Call number: LD2668 .T4 1986 Y36 / Master of Science / Physics

Master of Science / Department of Apparel, Textiles, and Interior Design / Sherry J. Haar / This study was based on the concept of slow design, proposed after the slow food movement. The idea of slowing down production processes and increasing product quality and value suggests an antidote to the fast cycle of the fashion industry. Slow design supports two principals, inheriting tradition and maintaining eco-efficiency, which guided this project. Inheriting tradition is an expression that explores ways to sustain lost art and traditional heritage in our daily lives, as well as develop products that establish personal meaning for the consumer. Maintaining eco-efficiency of product production involves utilization of eco-friendly materials and sustainable approaches to aid in developing a healthier and cleaner ecosystem. The overall goal of this design research was to celebrate and sustain the spiritual and material civilization of the Chinese culture by creating a modern artistic interpretation of Chinese traditional arts using an environmentally conscious approach that was applicable to apparel design. This research created modern surface design on a group of garments from traditional Chinese Su Xiu embroidery, physical resist techniques, and natural dyes. This practice-based research utilized the paradigm of naturalistic inquiry to guide the stages of this project. A progressive design process was adopted in response to the unexpected events in the final artifact development. In the design exploration stage, a color library was created to provide the color story for the final artifacts. Basic Su Xiu embroidery stitches and traditional physical resist techniques were sampled with selected flosses and fabrics. Various samples were critiqued and analyzed to develop three unique techniques from characteristics of traditional Chinese Su Xiu embroidery, physical resist techniques (Zha Jiao, Feng Jiao, pole- wrapping, and Jia Xie), using natural dyeing techniques with woad and madder. Natural dye findings included using madder to overdye woad to adjust or reverse colors and that woad overpowered the effects of iron and acid premordants. The outcome resulted in a water-inspired series of three garments that showed evidence of simplified traditional techniques with reduced production time, energy, and dyeing material while encompassing elements of traditional art using a modern aesthetic. The designs and process were presented in a public exposition.

Doctor of Philosophy / Department of Chemistry / Jun Li / Solar energy as a sustainable resource is a promising alternative to fossil fuels to solve the tremendous global energy crisis. Development of three generation of solar cells has promoted the best sunlight to electricity conversion efficiency above 40%. However, the most efficient solar cells rely on expensive nonsustainable raw materials in device fabrication. There is a trend to develop cost-effective biophotovoltaics that combines natural photosynthetic systems into artificial energy conversion devices such as dye sensitized solar cells (DSSCs). In this research, a model system employs natural extract light-harvesting complex II (LHCII) as a light-absorbing sensitizer to interface with semiconductive TiO₂ and plasmonic nanoparticles in DSSCs. The goal of this research is to understand the fundamental photon capture, energy transfer and charge separation processes of photosynthetic pigment-protein complexes along with improving biophotovoltaic performance based on this model system through tailoring engineering of TiO₂ nanostructures, attaching of the complexes, and incorporating plasmonic enhancement. The first study reports a novel approach to linking the spectroscopic properties of nanostructured LHCII with the photovoltaic performance of LHCII-sensitized solar cells (LSSCs). The aggregation allowed reorganization between individual trimers which dramatically increased the photocurrent, correlating well with the formation of charge-transfer (CT) states observed by absorption and fluorescence spectroscopy. The assembled solar cells demonstrated remarkable stability in both aqueous buffer and acetonitrile electrolytes over 30 days after LHCII being electrostatically immobilized on amine-functionalized TiO₂ surface. The motivation of the second study is to get insights into the plasmonic effects on the nature of energy/charge transfer processes at the interface of photosynthetic protein complexes and artificial photovoltaic materials. Three types of core-shell (metal@TiO₂) plasmonic nanoparticles (PNPs) were conjugated with LHCII trimers to form hybrid systems and incorporated into a DSSC platform built on a unique open three-dimensional (3D) photoanode consisting of TiO₂ nanotrees. Enhanced photon harvesting capability, more efficient energy transfer and charge separation at the LHCII/TiO₂ interface were confirmed in the LHCII-PNP hybrids, as revealed by spectroscopic and photovoltaic measurements, demonstrating that interfacing photosynthesis systems with specific artificial materials is a promising approach for high-performance biosolar cells. Furthermore, the final study reveals the mechanism of hot electron injection by employing a mesoporous core-shell (Au@TiO₂) network as a bridge material on a micro-gap electrode to conduct electricity under illumination and comparing the photoconductance to the photovolatic properties of the same material as photoanodes in DSSCs. Based on the correlation of the enhancements in photoconductance and photovoltaics, the contribution of hot electrons was deconvoluted from the plasmonic near-field effects.

Novel methods for the construction of dye-sensitized solar cells (DSSCs) were developed. A thin dense underlayer of TiO2 was applied on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass using as a precursor Tyzor AA-105. Subsequently a mesoporous film of P-25 TiO2 was applied by spreading a suspension uniformly over the surface of the underlayer and allowing the plate to slowly dry while resting on a level surface. After sintering at 500° C slides were treated with TCPP as a sensitizing dye and assembled into DSSCs. A novel method was used to seal the cells; strips of Parafilm® were used as spacers between the electrodes and to secure the electrodes together. The cells were filled with a redox electrolyte and sealed by dipping into molten paraffin. A series of phosphonic acids and one arsonic acid were employed as coadsorbates in DSSCs. The coadsorbates were found to compete for binding sites, resulting in lower levels of dye adsorption. The resulting loss of photocurrent was not linear with the reduction of dye loading, and in some cases photocurrent and efficiency were higher for cells with lower levels of dye loading. Electrodes were treated with coadsorbates by procedures including pre-adsorption, simultaneous (sim-adsorption), and post-adsorption, using a range of concentrations and treatment times and a variety of solvents. Most cells were tested using an iodide-triiodide based electrolyte (I3I-1) but some cells were tested using electrolytes based on a Co(II)/Co(III) redox couple (CoBpy electrolytes). Phosphonic acid post-adsorbates increased the Voc of cells using CoBpy electrolytes but caused a decrease in the Voc of cells using I3I-1 electrolyte. Phosphonic acids as sim-adsorbates resulted in a significant increase in efficiency and Jsc, and they show promise as a treatment for TCPP DSSCs.

A maioria dos efluentes pode ser facilmente tratada com reatores biológicos que oferecem boa eficiência na remoção da matéria orgânica. Contudo, a existência de compostos tóxicos ou de baixa biodegradabilidade dificulta o processo e, às vezes, impede que o mesmo seja feito. Na tentativa de minimizar a toxicidade e aumentar a biodegradabilidade, os Processos Oxidativos Avançados (POA) são uma alternativa viável. Os POA consistem na geração de fortes oxidantes \"in situ\" que reagem então com a matéria orgânica. O principal agente oxidante, gerado pelos POA, são os radicais hidroxila (•OH), que possuem um alto potencial de oxidação. Este trabalho teve por objetivo estudar, em escala laboratorial, a remoção de cor obtida pelo acoplamento de um reator de lodo ativado com a fotocatálise heterogênea (TiO2/UV), no tratamento do efluente de uma indústria de produtos de madeira, otimizando a concentração do catalisador, a temperatura e o pH, observando também a seqüência de tratamento, ou seja o reator fotocatalítico como pré- e pós-tratamento. O efluente e o lodo utilizados foram cedidos pela indústria de Faber-Castell em São Carlos. O tempo de retenção hidráulica (TRH) do reator de lodo ativado foi de 3 horas, com uma parada para a sedimentação de 30 minutos (tempos semelhantes aos utilizados pela empresa). A fotocatálise foi realizada em um reator encamisado com a irradiação de uma lâmpada de média pressão de Hg (250 W), a 20 cm da lâmina de líquido (volume efetivo de 100 mL), com agitação magnética de 45 rpm. O reator biológico utilizado no laboratório removeu boa parte da DQO do efluente, de 85-90% de remoção, porém não houve descoramento. Quando a fotocatálise foi utilizada como pós-tratamento, a remoção de cor foi de 93% em uma hora de irradiação e houve um total desaparecimento da ecotoxicidade do efluente. Ao se avaliar a fotocatálise como pré-tratamento do reator de lodo ativado, em uma hora de irradiação, houve pouca diminuição na intensidade de cor do efluente (60%) e a ecotoxicidade continuou alta. No entanto, ao se aumentar o tempo para 5 horas e 30 minutos houve um descoramento de quase 90%, somente com a fotocatálise. A cinética de descoramento, para o reator utilizado como pós-tratamento se ajustou a um modelo de primeira ordem com uma constante de velocidade (k) de (5,0 ± 0,57) × 10-2 min-1 e um R2 = 0,996. Quando o efluente bruto foi tratado primeiramente com a fotocatálise, a cinética de descoramento foi de ordem zero, com um R2 = 0,992, e uma constante de velocidade (k) de (2,60 ± 0,24) × 10-2 u.a. min-1. Conclui-se que o tratamento oxidativo avançado é uma ferramenta útil no descoramento do efluente estudado, tanto para pré ou pós-tratamento do reator biológico de lodo ativado. Porém, a melhor seqüência de reatores foi a que utilizou a fotocatálise como pós-tratamento, trabalhando com as condições, temperatura 25°C, pH 7 e concentração de dióxido de titânio de 2,0 g L-1, tendo havido uma redução de 93% da cor. Quando o reator fotocatalítico foi usado como pré-tratamento, nas condições pH 5,7, temperatura 25°C e concentração de titânio de 0,42 g L-1 TiO2, houve um descoramento de 60%. / Generally, wastewaters can be easily treated by biological reactors with a good efficiency regarding organic matter removal. However, the process can be impaired in the presence of compounds that are toxic or have low biodegradability. Advanced Oxidation Processes (AOPs) may be a choice to oxidize these compounds and minimize their toxicity and/or increase biodegradability. AOPs are based in the \"in situ\" generation of strong oxidants that reacts with the organic matter. The most important oxidant agent generated by AOPs is the hydroxyl radical (•OH), as they have a high oxidation potential. The aim of this work is to study, in laboratory scale, the decolorization achieved by the combination of an activated sludge reactor with heterogeneous photocatalysis (TiO2/UV), in the treatment of a wood\'s industry wastewater, optimizing catalyst concentration, temperature, and pH, also observing the treatment sequence, that is, photocatalysis prior or after the activated sludge reactor. The wastewater and the sludge were collected at Faber-Castell, São Carlos. The Hydraulic Retention Time (HRT) of the activated sludge reactor was 3 hours, with an interruption in the aeration of 30 minutes (same time used in the industry). Photocatalysis was carried out in a jacketed reactor with the irradiation of a medium pressure mercury lamp (250 W), away 20 cm from the wastewater surface (effective volume of 100 mL), magnetic stirred at 45 rpm. The biological reactor removed almost all COD of the effluent (85-90%), although color was not removed. When photocatalysis was used after the activated sludge reactor, color removal reached 93% in one hour of irradiation, as well as the complete detoxification of the wastewater. When photocatalysis as used as a pre-treatment, there was a color removal of 60% the ecotoxicity did not change. However, color removal increased to 90% with an irradiation time of 5 hours and 30 minutes. The photocatalytic decolorization kinetics (post-treatment) followed a first order model, with a constant (k) of (5.0 ± 0.57) × 10-2 min-1 and a R2 of 0.996. When the effluent was first treated with photocatalysis, the kinetics showed a zero order behavior, with a R2 = 0,992 and a of (2.60 ± 0.24) × 10-2 u.a. min-1. Photocatalysis is a good choice for removing the color of this effluent, regardless of the sequence tested. However, the best choice is to use photocatalysis prior to the biological treatement, as a 93% color removal was achieved, working with pH 7.0, 25°C and 2 g L-1 TiO2. Only 60% of color removal was observed when the wastewater was photocatalytic pretreated, with pH 5.7, 25°C, and 0.42 g L-1 TiO2.

Neste trabalho foi estudado o efeito sinérgico do microambiente e de óxidos na degradação de corantes e aglutinantes. Para avaliar o efeito de MnO2 e α- Fe2O3 na degradação de aglutinantes em câmaras climáticas à temperatura de 35°C e UR de 50% foi utilizado linoleato de metila como molécula modelo e observou-se que MnO2 atua catalisando reações de auto-oxidação, que ocorrem preferencialmente na degradação desses aglutinantes. Já α- Fe2O3 apresentou comportamento ambíguo, sugerindo mecanismo de ação mais complexo desse óxido. Experimentos para verificar o efeito de luz UV foram conduzidos e reafirmaram os resultados sobre falta de reprodutibilidade dos resultados na presença de α- Fe2O3 e sobre o efeito da presença de MnO2 ser mais significativa para a degradação de linoleato de metila do que a luz. Para gordura vegetal e animal foram conduzidos experimentos com maior tempo de exposição (22 dias), uma vez que não foram observadas mudanças espectrais significativas com 8 dias de exposição. No caso das gorduras animal e vegetal a presença de óxidos de Mn e Fe teve um efeito menos expressivo, mas mesmo assim foi possível observar que o comportamento foi o mesmo do linoleato de metila. No caso dos corantes foi feita uma caracterização espectroscópica de 6 corantes sintéticos semelhantes aos encontrados em têxteis pré-colombianos e avaliou-se a interação de índigo carmim com metais visando mimetizar o comportamento de mordentes proveniente de sais usados como mordentes. Para os corantes índigo carmim, purpurina e alizarina foram estudados os espectros SERS e SERRS, e observou-se que os dois últimos formam complexos com o substrato metálico usado para o obtenção do efeito tendo uma variação significativa em seus espectros Raman. A análise de fibras arqueológicas Huari permitiu identificar que se trata de lã e que o corante da fibra vermelha era carmim. / This work aimed the investigation of the microenvironment and metal ions synergic effect on the degradation of binders and dyes. The role of MnO2 and α- Fe2O3 was assessed using environment chambers at 35°C and 50 % RH and methyl linoleate was chosen as a model binder since fats present very complex chemical composition. It was find that MnO2 catalyses auto-oxidation reactions which are the main routes for binders degradation. On the other hand, the results using α- Fe2O3 were not reproducible, suggesting that this oxide present a more complex mechanism of action. The same behavior was observed when methyl linoleato -metal oxides mixtures were irradiated with UV light and confirms that a radical mechanism mediated the MnO2 catalytic effect. Vegetal and animal fats, although not as sensitive as methyl linoleate to metal oxide, presented the same behavior. The preliminary results on dyes degradation involved the spectroscopic characterization of 6 synthetic dyes, selected from those found in pre-Colombian textiles and indigo carmine metal complexes aiming to mimic mordants. Fe, Cu and Al complexes were prepared and analyzed and complexation only caused minor changes in their spectra compared to indigo carmine. SERS and SERRS were used in the investigation of indigo carmine, purpurin and alizarin and except for the former, the spectra indicated that chemical adsorption to the SERS active surface (Ag and Cu) with a significant change in their spectrum. The analysis of the archaeological Huari fibers allowed to identify that it was wool and the dyes were carmine ( red fiber) and indigo carmine (blue fiber).

Betalaínas são pigmentos nitrogenados de cor vermelha-violeta ou amarela encontrados em um número restrito de espécies de plantas e fungos. Esta Tese de Doutorado apresenta o desenvolvimento de um derivado betalaínico com sistema π estendido chamado de BeetBlue, a caracterização de suas propriedades estruturais, redox e espectroscópicas e o estudo do seu comportamento na presença de outras espécies químicas. Este corante foi semissintetizado a partir do acoplamento entre 2,4-dimetilpirrol e ácido betalâmico extraído de suco de beterraba hidrolisado. Embora o sistema diazapolimetínico com nove grupos metilênicos da BeetBlue seja análogo ao da indocianina verde, um corante fluorescente de grande interesse aplicado, BeetBlue é azul-violeta e pouco fluorescente em soluções de solventes moleculares. A diminuição da polaridade ou aumento da viscosidade do meio aumentam o seu rendimento quântico de fluorescência em até três ordens de grandeza e a complexação com lantanídeos em meio aquoso muda a sua cor de azul para laranja. BeetBlue é sensível à hidrólise catalisada por base e à oxidação, o que oferece novas oportunidades para o seu uso no desenvolvimento de métodos analíticos. Este corante não é citotóxico para células de epitélio de retina e não afetou o desenvolvimento de embriões e larvas de peixe-zebra. BeetBlue é o protótipo de uma nova classe de pigmentos polimetínicos quirais solúveis em água, as quasibetalaínas, que apresentam grande potencial de aplicação como corantes seguros para o meio ambiente e saúde animal. / Betalains are nitrogen-containing pigments of red-violet or yellow color found in a restricted number of species of plants and fungi. This Doctoral Thesis presents the development of a betalain derivative with an extended π system called BeetBlue, the characterization of its structural, redox and spectroscopic properties and the study of its behavior in the presence of other chemical species. This dye was semi-synthesized from the coupling of 2,4-dimethylpyrrole and betalamic acid extracted from hydrolyzed beet juice. Although the diazapolimethyne system with nine methylene groups of BeetBlue is analogous to that of indocyanine green, a fluorescent dye of great interest, BeetBlue is blue-violet and poorly fluorescent in solutions of molecular solvents. The decrease in polarity or increase in the viscosity of the medium increases its fluorescence quantum yield by up to three orders of magnitude, and the complexation with lanthanides in aqueous medium changes its color from blue to orange. BeetBlue is sensitive to basecatalyzed hydrolysis and oxidation, which offers new opportunities for its use in the development of analytical methods. This dye is non-cytotoxic to retinal epithelial cells and did not affect the development of zebrafish embryos and larvae. BeetBlue is the prototype of a new class of water-soluble chiral polymethynic pigments, the quasibetalains, which present great potential for application as safe dyes for the environment and animal health.

Esse trabalho apresenta um estudo experimental de agregação da Acridina Laranja (AL) em solução aquosa homogênea e na sua interação com o surfactante Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). Este estudo foi realizado com o objetivo de definir estruturas e características temporais de formação de agregados de compostos orgânicos com sistema desenvolvido de conjugação-, usados como fotossensibilizadores e marcadores de estruturas biológicas, em sua interação com nanoestruturas heterogêneas. A informação sobre as características de agregação de fotossensibilizadores é importante devido à influência deste processo na eficácia de suas aplicações práticas, em particular na biologia e medicina. A AL foi escolhida como modelo devido aos seguintes motivos: AL é um composto bem conhecido e várias de suas características já estão bem estabelecidas na literatura; Possui alto rendimento quântico de fluorescência, alta fotoatividade, alta afinidade com estruturas biológicas (membrana celular, DNA e RNA, em particular), por isso a AL é amplamente usada como marcador fluorescente e fotossensibilizador em fototerapia; AL possui a tendência de formar agregados em solução aquosa; A agregação da AL modifica seus espectros de absorção e de fluorescência, diminui o tempo de vida e o rendimento quântico de seus estados excitados. Isso a torna um modelo útil para o estudo do fenômeno da agregação. Foram analisados os espectros de absorção óptica, de fluorescência e de espalhamento ressonante da luz em regime estático e em função do tempo, como também o espalhamento dinâmico da luz para várias concentrações de AL e de SDS. Observamos que: em soluções aquosas a AL forma agregados tipo H; O aumento da concentração de AL em soluções homogêneas induz o aumento do número de agregação; A presença do sal estimula a agregação devido à diminuição da repulsão eletrostática entre as moléculas de AL; O SDS em concentrações acima de 60uM estimula a agregação da AL induzindo a formação de agregados mistos nAL+mSDS; A estrutura dos agregados nAL+mSDS é flexível e instável; Os agregados mistos possuem uma dinâmica de transformações caracterizada por quatro componentes, a primeira com tempo característico < 36 s e os outros três com tempos que variam de minutos até algumas horas; A agregação diminui a intensidade da fluorescência da AL e aumenta a intensidade do ERL; Em altas concentrações o SDS diminui o número de agregação da AL chegando finalmente à sua forma monomérica ligada com os agregados e/ou micelas de SDS; Se comparado com a AL em solução aquosa homogênea, a ligação de monômeros da AL com micelas de SDS aumenta a intensidade da sua fluorescência; O estudo demonstra que a agregação afeta a eficácia dos fotossensibilizadores em aplicações. Tal fato deve ser tomado em consideração, especialmente devido à sua dinâmica prolongada, pois as características dos fotossensibilizadores se modificam continuamente durante o seu uso. / In this work we present an experimental study of Acridine Orange (AO) aggregation in homogeneous aqueous solutions and its interaction with a surfactant Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). The objective of this study was to define the structure and temporal characteristics of aggregates of organic compounds with developed-conjugated system, used as photosensitizers and probes of biological structures, in its interaction with heterogeneous nano-structures. The information on photosensitizer aggregation characteristics is important as this process would affect its efficiency in practical applications, in biology and medicine, in particular. AO was chosen as a model for the following reasons: AO is a known compound with various characteristics well described in literature; AO has a high fluorescence quantum yield, high photoactivity, high affinity to biological structures (cell membrane, DNA and RNA, in particular), therefore, AO is widely used as a fluorescent marker and a photosensitizer in phototherapy; AO possesses a tendency to aggregate in aqueous solution. The aggregation of AO modifies essentially its absorption and fluorescence spectra, decreases the lifetime and quantum yield of its excited states. This makes AO a suitable model for studying the aggregation phenomenon. We have analyzed optical absorption, fluorescence and resonant light scattering spectra in the static mode and as a function of time as well as the dynamic light scattering for various AL and SDS concentrations. It was found that: in aqueous solutions AO forms H aggregates; The increase in concentration of AO in homogeneous solutions induces an increase in its aggregation number; The presence of salt stimulates aggregation due to decrease of electrostatic repulsion between AO molecules; The SDS concentrations above 60 M stimulate AO aggregation inducing the formation of mixed nAL + mSDS aggregates; Mixed nAL + mSDS aggregates are characterized by flexibility and instability; Transformation dynamics of the mixed aggregates is characterized by four components, the first one with a characteristic time <36 and the other three with times ranging from minutes to several hours; AO aggregation in a solution decreases its fluorescence and increases the resonant light scattering intensities; SDS at high concentrations reduces AO aggregation number until its monomeric form bound with SDS aggregates and / or micelles; AO monomers bound with SDS micelles possess higher fluorescence intensity as compared with that in homogeneous aqueous solutions. Our research shows that aggregation modifies efficacy of photosensitizers at their application. This has always to be considered especially due to its prolonged dynamics as the photosensitizer characteristics are modifying continuously during its application.

O objetivo do presente estudo foi utilizar o extrato de jabuticaba microencapsulado como corante e avaliar o seu potencial antimicrobiano e antioxidante em produtos cárneos embutidos do tipo linguiça frescal e mortadela, em substituição ao corante tradicionalmente utilizado carmim de cochonilha. Uma primeira etapa consistiu na avaliação in vitro da capacidade antioxidante e antimicrobiana do extrato de jabuticaba aquoso e microencapsulado. O extrato de jabuticaba foi obtido a partir do resíduo do despolpamento da fruta, com posterior desidratação (microencapsulação) por spray dryer, utilizando maltodextrina como agente carreador. A caracterização foi efetuada por determinação do teor de antocianinas e identificação destas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e espectrometria de massas (MS), determinação da sua capacidade antioxidante pelos métodos Folin-Ciocalteu, capacidade redutora do ferro no plasma (FRAP) e capacidade antioxidante pelo radical DPPH. As características físicas avaliadas no extrato aquoso foram o valor de pH e o teor de sólidos solúveis. O potencial antimicrobiano foi determinado pelo método da concentração inibitória mínima (CIM) sobre as bactérias Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Salmonella Enteritidis. O extrato de jabuticaba microencapsulado (EJM) foi utilizado para a elaboração de linguiça frescal e mortadela em duas diferentes concentrações: 2 e 4% de EJM para a linguiça frescal e 2% para mortadela. A linguiça frescal (à base de carne suína) e a mortadela (à base de carne bovina e carne mecanicamente separada de frango) foram avaliadas quanto à estabilidade durante armazenamento refrigerado a 1±1 e 4±1°C, por 15 e 56 dias, respectivamente. Os produtos foram caracterizados quanto à composição centesimal e foram realizadas análises físico-químicas, microbiológicas e sensoriais. Os resultados encontrados para a linguiça frescal confirmaram que o uso de 2% e 4% de EJM contribuíram para reduzir a oxidação lipídica durante os 15 dias de armazenamento e nas análises microbiológicas o EJM contribuiu para reduzir a contagem de microrganismos por quatro dias quando comparado com a linguiça controle (sem adição de EJM). A análise sensorial comprovou que 2% de EJM não comprometeu a maioria dos atributos sensoriais avaliados, com exceção da coloração mais escura. Recomenda-se, portanto, a utilização de 2% de EJM na produção de linguiça frescal. Nas mortadelas, os resultados não diferiram quando se comparou os produtos com 2% de EJM e sem adição do extrato (controle), porém, a utilização de 2% de EJM pode ser considerada uma alternativa interessante devido as demandas atuais por novas fontes de baixo custo e a utilização de pigmentos naturais que possam ser benéficos à saúde. Com estes resultados, pode-se dizer que o aproveitamento de cascas de jabuticaba oriundos do processamento da fruta, na forma de extrato microencapsulado, pode representar uma boa alternativa como corante natural, trazendo uma nova concepção da utilização de produtos mais saudáveis em linguiça frescal e mortadela. / The objective of this study was to use jabuticaba extract microencapsulated as dye and evaluate its antimicrobial and antioxidant potential in fresh sausage and mortadella, replacing the traditionally used dye cochineal carmine. The first step was to evaluate in vitro antioxidant and antimicrobial properties of aqueous and microencapsulated jabuticaba extract. The extract was obtained from the the waste of fruit pulping, with subsequent dehydration (microencapsulation) by spray dryer using maltodextrin as carrier agent. The characterization was carried out by determining and identifying anthocyanins by high-performance liquid chromatography (CLAE) and mass spectrometry (MS), determining the antioxidant capacity by the Folin-Ciocalteu method, reducing capacity of iron in plasma (FRAP) and antioxidant activity by DPPH radical. Physical characteristics evaluated in the aqueous extract were pH value and soluble solids content. The antimicrobial potential was determined by the minimum inhibitory concentration (MIC) for the bacteria Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella Enteritidis. Microencapsulated jabuticaba extract (MJE) was used for the preparation of fresh sausage and mortadella in two different concentrations: 2 and 4% EJM for fresh sausage and 2% for mortadella. The fresh sausage (pork) and mortadella (beef and mechanically separated meat chicken) were evaluated for stability during refrigerated storage at 1±1 and 4±1°C for 15 and 56 days, respectively. The products were characterized for centesimal composition and were carried out physical-chemical, microbiological and sensorial analysis. The results for fresh sausage confirmed that the use of 2% and 4% EJM contributed to reduce lipid oxidation during the 15 days of storage and MJE contributed to reduce the microorganisms counts for four days when compared to the control sausage. Sensory analysis proved that 2% MJE did not compromise the majority of sensory attributes evaluated, but the darker color. It is recommended, therefore, the use of 2% MJE for producing fresh sausages. Regarding mortadella, the results did not differ when compared 2% EJM and control, attesting that the 2% EJM can be considered an interesting alternative because of the current demands for new low-cost sources and using natural pigments, what can be beneficial to health. Considering the results, it can be state that the use of jabuticaba peel from fruit processing as microencapsulated extract can represent a good alternative as a natural dye, bringing a new conception of healthier products in fresh sausage and mortadella.

Os efluentes gerados pelas indústrias têxteis possuem como características elevada DQO, alta concentração de matéria orgânica não-biodegradável e intensa coloração, já que em média 12% do total de corantes utilizados são perdidos durante a produção. Os azo-corantes são os mais utilizados por possuírem uma alta aderência ao tecido, resistência à luz solar e a processos químicos. Estes corantes possuem como agravante o fato de serem quimicamente resistentes aos métodos de tratamentos biológicos convencionais. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm sido estudados como uma alternativa promissora para o tratamento de substâncias tóxicas, refratárias e não-biodegradáveis. O presente trabalho tem como objetivo tratar um efluente de uma indústria têxtil utilizando o processo H2O2/UV para o descoramento dos corantes da família Remazol presentes, otimizando o processo a fim de se obter um efluente com características que facilitem o tratamento biológico. Para tanto, elaborou-se um planejamento experimental, com a finalidade de se estimar os efeitos das variáveis independentes pH, temperatura e concentração inicial de peróxido de hidrogênio. Em seguida, foi possível ajustar-se um modelo polinomial aos dados obtidos. A condição ótima de tratamento para as variáveis independentes foi: pH=12,3; temperatura = 52&deg;C e [H2O2] = 3,1 × 10-4 mol L-1. As variáveis-resposta observadas foram a remoção de cor (por meio da integração da área dos espectros na região do visível) e a concentração de peróxido de hidrogênio residual (método do vanadato de amônio). Para o efluente tratado com H2O2/UV, obteve-se uma remoção de cor de aproximadamente 80%, e para a fotólise direta obteve-se um valor de aproximadamente 75%, ambas com duas horas de irradiação. Para o processo H2O2/UV obteve-se uma cinética de primeira ordem, com constante de velocidade igual a (1,5 &plusmn; 0,36) × 10-2 min-1; para a fotólise, obteve-se uma cinética de segunda ordem com k = (2,3 &plusmn; 0,36) × 10-2 u.a.-1 min-1. A razão DQO/DBO não apresentou variação significativa para ambos os processos, mantendo o efluente dentro da faixa 5,0 < DQO/DBO > 2,5. A análise de carbono total foi concordante com os ensaios de DQO, não havendo mudanças significativas. No entanto, pôde-se observar, por meio de análises cromatográficas, que o processo H2O2/UV, aparentemente, foi responsável por uma maior degradação dos compostos presentes no efluente. / The wastewaters generated by the textile industry are known for their high COD, high concentration of non-biodegradable organic matter, and strong color, once approximately 12% of the dyes are lost during production. Azo dyes are the most used due to their high adherence to the fabrics, resistance to sunlight and to chemical processes. Those dyes have also the drawback of being resistant to conventional biological methods. Advanced Oxidation Processes (AOP) have been studied as a promising alternative for treating toxic, refractory, and non-biodegradable pollutants. The present work is aimed at treating the wastewater of a textile industry by the H2O2/UV process in order to remove the color due to the Remazol dyes present, as well as optimizing the process in order to obtain a wastewater easier to be biologically treated. For that purpose, an experimental design was performed to assess the effects of independent variables pH, temperature, and hydrogen peroxide concentration. Next, a polynomial model was fit to the obtained data. The optimum treatment condition was: pH = 12.3; temperature = 52&deg;C, and [H2O2] = 3.1 × 10-4 mol L-1. The response variables were color removal (measured by the area under the spectra obtained in the visible region) and the residual concentrations of H2O2 (vanadate method). Color removals of approximately 80 and 75% were achieved, for H2O2/UV and direct photolysis, respectively, both after two hours of irradiation. The decolorization kinetics of the H2O2/UV process followed a first order model, with a constant (k) of (1.5 &plusmn; 0.36) × 10-2 min-1, while the effluent treated with the direct photolysis showed a second order behavior, with k = (2.3 &plusmn; 0.36) × 10-2 u.a.-1 min-1. The COD/BOD ratio remained practically unchanged for both process, in the range of 5.0 < COD/BOD > 2.5. COT analyses were in agreement with COD ones, with no significant changes. However, it could be observed in the chromatographic analyses that the H2O2/UV process, apparently, was responsible for a greater degradation of the compounds present in the studied wastewater.