Orientadores: Cesar Costapinto Santana, Isabel Cristina Sales Fontes Jardim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maldaner_Liane_M.pdf: 1508589 bytes, checksum: 3a427ebd108b6fdad8d08be5f356992c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A soja é um dos principais produtos de exportação do Brasil, sendo muito empregada na alimentação, por ser um alimento funcional, rico em vitaminas, proteínas e sais minerais. A crescente demanda e a busca da qualidade da soja exigem a aplicação constante, de agrotóxicos durante o seu cultivo, sendo as vezes abusiva. Por outro lado, para garantir o bem estar da população, uma vez que a maioria dos agrotóxicos são prejudiciais à saúde, as principais agências reguladoras impõem limites máximos de resíduos para os agrotóxicos que podem estar presentes nos alimentos. Em vista disso, neste trabalho, foi desenvolvido e validado um método para determinação dos principais agrotóxicos (imazetapir, imazaquim, metsulfurom-metil, carboxim, clorimurom-etil e tebuconazol) usados nas lavouras de soja, empregando a dispersão da matriz em fase sólida (DMFS) como técnica de extração, seguida de uma etapa de cIean-up e posterior análise por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por arranjo de diodos (CLAE-DAD). Os resultados mostraram que a DMFS é adequada para amostras sólidas e complexas, como a soja, é rápida e simples, entretanto, exige a otimização de várias variáveis durante o processo de desenvolvimento da metodologia. A etapa de cIean-up foi necessária devido a quantidade de int~rferentes provenientes da matriz, que foram, na sua maioria, eliminados com o uso de uma co-coluna de C8. Permaneceram interferentes que co-eluíram nos tempos de retenção do imazetapir e do'metsulfurom, que não invalidaram suas determinações, mas prejudicaram suas quantificações. A validação da metodologia mostrou bons resultados de recuperação para todos os agrotóxicos (60 -120 %), com exceção para o metsulfurom e tebuconazol no nível mais baixo de concentração; precisão < 15 % para todos os compostos, com exceção do imazetapir e metsulfurom; boa linearidade, coeficientes de correlação> 0,90 e nenhuma tendência foi visualizada no gráfico de resíduos. O limite de quantificação do método permitiu que os limites máximos de resíduos impostos pelas agências reguladoras para todos os compostos estudados fossem atingidos, com exceção para o imazetapir, devido a co-eluição do interferente. As amostras provenientes de uma cultura de soja analisadas não apresentaram contaminação pelos agrotóxicos em estudo / Abstract: Soy is one of principal Brazilian exportation products of Brazil as it is much used as a foodstuff because of its functional properties: rich in vitamins, proteins and minerais. The increasing quantity and quality of soy demands a constant and even expressive application of pesticides during soy cultivation. On the other hand, for preservation of public heath, since most pesticides may be prejudicial to health, the main regulatory agencies impose the maximum residues limits of pesticides in food. Thus, in this work, a method to determine the main pesticides applied in soy cultivation (imazethapyr, imazaquin, metsulfuron-methyl, carboxin, chlorimurom-ethyl and tebuconazole) using matrix solid phase dispersion (MSPD) as the extraction technique, followed by a clean-up step and subsequent chromatographic analysis by high performance liquid chromatography - diode array detection (HPLC-DAD), was developed and validated. The results have shown that MSPD is a suitable extraction procedure for solid and complex matrices, as is the case of soy and is a rapid and simple technique. However, it requires the optimization of some variables during the process of methodology development. The clean-up step was necessary because of the amount of matrix impurities, but the majority was eliminated using a C8 co-column. Remaining im.purities with the same retention time as imazethapyr and metsulfuron do not invalidate the determination but prejudice the quantification of these compounds. The validated method has shown good -results of recuperation for ali pesticides (60 - 120 %) except for metsulfuron and tebuconazole at the lowest concentration levei, precision < 15 % for ali compounds, except for imazethapyr and metsulfuron, good linearity and correlation coefficients > 0.90 without visible bias. The quantification limit of the method allows determinations below the maximum residues limits for ali pesticides, except for the imazethapyr, due to the presence of an impurity. Soy samples from soy cultivation were analyzed and did not present contamination for the pesticides under study / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Angela de Almeida Meireles, Diego Tresinari dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vardanega_Renata_M.pdf: 2211548 bytes, checksum: 6075d57c9fcfd91ae66badca9ff3939a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Espécies do gênero Pfaffia (Amaranthaceae) têm sido comercializadas como substitutas para Panax (ginseng, Araliaceae) e em função da morfologia similar de suas raízes são popularmente conhecidas como ginseng brasileiro. Dentre as espécies de Pfaffia conhecidas, a Pfaffia glomerata é a mais importante, uma vez que esta é a única que possui o composto ?-ecdisona, o qual representa a saponina de maior interesse desta planta, devido a seus efeitos terapêuticos. Atualmente, cápsulas contendo extratos de P. glomerata são comercializadas sob indicação de auxiliar da memória e tônico. Além destas indicações, as raízes desta planta apresentam teores expressivos de saponinas (10-17%), o que faz com que o extrato das raízes de P. glomerata apresente um grande potencial para aplicação como emulsificante/surfactante. Comercialmente, extratos de P. glomerata são obtidos por percolação em leito fixo, no entanto, com baixos rendimentos. O objetivo deste estudo foi obter um extrato de ginseng brasileiro (P. glomerata) rico em saponinas empregando o processo de extração por percolação a baixa pressão, o qual é um processo de extração já estabelecido comercialmente, sob a assistência do ultrassom, que vem se destacando como uma técnica emergente na melhoria de processos de extração. Deste modo, as variáveis resposta estudadas foram o rendimento global de extração (X0) e as propriedades emulsificantes/surfactantes dos extratos obtidos: Índice de emulsificação (E24) e redução da tensão superficial da água (RTSA); os parâmetros avaliados foram: método de extração (percolação, PE; percolação assistida por ultrassom durante toda extração, PEU; percolação assistida por ultrassom durante o início da extração, PEUI e percolação assistida por ultrassom com pulsos, PEUP), temperatura (40 e 60°C) e solventes (água; etanol:água [35:65, v/v]; etanol:água [70:30, v/v], isopropanol:água [35:65, v/v] e isopropanol:água [70:30, v/v]). As condições de extração que proporcionaram maiores valores de X0 (62,8%), E24 (54,4%) e RTSA (36,3%) foram água, 60°C, PEUP; isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUP e isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUI, respectivamente. Estas condições foram selecionadas para estudo cinético e obtenção de parâmetros cinéticos ajustados que mostraram que, quando água foi empregada como solvente de extração sob ultrassom, obteve-se a maior recuperação de extrato com menor tCER (período de taxa de extração constante). Portanto, a condição de extração com água, 60°C, PE, representa a condição ótima em termos de rendimento. Ainda, realizou-se a quantificação do teor de ?- ison nos xtr tos o ti os n s in ti s on o t v -s -14% (base seca) de ?-ecdisona nos extratos das raízes de P. glomerata. A condição de extração que proporcionou os extratos com maior teor de ?-ecdisona foi a isopropanol:água (70:30), 60°C, PEUI, comprovando a maior seletividade de extração da mistura de solventes isopropanol:água (70:30, v/v), já que este foi também o solvente que apresentou extratos com maiores propriedades surfactantes. Portanto, pode-se concluir que ao final deste estudo, ao empregar o método de percolação em leito fixo assistida por ultrassom no início da extração utilizando isopropanol:água (70:30) como solvente de extração a 60°C, obteve-se uma condição de extração otimizada que fornece extratos das raízes de P. glomerata com alta recuperação de compostos bioativos / Abstract: Species of the genus Pfaffia (Amaranthaceae) have been commercialized as substitute to Panax (ginseng, Araliaceae). Due to the similar morphology of its roots to those of ginseng, they are popularly known as Brazilian ginseng. Among the species of Pfaffia, the P. glomerata is the most important because it is the only one that contains ?- ecdysone; which is the most important saponin from this plant due their therapeutic effects. Nowadays, capsules containing P. glomerata roots extracts are commercialized under indication to of improving the memory and as a tonic. Besides these indications, the P. glomerata roots exhibit expressive saponins content (10-17%); therefore, its extract can potentially be used as an emulsifier/ surfactant. Commercially, P. glomerata roots extracts are obtained by low-pressure solvent extraction in fixed bed extractors, however, with low yields. The aim of this study was to obtain an extract from Brazilian ginseng roots (P. glomerata) rich in saponins applying the process of low-pressure solvent extraction, which is an extraction process commercially established, assisted by ultrasound ; ultrasound assisted extraction is an emerging technique used to improve extraction process. The effects of the following parameters were evaluated on the overall extraction yield (X0) and surfactant properties (Emulsification index, E24 and reduction of water surface tension, RTSA) of P. glomerata roots extracts: extraction method (percolation, PE; ultrasound assisted percolation during the entire process, PEU; ultrasound assisted percolation at the beginning of the process, PEUI and ultrasound assisted percolation with pulses, PEUP), temperature (40 and 60°C) and extracting solvents (water, ethanol:water [35:65], ethanol:water [70:30], isopropanol:water [35:65] and isopropanol:water [70:30]). The extraction conditions that provided higher values to X0 (water, 60°, PEUP), E24 (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUP) and RTSA (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI) were selected for the kinetic study; the kinetic parameters were estimated fitting the experimental data to a linear spline with 3 straight lines. The kinetic parameters showed that when water was used as extracting solvent assisted by ultrasound, the higher extract recovery was obtained with the shortest tCER (constant extraction rate period). Therefore, the extraction condition with water, 60°C, PEUP is the optimum condition with respect to the X0. The content of ?-ecdysone was evaluated on the extracts obtained from kinetic study. The content of ?-ecdysone in the P. glomerata roots xtr ts w r -14% (dry base, d.b.). The extraction condition that provided the higher extraction of ?-ecdysone was that using isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI; the extracts with the best surfactant properties were obtained in this extracting condition . Therefore, it was concluded that applying ultrasound at the beginning of process using IsoC3OH:water (70:30) as extracting solvent at 60°C, was the optimized extraction condition to obtain extracts from P. glomerata roots / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Orientador : Rahoma Sadeg Mohamed. / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kopcak_Uiram_M.pdf: 9153605 bytes, checksum: 7c468a4c6c637be1bf97c6435e19da4f (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Alcalóides são compostos orgânicos encontrados em produtos naturais. Estas substâncias podem apresentar efeitos tóxicos no ser humano e animais, porém apresentam propriedades terapêuticas quando usados em doses moderadas. Alcalóides como cafeína, teofilina, teobromina, emetina e pilocarpina, entre outros, são utilizados como princípios ativos em uma variedade de medicamentos e estimulantes. Devido às suas propriedades, processos para a recuperação de alcalóides de produtos naturais são de grande interesse para as indústrias de alimentos, de cosméticos e farmacêuticas. O alca1óide mais consumido no mundo, a cafeína, é encontrado em grandes concentrações em produtos naturais, tais como, nas folhas da planta do mate, nos grãos de café e nas sementes de guaraná. Os processos convencionais utilizados para recuperar a cafeína a partir destas matrizes vegetais normalmente utilizam solventes orgânicos que podem causar danos ao meio ambiente e são tóxicos para o ser humano e animais. A extração de alcalóides com o uso de dióxido de carbono supercritico (CO2-SC), um solvente não-tóxico, não-inflamavél, encontrado comercialmente com grande pureza, não-agressivo ao meio ambiente e que possui baixas constantes criticas, tem sido utilizada em substituição a estes processos convencionais. Os fluidos no estado supercritico (FSC), em certas regiões de interesse nos processo reais, possuem densidades próximas às dos líquidos, viscosidades próxima às dos gases e difusividades intermediárias. Estas características tornam estes solventes potencialmente atrativos para os processos de extração. As extrações com o uso de FSCs são baseadas no fato de que, próximo ao ponto critico do solvente, propriedades como a densidade e a capacidade de solvência variam enormemente com pequenas mudanças nas pressões e temperaturas do processo, possibilitando a fácil recuperação dos solutos com pequenas mudanças nestas variáveis. Um grande problema associado ao uso do CO2-SC, nos mais variados processos de extração, é a pequena polaridade deste solvente e, conseqüentemente, a baixa capacidade de solubilizar solutos polares. Esta capacidade pode ser aumentada através da adição de cosolventes polares em baixas concentrações ao CO2-SC, como por exemplo água, etanol ou acetonitrila. Esta dissertação de mestrado procura dar uma contribuição ao desenvolvimento científico de uma tecnologia promissora para a extração de aJca1óides a partir de produtos naturais: o processo de extração com fluido supercríticos, tendo por objetivo principal, a extração da cafeína de sementes da planta do guaraná (Paullinia cupona) com dióxido de carbono supercritico e co-solventes polares como o etanol e o isopropanol. Com o intuito de determinar o efeito do uso de co-solventes na solubilidade da cafeína pura em CO2-SC, experimentos de solubilidade da cafeína em misturas supercriticas de etanol/CO2 e isopropanol/CO2 foram realizados usando um aparelho de extração de fluxo semicontinuo a altas pressões. A solubilidade da cafeína em misturas contendo 5% etanol/CO2, 10% etanol/CO2 e 5% isopropanol/CO2 foram determinadas a 323,2 e 343,2 K com pressões variando de 15,2 a 23,4 MPa. Experimentos de extração de cafeína a partir de sementes torradas e moídas de guaraná foram obtidos no mesmo aparelho experimental utilizando as misturas supercríticas a 323,2; 333,2 e 343,2 K e 17,9; 23,4 e 30,0 MPa. Experimentos da extração de cafeína em função do diâmetro de partícula de sementes torradas e moídas de guaraná foram obtidos a 323,5K, 23,4 MPa e diâmetros de partícula variando entre 91 e 775 µm. A concentração de fenóis totais presentes nos extratos obtidos foi determinada através de método calorimétrico. Em todos os experimentos moa vazão de l,44g CO2/min foi utilizada. Através dos resultados obtidos para a solubilidade de cafeína pura nas misturas supercriticas observa-se que a adição de co-solvente aumenta a solubilidade da cafeína nos solventes supercríticos. Este aumento pode ser atribuído ao aumento das forças de interação química (pontes de hidrogênio) e ao aumento das forças de dispersão entre o soluto e o solvente devido à adição de co-solventes. A adição de co-solvente em contra partida, diminui a seletividade do solvente para o alcalóide aumenta em maior grau a taxa de extração de fenóis em relação ao aumento da taxa de extração de cafeína, observadas nos experimentos de extração. Foi verificado que a solubilidade de cafeína pura aumenta com o aumento da pressão, porém este efeito, em geral, não foi observado no aumento das taxas de extração do alcalóide. Nos sistemas estudados para a determinação da solubilidade de cafeína, foi verificada a ocorrência de comportamento retrógrado nas pressões mais baixas (diminuição da solubilidade com a elevação da temperatura), onde o aumento da pressão de vapor de saturação do soluto com o aumento da temperatura é insuficiente para compensar a perda de poder de solubilização do solvente devido à diminuição da densidade com o aumento da temperatura. Nos experimentos de extração, observou-se que a taxa de extração dos solutos aumenta com a temperatura devido ao efeito no processo de dessorção da cafeína adsorvida na matriz de guaraná. As melhores condições experimentais encontradas para a extração de cafeína, a partir de sementes de guaraná, foram: 17,9 MPa e 343,2 K usando 10% de etanol como co-solvente e um diâmetro médio de partículas de 180µm. Além do desenvolvimento técnico-científico, espera-se que estes resultados contribuam para o desenvolvimento econômico da extração de alcalóides de produtos naturais, abrindo a possibilidade de formulação tanto de produtos atraentes aos consumidores preocupados com a saúde (produtos descafeinados, por exemplo), como subprodutos utilizados como princípios ativos em medicamento (alcalóides de todas as variedades) / Abstract: Alkaloids are organic compounds found in natural products and have toxic effects on animals and humans. In moderate doses, they however disp1ay therapeutic effects. Alkaloids from vegetable matrices such as caffeine, teophylline, teobromine, emetine and pilocarpine, among others, are used in many medicine formulations and as stimulants. Because of these properties, processes for the recovery of these compounds from natural products are of great importance for the pharmaceutical, food and cosmetic industries. Caffeine, the most consumed alkaloid in the word, is found in high concentration in some natural products such as mate leaves, coffee beans and guaraná seeds. Unfortunately, conventional process for the recovery this alkaloid from vegetable matrices use organic solvents. These solvents could have damaging effects on the environment and harmful to human and animal health. Extraction using supercritical carbon dioxide (SC-CO2), a non-toxic and noncombustible solvent; commercially available in high purity, environmentally benign and attainable critical parameters, has being utilized to substitute conventional processes. Supercritical fluids (SFC) are characterized by high densities, low viscosities, and diffusivities that are intermediate between gases e liquids. These unusual properties make SCFs potentially good solvents in a variety of applications. Supercritical Fluid Extraction (SFE) is based on the fact that, near the critical point of the solvent, its properties such as density and solvent power change rapidly with only slight variations of pressure and temperature; this way compounds can be dissolved and recovered from SFCs by simple manipulation of these variables. A problem associated with the widespread use of SC-CO2 is attributed to its low polarity and hence the low solubility of polar solutes. For industrial processes this inevitably leads to the use of large solvent volumes and high pressures. The addition of polar fluids (cosolvents) such as water, methanol and acetonitrile to the CO2 can modify ifs polarity and improves its capacity to dissolve polar solutes. The objective from this work is to provide information on caffeine extraction from guaraná seeds (Paullinia cupana) using supercritical carbon dioxide and polar cosolvents such as ethanol and isopropanol. In order to assess the effect of cosolvents on the solubility of caffeine in SC-CO2, experimental data on solubility of caffeine in supercritical ethanol/CO2 and isopropanol/CO2 mixed solvents were obtained using a high-pressure semi-continuous flow apparatus. Caffeine solubi1ities in 5% ethanol/CO2, 10% ethanol/CO2 and 5% isopropanol/CO2 mixtures were determined at 323.2 and 343.2 K and pressures ranging from 15.2 at 23.4 MPa. Experimental data on extraction curves of caffeine from ground and roasted guaraná seeds were also obtained with the same supercritical mixtures at 323.2, 333.2 and 343.2 K and at 17.9, 23.4 and 30.0 MPa. Caffeine extraction curves from guaraná particles with diameters ranging from 91 at 715µm were obtained at 323.5 K, at 23.4 MPa in order to assess the effect of the solid matrix on the extraction rate of caffeine. The concentration of total phenols found in the extracts was also obtained by colorimetric determination. In all experiments, the solvent flow rate utilized was 1,44g CO2/min. The results obtained for the solubility of pure caffeine in the supercritical mixtures indicated large increases in solubility with increase in relative amount of the co-solvent in the mixed solvent The large solubilities in the presence of cosolvent are attributed to the resultant chemical interaction force (hydrogen bonding) and increase in dispersion forces in the systems upon the addition of cosolvents. The addition of cosolvents, however, was found to reduce the selectivity of solvent for the caffeine in the extraction experiments, increasing the total phenols extraction rate. The increase in pressure increases the pure caffeine solubilities, but the increase in pressure did not, however, always result in increase in the extraction rate. The solubility of pure caffeine in mixed solvents also revealed the presence of a retrograde region, where the solubility decreased with increase in temperature, with the cross-over pressure being a function of the critical temperature and Pressure of the mixed solvent. In the extraction of caffeine from guaraná seeds, extraction rates increased with the increase in temperature due to the effect of temperature on the desorption of caffeine from the seed matrix. The best conditions for the caffeine extraction were found at 17.9 MPa and 343.2 K using the 10% ethanol/CO2 supercritical mixture and average particle diameter of 180µm. It is hoped that the information provided in this work can contribute to enhance the understanding of the extraction processes of alkaloids and in general of active principles from natural products / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Angela de Almeida Meireles, Paulo de Tarso Vieira Rosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:19:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinez_Julian_D.pdf: 1950070 bytes, checksum: 974d1b73823616f4335fda4e6120894c (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

A semente de Pitanga é resíduo do processamento da polpa e suco da fruta e os poucos trabalhos existentes sobre sua composição denotam grande valor nutricional. A extração com fluido supercrítico, pelos benefícios que apresenta, constitui uma excelente ferramenta para a obtenção e estudo de extratos. Assim, os objetivos deste trabalho foram obter extratos de sementes de Pitanga utilizando CO2 supercrítico (SC-CO2), caracterizá-los e avaliar possíveis atividades biológicas in vitro. As sementes lavadas, secas e trituradas foram caracterizadas e apresentaram umidade de 12,73%, granulometria de 0,48mm e extrato etéreo de 0,52%. As sementes foram colocadas em contato com o SC-CO2 em diferentes condições de pressão (P) e temperatura (T), conforme um Delineamento Composto Central Rotacional com P e T como variáveis independentes. A condição operacional de rendimento mais elevado foi repetida com etanol como co-solvente (SCEtOH). Para todos os extratos determinou-se o perfil de voláteis por cromatografia gasosa com espectrômetro de massas (CG/EM), a concentração de compostos fenólicos totais (CFT), a atividade antioxidante pela inativação dos radicais DPPH e ABTS, e a presença de terpenos por cromatografia em camada delgada (CCD). Nos extratos, obtidos via SC-CO2, Soxhlet e SC-EtOH, além de sua fração purificada, foram determinadas a concentração inibitória mínima (CIM) com S. aureus, E. coli, B. subtilis e P. aeruginosa, e a inibição da enzima arginase de Leishmania e de rato. O rendimento dos extratos variou de 0,16 a 0,48%, sendo P a única variável que influenciou no processo (p&lt;0,05). Na análise de superfície de resposta constatou-se que os melhores rendimentos foram obtidos a altas pressões, indicando que baixas temperaturas podem ser usadas para não degradar as substâncias termossensíveis. CFT variaram de 17,95 a 73,89 ppm em ácido gálico equivalente (GAE) nos extratos e P e T, no intervalo estudado, não influenciaram (p&lt;0,05) na concentração destes compostos. A presença de terpenos com atividade antioxidante foi detectada preliminarmente, nas análises de CCD. O perfil de voláteis obtidos por CG/EM indicou como componentes majoritários os sesquiterpenos - &gamma;-elemeno (12,54-37,76 ppm equivalente ao limoneno - EqLim) e germacrone (8,44-36,41 ppm EqLim), ambos com reconhecida atividade biológica. A concentração destes sesquiterpenos foi influenciada pela interação entre P e T. A atividade antibacteriana para os quatro extratos foi elevada apresentando uma CIM de 125 ppm para todos os micro-organismos testados. A inibição da enzima arginase foi baixa para o extrato supercrítico, Soxhlet e a fração purificada, porém o extrato SC-EtOH inibiu em até 48% o que indica forte ação contra o desenvolvimento da Leishmania. Ainda, a inibição da arginase em mamíferos tem função vasodilatadora. O extrato SC-EtOH possui compostos diferentes dos demais devido à modificação da polaridade pelo co-solvente (EtOH). Esta hipótese é também constatada pela atividade antioxidante, que foi menor para os extratos supercríticos que para aqueles obtidos com SCEtOH que apresentou maior concentração em equivalente de Trolox e inibição do radical DPPH de 94%. Os resultados mostram extratos de semente de Pitanga altamente promissores para aplicações contra enfermidades devido à ação antimicrobiana e inibitória da arginase. / The Pitanga seed is a waste of the fruit pulp and juice processing, and the few existing studies on its composition denote a high nutritional value. Due to its benefits, the supercritical fluid extraction is an excellent tool to obtain and study extracts. Therefore, the objectives of this study were to obtain extracts of Pitanga seeds using supercritical CO2 (SC-CO2), characterize them and evaluate potential biological activities in vitro. The washed, dried and crushed seeds were characterized and presented 12.73% moisture, particle size of 0.48 mm and 0.52% ether extract. The seeds were placed in contact with the SC-CO2 under different conditions of pressure (P) and temperature (T), according to a Central Composite Design with P and T as independent variables. The operational condition of higher yield was repeated with ethanol as co-solvent (SC-EtOH). For all extracts were determined: the profile of volatiles by gas chromatography with mass spectrometer (CG/ EM), the concentration of total phenolics compound (CFT), the inactivation of antioxidant activity by DPPH and ABTS radicals and the presence of terpenes by layer chromatography (CCD). In the extracts obtained by SC-CO2, Soxhlet and SC-EtOH and its purified fraction, the minimum inhibitory concentration (CIM) with S. aureus, E. coli, B. subtilis and P. aeruginosa were determined, as well as the inhibition of the enzyme arginase of Leishmania and rat. The yield of extracts ranged from 0.16 to 0.48%, being P the only variable that influenced the process (p&lt;0.05). In response surface analysis it was found that the best yields were obtained at high pressures, indicating that low temperatures can be used not to degrade the thermo-sensitive substances. CFT ranged from 17.95 to 73.89 ppm gallic acid equivalent (GAE) in extracts and P and T, over the range studied, did not influence (p&lt;0.05) the concentration of these compounds. The presence of terpene with antioxidant activity was detected preliminary, in the analysis of CCD. The volatile profile obtained by CG/ EM indicated the sesquiterpenes as major components - &gamma;-elemeno (12.54 to 37.76 equivalent to ppm limonene - EqLim) and germacrone (8.44 to 36.41 ppm EqLim), both with recognized biological activity. The concentration of these sesquiterpenes was influenced by the interaction between P and T. The antibacterial activity for the four extracts presented a high CIM of 125 ppm for all microorganisms tested. The inhibition of the enzyme arginase was low for the supercritical extract, Soxhlet and purified fraction, but the SC-EtOH extract inhibited up to 48% indicating strong action against the development of Leishmania. Furthermore, the inhibition of arginase in mammals has a vasodilator function. The SC-EtOH extract possesses different compounds due to the modification of their polarity with the co-solvent (EtOH). This hypothesis is also confirmed by the antioxidant activity, which was lower for the supercritical extracts compared with the extracts obtained with SC-EtOH, with the highest equivalent concentration of Trolox and DPPH radical inhibition of 94%. The results show that extracts of Pitanga seeds are highly promising for applications against diseases, due to antimicrobial activity and inhibition of arginase.

O processo de extração do óleo de mamona gera, como subproduto, uma torta rica em proteínas, que tem sido utilizada como adubo e contra fitonematóide, devido à sua toxicidade. Entretanto, as proteínas da torta de mamona são ricas em aminoácidos que permitem modificação química com aldeídos bifuncionais, como o glutaraldeído e o glioxal, o que pode ser interessante para a produção de filmes biodegradáveis com propriedades físicas adequadas ao emprego na agricultura. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi a produção e caracterização de filmes à base de proteínas extraídas da torta de mamona e reticuladas com glioxal ou glutaraldeído e plastificados com glicerol. Especificamente, estudaram-se o efeito da concentração de proteína e do tipo de reticulante, e o efeito da concentração do reticulante sobre algumas propriedades dos filmes. Os filmes foram produzidos com uma técnica conhecida como tipo \"casting\", que consiste na desidratação de uma solução filmogênica (SF). Os filmes foram submetidos a testes para determinação da umidade, espessura, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), permeabilidade ao vapor de água, solubilidade em água, cor, opacidade, brilho, além da microestrutura, por microscopia eletrônica de varredura. A concentração da proteína e o tipo de reticulante não influenciaram a umidade, espessura, microestrutura e propriedades óticas. Mas, de maneira geral, os filmes produzidos com o glioxal apresentaram melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água que aqueles produzidos com glutaraldeído, sendo que a concentração de 6g de proteínas/100g de SF foi a formulação que apresentou os melhores resultados para os testes de tração e de solubilidade em água. Este resultado é muito importante para o emprego dos filmes na agricultura. Por outro lado, a concentração do glioxal não teve efeito sobre a umidade, espessura, propriedades óticas, microestrutura e nem sobre a permeabilidade ao vapor de água, influenciando apenas a solubilidade e as propriedades mecânicas. O teor de glioxal que proporcionou melhores propriedades mecânicas e baixa solubilidade em água foi de 5g/100g de proteínas. Filmes produzidos nessas melhores condições foram submetidos a análises complementares envolvendo testes de hidrofobicidade, propriedades térmicas, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, isoterma de sorção e biodegradabilidade. Finalmente, pode-se concluir que as proteínas da torta de mamona são capazes de formar uma matriz bem estruturada e que suas propriedades podem ser melhoradas com a adição de glioxal. / The extraction process of castor oil produces, as a co-product, a cake rich in proteins which has been used as a fertilizer and against plant parasitic nematode, because of its toxicity. However, the proteins of castor bean cake are rich in amino acids which allow chemical modification with bifunctional aldehydes such as glutaraldehyde and glioxal. This may be interesting for the production of biodegradable films with adequate physical properties to the use in agriculture. The objective of this work was the production and characterization of films based on proteins extracted from the castor bean cake and crosslinked with glyoxal or glutaraldehyde and plasticized with glycerol. Specifically, we studied the effect of protein concentration and type of crosslinker and the effect of the crosslinker concentration on some properties of the films. The films were produced with a technique known as \"casting\", which consists of drying a film solution (FS). The films were tested for determination of moisture content, thickness, mechanical properties (tensile and puncture tests), water vapor permeability, water solubility, color, opacity, gloss, and the microstructure by scanning electron microscopy. The protein concentration and type of crosslinking did not affect the moisture content, thickness, microstructure and optical properties. But, in general, films made with glyoxal showed improved mechanical properties and lower water solubility than those produced using glutaraldehyde. And, the concentration of 6g proteins/100 g of FS was the formulation that presented the best results for the tensile tests and water solubility. This result is very important for the use of films in agriculture. Moreover, the concentration of glyoxal had no effect on the moisture content, thickness, optical properties, or on the microstructure and permeability to water vapor, influencing only the solubility and mechanical properties. The concentration of glyoxal that provided the best mechanical properties and low water solubility of proteins was 5g/100g of gelatin. Films produced in the best conditions were subjected to further analyzes involving tests of hydrophobicity, thermal properties, spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, water vapor sorption isotherm and biodegradability. Finally, it can be concluded that the protein of castor bean cake are capable of forming a matrix structured and that their properties can be improved with the addition of glyoxal.

A diversidade de espécies presentes no riquíssimo reino vegetal torna o processo de identificação de órgãos foliares uma tarefa muito complexa. A biodiversidade das espécies, associada aos modelos tradicionais de taxonomia, transforma essa tarefa em um verdadeiro desafio para os pesquisadores. Neste trabalho é apresentada uma nova abordagem para identificação de espécies vegetais baseada em características internas dos órgãos foliares. A coleta de informações é realizada através de técnicas de visão computacional e análise de imagens, através das quais são extraídas características relativas à complexidade (dimensão fractal) e biometria dos órgãos foliares. A eficiência da metodologia desenvolvida foi avaliada em casos reais de identificação de espécies, em que foram utilizados dois conjuntos de imagens: espécies da Mata Atlântica e do Cerrado brasileiro, e espécies de maracujás silvestres do gênero Passiflora. Para classificação das espécies foram utilizadas as técnicas de reconhecimento padrões de análise de agrupamentos e redes neurais artificiais. / The plant species diversity makes their correct identification a very complex task. The traditional taxonomy models, associated with species biodiversity, has been transformed this task in a challenger for the researches. This work presents a new approach to plant species identification, based on internal characteristics of leaf form. The data are collected by computer vision and shape analysis techniques, which extracts features from complexity (fractal dimension) and biometry of plant species. The methodology efficiency was evaluated with real cases of species identification: digital images of Mata Atlântica and brazilian Cerrado species; and passion fruit species of genus Passiflora. The species classifications are performed using pattern recognition techniques as clustering and artificial neural networks.

As Interfaces Cérebro-Computador (do inglês Brain-Computer Interfaces BCI) são sistemas que visam permitir a interação entre usuários e máquinas por meio do monitoramento das atividades cerebrais. Sistemas de BCI são considerados como uma alternativa para que pessoas com perda severa ou total do controle motor, tais como as que sofrem de Esclerose Lateral Amiotrófica, possam contar com algum controle sobre o ambiente externo. Para mapear intenções individuais em operações de máquina, os sistemas de BCI empregam um conjunto de etapas que envolvem a captura e pré-processamento dos sinais cerebrais, a extração e seleção de suas características mais relevantes e a classificação das intenções. O projeto e a implementação de sistemas de BCI viáveis ainda são questões em aberto devido aos grandes desafios encontrados em cada uma de suas etapas. Esta lacuna motivou este trabalho de mestrado o qual apresenta uma avaliação dos principais extratores de características utilizados para classificar ensaios de imagética motora, cujos dados foram obtidos por meio de eletroencefalografia (EEG) e apresentam influências de artefatos, mais precisamente daqueles produzidos por interferências provenientes de atividades oculares (monitoradas por eletrooculografia EOG). Foram considerados sinais coletados pela BCI Competition IV-2b, os quais contêm informações sobre três canais de EEG e três outros de EOG. Como primeira etapa, foi realizado o pré-processamento desses canais utilizando a técnica de Análise de Componentes Independentes (ICA) em conjunto com um limiar de correlação para a remoção de componentes associados a artefatos oculares. Posteriormente, foram avaliadas diferentes abordagens para a extração de características, a mencionar: i) Árvore Diádica de Bandas de Frequências (ADBF); ii) Padrões Espaciais Comuns (CSP); iii) Padrões Espectro-Espaciais Comuns (CSSP); iv) Padrões Esparsos Espectro-Espaciais Comuns (CSSSP); v) CSP com banco de filtros (FBCSP); vi) CSSP com banco de filtros (FBCSSP); e, finalmente, vii) CSSSP com banco de filtros (FBCSSSP). Contudo, como essas técnicas podem produzir espaços de exemplos com alta dimensionalidade, considerou-se, também, a técnica de Seleção de Características baseada em Informação Mútua (MIFS) para escolher os atributos mais relevantes para o conjunto de dados adotado na etapa de classificação. Finalmente, as Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) foram utilizadas para a classificação das intenções de usuários. Experimentos permitem concluir que os resultados do CSSSP e FBCSSSP são equiparáveis àqueles produzidos pelo estado da arte, considerando o teste de significância estatística de Wilcoxon bilateral com confiança de 0, 95. Apesar disso o CSSSP tem sido negligenciado pela área devido ao fato de sua parametrização ser considerada complexa, algo que foi automatizado neste trabalho. Essa automatização reduziu custos computacionais envolvidos na adaptação das abordagens para indivíduos específicos. Ademais, conclui-se que os extratores de características FBCSP, CSSP, CSSSP, FBCSSP e FBCSSSP não necessitam da etapa de remoção de artefatos oculares, pois efetuam filtragens por meio de modelos autoregressivos. / Brain-Computer Interfaces (BCI) employ brain imaging to enable human-machine interaction without physical control. BCIs are an alternative so that people suffering from severe or complete loss of motor control, like those with Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), may have some interaction with the external environment. To transform individual intentions onto machine operations, BCIs rely on a series of steps that include brain signal acquisition and preprocessing, feature extraction, selection and classification. A viable BCI implementation is still an open question due to the great challenges involved in each one of these steps. This gap motivated this work, which presents an evaluation of themain feature extractors used to classify Motor Imagery trials, whose data were obtained through Electroencephalography (EEG) influenced by ocular activity, monitored by Electrooculography (EOG). In this sense, signals acquired by BCI Competition IV-2b, were considered. As first step the preprocessing was performed through Independent Component Analysis (ICA) together with a correlation threshold to identify components associated with ocular artifacts. Afterwards, different feature extraction approaches were evaluated: i) Frequency Subband Dyadic Three; ii) Common Spatial Patterns (CSP); iii) Common Spectral-Spatial Patterns (CSSP); iv) Common Sparse Spectral-Spatial Patterns (CSSSP); v) Filter Bank Common Spatial Patterns (FBCSP); vi) Filter Bank Common Sectral-Spatial Patterns (FBCSSP); and, finally, vii) Filter Bank Sparse Spectral- Spatial Patterns (FBCSSSP). These techniques tend to produce high-dimensional spaces, so a Mutual Information-based Feature Selection was considered to select signal attributes. Finally, Support Vector Machines were trained to tackle the Motor Imagery classification. Experimental results allow to conclude that CSSSP and FBCSSSP are statistically equivalent the state of the art, when two-sided Wilcoxon test with 0, 95 confidence is considered. Nevertheless, CSSSP has been neglected by this area due to its complex parametrization, which is addressed in this work using an automatic approach. This automation reduced computational costs involved in adapting the BCI system to specific individuals. In addition, the FBCSP, CSSP, CSSSP, FBCSSP and FBCSSSP confirm to be robust to artifacts as they implicitly filter the signals through autoregressive models.

Em aplicações de sensoriamento remoto, há diversos problemas nos quais há conhecimento predominante sobre uma categoria ou classe alvo, e pouco conhecimento sobre as demais categorias. Nesses casos, o treinamento de um classificador é prejudicado pelo desbalanceamento de classes. Assim, o estudo de características visuais para se definir o melhor subespaço de características pode ser uma alternativa viável para melhorar o desempenho dos classificadores. O uso de abordagens baseadas em detecção de anomalias também pode auxiliar por meio da modelagem da classe normal (comumente majoritária) enquanto todas as outras classes são consideradas como anomalias. Este estudo apresentou uma base de imagens de sensoriamento remoto, cuja aplicação é identificar entre regiões de cobertura vegetal e regiões de não cobertura vegetal. Para solucionar o problema de desbalanceamento entre as classes, foram realizados estudos das características visuais a fim de definir qual o conjunto de atributos que melhor representa os dados. Também foi proposta a criação de um pipeline para se tratar bases desbalanceadas de cobertura vegetal. Este pipeline fez uso de técnicas de seleção de características e aprendizado ativo. A análise de características apresentou que o subespaço usando o extrator BIC com o índice de vegetação ExG foi o que melhor distinguiu os dados. Além disso, a técnica de ordenação proposta mostrou bom desempenho com poucas dimensões. O aprendizado ativo também ajudou na criação de um modelo melhor, com resultados comparáveis com as melhores características visuais. / In remote sensing applications, there are several problems in which there is predominant knowledge about a target category or class, and little knowledge of the other categories. In such cases, the training of a classifier is hampered by the class imbalance. Thus, the study of visual characteristics to determine the best subspace characteristics may be a feasible alternative to improve the performance of classifiers. The use of anomaly detection-based approaches can also help through the normal class modeling (usually the major class) while considering all other classes as anomalies. This study presents a remote sensing image dataset, whose application is to classify regions of the image into vegetation coverage (related to plantation) and non-vegetation coverage. To solve the class imbalance problem, studies were conducted using several visual characteristics in order to define the set of attributes that best represent the data. A pipeline that deals with the vegetation classification problem and its class imbalance issues is also proposed. This pipeline made use of feature selection techniques and active learning. The visual features analysis showed that a subspace using the BIC extractor with EXG vegetation index was the best to distinguished the data. Also, and the proposed sorting-based feature selection achieved good results with a low dimensional subspaces. Furthermore, the active learning helped creating a better model, with results comparable with the best visual features.

Nos ambientes médico e de saúde, especificamente no tratamento clínico do paciente, o papel da informação descrita nos prontuários médicos é registrar o estado de saúde do paciente e auxiliar os profissionais diretamente ligados ao tratamento. A investigação dessas informações de estado clínico em pesquisas científicas na área de biomedicina podem suportar o desenvolvimento de padrões de prevenção e tratamento de enfermidades. Porém, ler artigos científicos é uma tarefa que exige tempo e disposição, uma vez que realizar buscas por informações específicas não é uma tarefa simples e a área médica e de saúde está em constante atualização. Além disso, os profissionais desta área, em sua grande maioria, possuem uma rotina estressante, trabalhando em diversos empregos e atendendo muitos pacientes em um único dia. O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um Framework de Question Answering (QA) para suportar o desenvolvimento de sistemas de QA, que auxiliem profissionais da área da saúde na busca rápida por informações, especificamente, em epigenética e doenças crônicas. Durante o processo de construção do framework, estão sendo utilizados dois frameworks desenvolvidos anteriormente pelo grupo de pesquisa da mestranda: o SisViDAS e o FREDS, além de desenvolver os demais módulos de processamento de pergunta e de respostas. O QASF foi avaliado por meio de uma coleção de referências e medidas estatísticas de desempenho e os resultados apontam valores de precisão em torno de 0.7 quando a revocação era 0.3, para ambos o número de artigos recuperados e analisados eram 200. Levando em consideração que as perguntas inseridas no QASF são longas, com 70 termos por pergunta em média, e complexas, o QASF apresentou resultados satisfatórios. Este projeto pretende contribuir na diminuição do tempo gasto por profissionais da saúde na busca por informações de interesse, uma vez que sistemas de QA fornecem respostas diretas e precisas sobre uma pergunta feita pelo usuário / The medical record describes health conditions of patients helping experts to make decisions about the treatment. The biomedical scientific knowledge can improve the prevention and the treatment of diseases. However, the search for relevant knowledge may be a hard task because it is necessary time and the healthcare research is constantly updating. Many healthcare professionals have a stressful routine, because they work in different hospitals or medical offices, taking care many patients per day. The goal of this project is to design a Question Answering Framework to support faster and more precise searches for information in epigenetic, chronic disease and thyroid images. To develop the proposal, we are reusing two frameworks that have already developed: SisViDAS and FREDS. These two frameworks are being exploited to compose a document processing module. The other modules (question and answer processing) are being completely developed. The QASF was evaluated by a reference collection and performance measures. The results show 0.7 of precision and 0.3 of recall for two hundred articles retrieved. Considering that the questions inserted on the framework have an average of seventy terms, the QASF shows good results. This project intends to decrease search time once QA systems provide straight and precise answers in a process started by a user question in natural language