the thesis are outlined. Chapter 2 describes the Helianthus annuus L. specie, and the composition of its oil analyzing majority and minority compounds (tocopherols, phospholipids and waxes). A brief review about the oil extraction process and its refining is exhibited. Chapter 3 gives a general description of the raw materials and describes the experimental methodology used in this thesis. In addition, the techniques used for the quantification of minor compounds that contribute to the quality and stability of the oil (phospholipids, tocopherols and waxes) are detailed. Chapter 4 characterizes the raw materials. The main characteristics and size distribution of the seeds used in the waxes extractability study as well as the distribution of the minor compounds (phospholipids, tocopherols and waxes) in the seed are analyzed, an analysis of the humidity, oil and minor-compounds contents of the samples coming from the oil extraction process is presented. Chapter 5 studies the extraction of sunflower waxes through the washing of the seeds, evaluating the convenience of the use of different solvents and the effect of contact time and temperature. It is also analyzed the solvent washing effect on both the wax removal and the seed dehulling ability. Chapter 6 gives the extraction curves of major (triglycerides) and minor compounds (tocopherols, phospholipids and waxes) obtained from sunflower expellers at different temperatures and batch system. A model is applied for the determination of effective-diffusion coefficients. Chapter 7 presents an analysis of the variation of oil composition and quality, simulating the different stages of an industrial extractor in stationary state. The obtained information of the kinetic curves of the oil and of the minor compounds was implemented in a simulation software that takes into account several extraction stages. Chapter 8 summarizes the main conclusions and proposes some future investigation lines.

A concentração do gás carbônico (CO2) tem aumentado nas últimas décadas, devido principalmente à queima de combustíveis fósseis. Como consequência, admite-se que haverá gradual aumento da temperatura atmosférica em nível global. A soja é importante planta agrícola em todo o mundo, consumida na alimentação humana e de animais domésticos. O presente trabalho compõe-se de dois capítulos, o primeiro versando sobre o efeito da concentração de gás carbônico e da temperatura sobre vários parâmetros bioquímicos e o segundo, sobre a composição da cera foliar cuticular de uma variedade de soja. O capítulo I trata da composição química dos grãos e do teor de ceras foliares de plantas da cultivar \'MG/BR-46 Conquista\' crescendo em câmaras de topo aberto sob duas condições de CO2 (380ppm ambiente e 800ppm elevado) e duas condições de temperatura (ambiente e elevada [+5°C]). Foram coletados dados de 6 coletas ao longo de 105 dias de desenvolvimento da planta. As plantas crescidas em altas concentrações de CO2 aumentaram a biomassa seca da folha, caule, raiz e frutos, além do número de sementes; temperaturas elevadas estimularam a senescência precoce. A floração foi antecipada sob condição de CO2 elevado. Entre os carboidratos dos grãos, os teores de amido, frutose e mio-inositol tenderam a diminuir, enquanto os de sacarose, glicose e rafinose aumentaram. O incremento de CO2 acelerou a translocação de açúcares, enquanto e o da temperatura desacelerou. O teor de óleo e a composição dos ácidos graxos foram afetados diretamente pela elevada temperatura, com redução do teor de ácidos poliinsaturados. A associação de temperatura e CO2 elevados reduziu ainda mais o teor de ácidos graxos poliinsaturados. Os teores de proteínas solúveis em geral não apresentaram diferenças significativas por efeito do acoplamento, embora o teor de nitrogênio total tenha aumentado por efeito do tratamento por temperatura elevada. O teor de clorofilas foliares diminuiu por efeito dos tratamentos e o teor de cera foliar foi alterado ao longo do tempo. Conclui-se que as elevações de CO2 e temperatura, previstas para um futuro próximo, poderão ter o efeito de aumentar a produção de óleo por plantas de \'MG/BR-46 Conquista\', devido ao aumento no número de sementes por planta e elevação do teor de óleo. O capítulo II trata do teor da cera e a identificação dos componentes da cera foliar cuticular, por extração por lavagens superficiais das folhas com diclorometano, separação das classes de constituintes da cera por cromatografia em camada delgada e análise das frações por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas. Os principais constituintes da cera foram os ésteres, seguidos de n-alcanos. O éster mais abundante foi o eicosanoato de octadecila (C38). Os alcanos principais foram o hentriacontano (C31) e o nonacosano (C29). Outros componentes detectados foram álcoois primários, ácidos graxos, hidroxiácidos graxos, álcoois triterpênicos e esteróis. O principal n-álcool graxo primário foi o octacosanol. Os triterpenos alcoólicos detectados foram α- e β-amirinas, lupeol, germanicol e 12,20(29)-lupadien-3-ol. Os ácidos graxos variaram no intervalo C15-C28. Os esteroides detectados foram estigmasterol, campesterol, sitosterol e estigmastanol, com predominância do primeiro / The concentration of carbon dioxide (CO2) has increased in the last decades, due mainly to the combustion of fossil fuels. A gradual increase of the global temperature is expected as a consequence. Soybean is an important crop in most countries, being consumed either as human or domestic animals food. The present work is composed of two chapters, the first dealing with the effect of the concentration of carbon dioxide and temperature on several biochemical parameters, and the second on the composition of the foliar cuticular wax of a variety of soybean plant. Chapter one deals with the chemical composition of soybeans and the leaf wax contents of soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', growing in open top chambers under two conditions of CO2 (380 ppm - ambient, and 800 ppm - elevated) and two temperature conditions (ambient and elevated [+5°C]). The data were obtained from six collections along 105 days of experimentation. Elevated CO2 increased the dry weight of leaf, stem, root and fruit, as well as the number of seeds; elevated temperature stimulated early senescence. Early flowering occurred under elevated CO2. Among the grain carbohydrates, the contents of starch, fructose and myo-inositol decreased, whereas those of sucrose, glucose and raffinose increased. The effect of elevated CO2 and temperature accelerated the sugar translocation while that of elevated temperature slowed it down. The oil content and fatty acid composition were affected directly by the elevated temperature, a reduction of the content of polyunsaturated fatty acids having been observed. The coupling of elevated CO2 and temperature reduced even further the content of polyunsaturated acids. In general, the content of soluble proteins did not change significantly by the effect of treatment associating temperature and CO2, although the total nitrogen content increased by the effect of elevated temperature. The content of leaf chlorophylls decreased and the foliar wax content changed with time. It is concluded that the increase of temperature and atmospheric CO2, expected to take place in the near future, will possibly have the effect of increasing the production of oil by plants of \'MG/BR-46 Conquista\', due to the increase of the number of seeds per individual and the increase of the seed oil content. Chapter two deals with the concentration and identification of the components of the foliar cuticular wax of the soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', by means of surface washings of the leaves with dichloromethane, separation of the classes of wax constituents by thin layer chromatography and analysis of the fractions by gas chromatography coupled with mass spectrometry. The main constituents of the wax were esters, followed by n-alkanes. The main ester constituent was eicosanoate of octadecyl (C38). The main alkanes were n-hentriacontane (C31) and n-nonacosane (C29). Other constituents detected were primary alcohols, fatty acids, hydroxyacids, triterpene alcohols and sterols. The main n-primary alcohol was octacosanol. The triterpene alcohols detected were α- e β-amyrins, lupeol, germanicol and 12,20(29)-lupadien-3-ol. The steroids detected were stigmasterol, campesterol, sitosterol and stigmastanol, with predominance of stigmasterol

O Brasil é um dos principais produtores mundiais de Eucalyptus spp., mas a produção dessa cultura tem sido comprometida por perdas causadas pelo fungo Puccinia psidii Winter, agente causal da ferrugem do eucalipto. Compreender os mecanismos moleculares da patogenicidade desse fungo, conhecer a composição química de variedades de Eucalyptus spp. resistentes e suscetíveis ao fitopatógeno e ter em mãos uma ferramenta de diagnóstico precoce da doença são conhecimentos de fundamental importância para o desenvolvimento de estratégias de controle do fitopatógeno. Uma das principais barreiras que limitam o estudo molecular de P. psidii é o fato dessa espécie ser biotrófica obrigatória, tendo seu desenvolvimento in vitro limitado. Estudos de investigação a respeito de fungos biotróficos obrigatórios são realizados principalmente in planta e em estágios tardios da doença, deixando grande parte do conhecimento dos processos iniciais de infecção desconhecidos. Informações a respeito dos estágios iniciais da infecção, nos quais diversas estruturas típicas são formadas e podem indicar importantes características sobre fungos biotróficos, são de difícil acesso em estudos in planta em função da grande quantidade de material vegetal em relação à quantidade de material do fitopatógeno, que não é passível de ser removido completamente das amostras analisadas. Dessa forma, o presente projeto de pesquisa foi realizado com os objetivos de desenvolver um protocolo para induzir a germinação e a morfogênese estrutural in vitro de P. psidii, identificar genes candidatos relacionados à diferenciação das estruturas de infecção e de fatores de virulência, caracterizar os metabólitos presentes nas ceras cuticulares de folhas de Eucalyptus grandis resistentes e suscetíveis à ferrugem do eucalipto e desenvolver uma metodologia sensível e eficaz para detectar, quantificar e monitorar a presença de P. psidii em folhas de Eucalyptus grandis assintomáticas. Os dados obtidos no presente trabalho podem auxiliar a compreensão da interação planta-patógeno durante os estágios iniciais de infecção da ferrugem e colaboram para o entendimento da biologia do fitopatógeno para que no futuro sejam desenvolvidas melhores estratégias de controle de P. psidii em plantios de eucalipto. / Brazilian production of Eucalyptus spp. is one of the greatest in the world but it has been affected by Puccinia psidii Winter, the causal agent of eucalyptus rust. The comprehension of molecular mechanisms of pathogenicity and chemical composition of resistant and susceptible eucalyptus plants as well as having a molecular tool for early detection of the disease in field can be used for the development of improved control strategies against this phytopathogen. Molecular studies of P. psidii is limited because it is an obligate biotrophic fungus with limited in vitro development. Biotrophic fungi investigations are made mainly in planta at late developmental stages of the disease. This way, most information of early stages of infection as the development of specialized structures of biotrophic fungi are little understood. The study of early stages of the infection process of biotrophic fungi in planta is hampered by the high amount of plant material in relation to fungi material which is difficult to be obtained in an isolated form for analysis. In this work we developed a protocol to increase in vitro germination and structural differentiation of P. psidii and used this protocol to obtain isolated fungi material for the identification of candidate genes related with virulence factors and initial structural morphogenesis. Moreover, we analyzed the composition of metabolites present in the cuticular wax of leaves from resistant and susceptible E. grandis plants and developed a methodology for the detection of P. psidii in asymptomatic leaves of Eucalyptus grandis. Data obtained in this work help the comprehension of E. grandis-P.psidii interaction at early stages of the infection process and can be used for the development of improved control strategies of eucalyptus rust.

O Brasil é um dos principais produtores mundiais de Eucalyptus spp., mas a produção dessa cultura tem sido comprometida por perdas causadas pelo fungo Puccinia psidii Winter, agente causal da ferrugem do eucalipto. Compreender os mecanismos moleculares da patogenicidade desse fungo, conhecer a composição química de variedades de Eucalyptus spp. resistentes e suscetíveis ao fitopatógeno e ter em mãos uma ferramenta de diagnóstico precoce da doença são conhecimentos de fundamental importância para o desenvolvimento de estratégias de controle do fitopatógeno. Uma das principais barreiras que limitam o estudo molecular de P. psidii é o fato dessa espécie ser biotrófica obrigatória, tendo seu desenvolvimento in vitro limitado. Estudos de investigação a respeito de fungos biotróficos obrigatórios são realizados principalmente in planta e em estágios tardios da doença, deixando grande parte do conhecimento dos processos iniciais de infecção desconhecidos. Informações a respeito dos estágios iniciais da infecção, nos quais diversas estruturas típicas são formadas e podem indicar importantes características sobre fungos biotróficos, são de difícil acesso em estudos in planta em função da grande quantidade de material vegetal em relação à quantidade de material do fitopatógeno, que não é passível de ser removido completamente das amostras analisadas. Dessa forma, o presente projeto de pesquisa foi realizado com os objetivos de desenvolver um protocolo para induzir a germinação e a morfogênese estrutural in vitro de P. psidii, identificar genes candidatos relacionados à diferenciação das estruturas de infecção e de fatores de virulência, caracterizar os metabólitos presentes nas ceras cuticulares de folhas de Eucalyptus grandis resistentes e suscetíveis à ferrugem do eucalipto e desenvolver uma metodologia sensível e eficaz para detectar, quantificar e monitorar a presença de P. psidii em folhas de Eucalyptus grandis assintomáticas. Os dados obtidos no presente trabalho podem auxiliar a compreensão da interação planta-patógeno durante os estágios iniciais de infecção da ferrugem e colaboram para o entendimento da biologia do fitopatógeno para que no futuro sejam desenvolvidas melhores estratégias de controle de P. psidii em plantios de eucalipto. / Brazilian production of Eucalyptus spp. is one of the greatest in the world but it has been affected by Puccinia psidii Winter, the causal agent of eucalyptus rust. The comprehension of molecular mechanisms of pathogenicity and chemical composition of resistant and susceptible eucalyptus plants as well as having a molecular tool for early detection of the disease in field can be used for the development of improved control strategies against this phytopathogen. Molecular studies of P. psidii is limited because it is an obligate biotrophic fungus with limited in vitro development. Biotrophic fungi investigations are made mainly in planta at late developmental stages of the disease. This way, most information of early stages of infection as the development of specialized structures of biotrophic fungi are little understood. The study of early stages of the infection process of biotrophic fungi in planta is hampered by the high amount of plant material in relation to fungi material which is difficult to be obtained in an isolated form for analysis. In this work we developed a protocol to increase in vitro germination and structural differentiation of P. psidii and used this protocol to obtain isolated fungi material for the identification of candidate genes related with virulence factors and initial structural morphogenesis. Moreover, we analyzed the composition of metabolites present in the cuticular wax of leaves from resistant and susceptible E. grandis plants and developed a methodology for the detection of P. psidii in asymptomatic leaves of Eucalyptus grandis. Data obtained in this work help the comprehension of E. grandis-P.psidii interaction at early stages of the infection process and can be used for the development of improved control strategies of eucalyptus rust.

A concentração do gás carbônico (CO2) tem aumentado nas últimas décadas, devido principalmente à queima de combustíveis fósseis. Como consequência, admite-se que haverá gradual aumento da temperatura atmosférica em nível global. A soja é importante planta agrícola em todo o mundo, consumida na alimentação humana e de animais domésticos. O presente trabalho compõe-se de dois capítulos, o primeiro versando sobre o efeito da concentração de gás carbônico e da temperatura sobre vários parâmetros bioquímicos e o segundo, sobre a composição da cera foliar cuticular de uma variedade de soja. O capítulo I trata da composição química dos grãos e do teor de ceras foliares de plantas da cultivar \'MG/BR-46 Conquista\' crescendo em câmaras de topo aberto sob duas condições de CO2 (380ppm ambiente e 800ppm elevado) e duas condições de temperatura (ambiente e elevada [+5°C]). Foram coletados dados de 6 coletas ao longo de 105 dias de desenvolvimento da planta. As plantas crescidas em altas concentrações de CO2 aumentaram a biomassa seca da folha, caule, raiz e frutos, além do número de sementes; temperaturas elevadas estimularam a senescência precoce. A floração foi antecipada sob condição de CO2 elevado. Entre os carboidratos dos grãos, os teores de amido, frutose e mio-inositol tenderam a diminuir, enquanto os de sacarose, glicose e rafinose aumentaram. O incremento de CO2 acelerou a translocação de açúcares, enquanto e o da temperatura desacelerou. O teor de óleo e a composição dos ácidos graxos foram afetados diretamente pela elevada temperatura, com redução do teor de ácidos poliinsaturados. A associação de temperatura e CO2 elevados reduziu ainda mais o teor de ácidos graxos poliinsaturados. Os teores de proteínas solúveis em geral não apresentaram diferenças significativas por efeito do acoplamento, embora o teor de nitrogênio total tenha aumentado por efeito do tratamento por temperatura elevada. O teor de clorofilas foliares diminuiu por efeito dos tratamentos e o teor de cera foliar foi alterado ao longo do tempo. Conclui-se que as elevações de CO2 e temperatura, previstas para um futuro próximo, poderão ter o efeito de aumentar a produção de óleo por plantas de \'MG/BR-46 Conquista\', devido ao aumento no número de sementes por planta e elevação do teor de óleo. O capítulo II trata do teor da cera e a identificação dos componentes da cera foliar cuticular, por extração por lavagens superficiais das folhas com diclorometano, separação das classes de constituintes da cera por cromatografia em camada delgada e análise das frações por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas. Os principais constituintes da cera foram os ésteres, seguidos de n-alcanos. O éster mais abundante foi o eicosanoato de octadecila (C38). Os alcanos principais foram o hentriacontano (C31) e o nonacosano (C29). Outros componentes detectados foram álcoois primários, ácidos graxos, hidroxiácidos graxos, álcoois triterpênicos e esteróis. O principal n-álcool graxo primário foi o octacosanol. Os triterpenos alcoólicos detectados foram α- e β-amirinas, lupeol, germanicol e 12,20(29)-lupadien-3-ol. Os ácidos graxos variaram no intervalo C15-C28. Os esteroides detectados foram estigmasterol, campesterol, sitosterol e estigmastanol, com predominância do primeiro / The concentration of carbon dioxide (CO2) has increased in the last decades, due mainly to the combustion of fossil fuels. A gradual increase of the global temperature is expected as a consequence. Soybean is an important crop in most countries, being consumed either as human or domestic animals food. The present work is composed of two chapters, the first dealing with the effect of the concentration of carbon dioxide and temperature on several biochemical parameters, and the second on the composition of the foliar cuticular wax of a variety of soybean plant. Chapter one deals with the chemical composition of soybeans and the leaf wax contents of soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', growing in open top chambers under two conditions of CO2 (380 ppm - ambient, and 800 ppm - elevated) and two temperature conditions (ambient and elevated [+5°C]). The data were obtained from six collections along 105 days of experimentation. Elevated CO2 increased the dry weight of leaf, stem, root and fruit, as well as the number of seeds; elevated temperature stimulated early senescence. Early flowering occurred under elevated CO2. Among the grain carbohydrates, the contents of starch, fructose and myo-inositol decreased, whereas those of sucrose, glucose and raffinose increased. The effect of elevated CO2 and temperature accelerated the sugar translocation while that of elevated temperature slowed it down. The oil content and fatty acid composition were affected directly by the elevated temperature, a reduction of the content of polyunsaturated fatty acids having been observed. The coupling of elevated CO2 and temperature reduced even further the content of polyunsaturated acids. In general, the content of soluble proteins did not change significantly by the effect of treatment associating temperature and CO2, although the total nitrogen content increased by the effect of elevated temperature. The content of leaf chlorophylls decreased and the foliar wax content changed with time. It is concluded that the increase of temperature and atmospheric CO2, expected to take place in the near future, will possibly have the effect of increasing the production of oil by plants of \'MG/BR-46 Conquista\', due to the increase of the number of seeds per individual and the increase of the seed oil content. Chapter two deals with the concentration and identification of the components of the foliar cuticular wax of the soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', by means of surface washings of the leaves with dichloromethane, separation of the classes of wax constituents by thin layer chromatography and analysis of the fractions by gas chromatography coupled with mass spectrometry. The main constituents of the wax were esters, followed by n-alkanes. The main ester constituent was eicosanoate of octadecyl (C38). The main alkanes were n-hentriacontane (C31) and n-nonacosane (C29). Other constituents detected were primary alcohols, fatty acids, hydroxyacids, triterpene alcohols and sterols. The main n-primary alcohol was octacosanol. The triterpene alcohols detected were α- e β-amyrins, lupeol, germanicol and 12,20(29)-lupadien-3-ol. The steroids detected were stigmasterol, campesterol, sitosterol and stigmastanol, with predominance of stigmasterol

The purpose of the present thesis was the use and valorisation of biomass platform molecules or their derivatives, applying the principles of sustainable chemistry. The reaction of ketonic decarboxylation of carboxylic acids was studied in the presence of metal oxides. ZrO2 was shown to be an excellent catalyst for the reaction, reasonably stable with time on stream and reusable. The reactivity of different substrates over ZrO2 was investigated with respect to the degree of substitution of the carbon in alpha position. 2-methylbutanoic acid, with one methyl replacing one of the alpha H atoms and, thereby, introducing a steric hindrance, showed slower reaction rates than pentanoic acid with two alpha H¿. It was concluded that for 2-methylbutanoic acid reactions occurred preferentially at the edges and the corners of the catalyst. The reactivity of the acids without alpha hydrogen atoms, which cannot not react via the mechanism involving the beta-ketoacid, was studied. There was no reaction under standard conditions, and when the reaction conditions were forced by increasing reaction temperature, pivalic acid was transformed. It was observed that a retro-Koch reaction occurred, in addition to other reactions like hydrogenation, rearrangement and fragmentation. Also in the case of 2,2,5,5-tetramethyladipic acid, the retro-Koch reaction produced two isomers of 2,2,5-trimethylhexenoic acid, which then reacted further to by-products such as a ketone and a lactone. These results further reinforce the proposed mechanism via the beta-ketoacid for carboxylic acids containing at least one alpha hydrogen atom. ZrO2 was used as a catalyst for the production of long chain linear alkanes in the range of waxes, from substances of renewable origin such as vegetable oil and its derivatives. Working under optimized conditions, methyl stearate was converted into waxes with a yield of 60% (72% of this fraction was molecules with 35 carbons). When using sunflower oil as substrate the final yield of the waxes was higher than 40%, but a second hydrodeoxygenation step was required. In the case of the oil, a large number of fragmentations was produced. In part this was due to the insaturations of fatty acids, and probably also to radicals, promoted by the glycerol part. In this thesis, the unique catalytic activity of TiO2, with respect to ZrO2, was evidenced when carboxylic acids were employed as substrates. TiO2 catalyzes the ketone decarboxylation reaction, showing higher yields to the ketone than ZrO2 at low reaction temperatures, between 325 to 350 °C. In addition, TiO2 catalyzes cascade reactions that lead to the production of olefins. It was shown that on the surface of the TiO2, hydrogen transfer occurred between different molecules, and also aldol condensation of ketones, both playing an important role in the formation of the olefins. These reactions were used for the production of a biofuel. With TiO2, the biofuel contains more compounds with higher molecular weight than the biofuel produced with ZrO2 due to the C-C bond formation reactions, which are catalyzed by TiO2. Consequently, the amount of the diesel fraction was increased by replacing the ZrO2 by TiO2, when pentanoic acid, available from the saccharides, was reacted. / La presente tesis tuvo como objetivo el aprovechamiento y la valorización de productos de biomasa o sus derivados aplicando los principios de la química sostenible. Se estudió la reacción de descarboxilación cetónica de ácidos carboxílicos en presencia de óxidos de metal. Se demostró que el ZrO2 es un excelente catalizador de la reacción, razonablemente estable con el tiempo en lecho fijo y reusable. Se investigó la reactividad de diferentes sustratos sobre el ZrO2 en función del grado de sustitución del carbono en posición alfa. El ácido 2-metilbutanoico, con un metilo sustituyendo a uno de los H-alfa e introduciendo un impedimento estérico, presentó velocidades de reacción más lentas que el ácido pentanoico con dos H-alfa. Se concluyó que para el ácido 2-metilbutanoico las reacciones ocurren preferentemente en las aristas y los vértices del catalizador. Se estudió la reactividad de los ácidos sin átomos de hidrógeno en posición alfa que no deben reaccionar por el mecanismo vía el beta-cetoácido, el cual se está favoreciendo en la literatura como mecanismo para la descarboxilación cetónica. No hay reacción en las condiciones estándar, y al forzar las condiciones de reacción para el ácido piválico trabajando a temperaturas elevadas, se observó que se produce la reacción retro-Koch, además de otras reacciones como la hidrogenación, el reordenamiento y la fractura del ácido. También en el caso del ácido 2,2,5,5-tetrametiladípico se produjo la reacción retro-Koch produciendo dos isómeros del ácido 2,2,5-trimetilhexenoico que después forman productos secundarios como una cetona y una lactona. Estos resultados refuerzan aún más el mecanismo propuesto vía el beta-cetoácido. El ZrO2 fue empleado como catalizador para la obtención de alcanos lineales de cadena larga, del rango de ceras, a partir de sustancias de origen renovable como aceite vegetal y sus derivados. Trabajando en las condiciones optimizadas se transformó el estearato de metilo a ceras con un rendimiento del 60% (del cual un 72% de las moléculas tienen 35 carbonos). Al emplear aceite de girasol como sustrato el rendimiento final a las ceras es de más del 40%, pero se requirió una segunda etapa de hidrodesoxigenación. En el caso del aceite se produce un buen número de fragmentaciones debidas en cierta medida a las insaturaciones de los ácidos grasos y a radicales promovidos por el glicerol. En la tesis se puso en evidencia la singular actividad catalítica del TiO2 respecto al ZrO2 cuando se emplean ácidos carboxílicos como sustratos. El TiO2 también cataliza la reacción de descarboxilación cetónica, mostrando mayores rendimientos a la cetona que el ZrO2 a temperaturas de reacción bajas, de 325 - 350 °C. Además, el TiO2 cataliza una serie de reacciones en cascada que desembocan en la obtención de olefinas. Se demostró que sobre la superficie del TiO2 ocurrieron transferencias de hidruros entre diferentes moléculas además de la condensación aldólica de cetonas, ambas jugando un papel importante en la formación de las olefinas. Estas reacciones fueron aprovechadas para la producción de un bio-carburante. Con el TiO2 se consiguió que el bio-carburante contuviese compuestos de mayor peso molecular que con el ZrO2 debido a las reacciones de formación de enlaces C-C que cataliza. Consecuentemente, se llegó a aumentar la cantidad de la fracción diésel sustituyendo el ZrO2 por TiO2, al emplear como sustrato el ácido pentanoico que se puede obtener a partir de sacáridos. / La present tesi va tenir com a objectiu l'aprofitament i la valorització de productes de biomassa o els seus derivats aplicant els principis de la química sostenible. Es va estudiar la reacció de descarboxilació cetònica d'àcids carboxílics en presència d'òxids de metall. Es va demostrar que el ZrO2 és un excel·lent catalitzador de la reacció, raonablement estable amb el temps en un llit fix i reutilitzable. Es va investigar la reactivitat de diferents substrats sobre el ZrO2 en funció del grau de substitució del carboni en posició alfa. L'àcid 2-metilbutanoico, amb un metil substituint a un dels H-alfa i introduint un impediment estèric, va presentar velocitats de reacció més lentes que l'àcid pentanoico amb dos H-alfa. Es va concloure que per a l'àcid 2-metilbutanoico les reaccions ocorren preferentment en les arestes i els vèrtexs del catalitzador. Es va estudiar la reactivitat dels àcids sense àtoms d'hidrogen en posició alfa que no han de reaccionar pel mecanisme via el beta-cetoàcid, què s'està afavorint en la literatura com a mecanisme per la descarboxilación cetònica. No hi ha reacció en les condicions estàndard i, en forçar les condicions de reacció per a l'àcid piválico treballant a temperatures elevades, es va observar que es produeix la reacció retro-Koch, a més d'altres reaccions com la hidrogenació, el reordenament i la fractura de l'àcid. També en el cas de l'àcid 2,2,5,5-tetrametiladípico es va produir la reacció retro-Koch produint dos isòmers de l'àcid 2,2,5-trimetilhexenoico que després formen productes secundaris com una cetona i una lactona. Aquests resultats reforcen encara més el mecanisme proposat via el beta-cetoàcid. El ZrO2 va ser emprat com a catalitzador per a l'obtenció d'alcans lineals de cadena llarga, del rang de ceres, a partir de substàncies d'origen renovable com a oli vegetal i els seus derivats. Treballant en les condicions optimitzades es va transformar el estearat de metil a ceres amb un rendiment del 60% (del qual un 72% de molècules tenen 35 carbonis). Al emprar oli de gira-sol com a substrat el rendiment final a les ceres es de més del 40%, però es va requerir una segona etapa de hidrodesoxigenación. En el cas de l'oli es produeix un bon nombre de fragmentacions degudes en certa mesura a les instauracions dels àcids grassos i a radicals promoguts pel glicerol. En la tesi es va posar en evidència la singular activitat catalítica del TiO2 respecte al ZrO2 quan s'empren àcids carboxílics com a substrats. El TiO2 també catalitza la reacció de descarboxilación cetònica, mostrant majors rendiments a la cetona que el ZrO2 a temperatures de reacció baixes, de 325 - 350 °C. A més, el TiO2 catalitza una sèrie de reaccions en cascada que desemboquen en l'obtenció d'olefines. Es va demostrar que sobre la superfície del TiO2 van ocórrer transferències d'hidrògens entre diferents molècules a més a més de la condensació aldólica de cetones, ambdues jugant un paper important en la formació de les olefines. Aquestes reaccions van ser aprofitades per a la producció d'un bio-carburant. Amb el TiO2 es va aconseguir que el bio-carburant contingués composts de major pes molecular que amb el ZrO2 a causa de les reaccions de formació d'enllaços C-C que catalitza. Conseqüentment, es va arribar a augmentar la quantitat de la fracció dièsel substituint el ZrO2 per TiO2, al utilitzar com a substrat l'àcid pentanoico que es pot obtenir a partir de sacàrids. / Oliver Tomás, B. (2017). Transformación de biomasa a productos químicos de interés y carburantes mediante descarboxilación cetónica e hidrodesoxigenación [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90411 / TESIS