Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334762.pdf: 3997257 bytes, checksum: 8566cb654e38acc306bdb876127e3d87 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nas áreas irrigadas do semiárido nordestino existe um grande potencial de produção de manga devido às condições climáticas favoráveis da região. O processo de industrialização da manga gera grande volume de resíduos que, sem um destino adequado, pode provocar potenciais problemas ambientais. Dentre os resíduos da manga destaca-se a casca. Assim, o objetivo deste trabalho foi o aproveitamento da casca de manga da variedade Tommy Atkins para a obtenção de extratos de alto valor agregado mediante o emprego de diferentes técnicas. As técnicas de extração estudadas foram Soxhlet, maceração e extração assistida por ultrassom utilizando os solventes etanol, hexano e acetato de etila. Estas técnicas foram comparadas com a extração supercrítica (ESC) aplicada em diferentes condições de pressão (100, 200 e 300 bar) e temperatura (40, 50 e 60°C) empregando o dióxido de carbono (CO2) como solvente. O etanol foi utilizado como cossolvente na ESC em proporções de 2,5, 5,0 e 7,5% na condição de 300 bar e 50°C. A qualidade dos extratos foi avaliada em termos de teor de fenólicos totais (TFT) pelo método de Folin-Ciocalteau e atividade antioxidante (AA) determinada pelos métodos do radical ABTS (cátion 2,2´-azinobis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico)) do radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilidrazina) e do sistema ß-caroteno/ácido linoléico. O extrato obtido pelo método Soxhlet empregando etanol proporcionou os melhores valores de AA pelo método DPPH (37,1 ± 0,7% e 67 ± 1 µg/mL), enquanto que o extrato da maceração com etanol resultou em maior TFT (63 ± 2 mg EAG/g) e maior AA pelo método ABTS (1287 ± 3 µMTEAC/g). Na ESC os maiores rendimentos foram obtidos a 300 bar e 50 °C alcançando 3,8 ± 0,7% para o solvente CO2 e 4,0 ± 0,1% utilizando CO2 + 5,0% etanol como cossolvente. O maior valor de AA pelo sistema ß-caroteno/ácido linoléico (136 ± 6%) foi obtido para o extrato da ESC a 100 bar e 50 °C. Os compostos fenólicos dos extratos da casca de manga foram quantificados e identificados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), que detectou a presença de flavanóis principalmente de rutina. Adicionalmente também foram avaliados os parâmetros cinéticos do processo ESC, o que auxiliou no projeto e construção de uma coluna de extração supercrítica focando nos aspectos de ampliação de escala e de segurança operacional de acordo com a Norma Regulamentadora e código ASME de fabricação de vaso de pressão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339052.pdf: 2102269 bytes, checksum: 7fc94b6f25a3a19590098a51f894219b (MD5) Previous issue date: 2015 / Capsicum chinense Jacq. é uma espécie proveniente da região tropical do continente americano, sendo domesticada pelos indígenas na bacia da região Amazônica. Os frutos são utilizados principalmente na forma in natura e apresentam uma diversidade de metabólitos secundários, como os compostos fenólicos simples, os flavonoides e capsaicinoides. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o perfil químico e o potencial antioxidante e antimicrobiano de extratos de C. chinense (Pimenta-de- bode roxa). Os resultados indicaram existir diferença significativa entre os teores de compostos fenólicos, flavonoides e antocianinas totais quando as mesmas estruturas do fruto (pericarpo, pedúnculo e semente) são submetidas a processos extrativos distintos. Os teores de fenólicos totais detectados no pericarpo, semente e pedúnculo foram, respectivamente, 53,51, 36,38 e 67,98 (EAG mg.g-1) no processo por refluxo, e de 45,34, 39,8 e 62,19 (EAG mg.g-1) no processo por ultrassom (Folin Ciocalteu). Para a técnica de Fast Blue BB, os teores de fenólicos totais detectados para o pericarpo, semente e pedúnculo foram, respectivamente, 22,42, 4,14, 23,17 (EAG mg.g-1) no processo por refluxo e de, 14,87, 8,42, 23,72 (EAG mg.g-1) por ultrassom. Os teores de flavonoides totais detectados para o pericarpo, semente e pedúnculo foram, respectivamente, 3,08, 6,26 e 7,11 (ER. mg.g-1) no processo por refluxo e de, 2,26, 1,00 e 3,20 (ER. mg.g-1) por ultrassom. Para antocianinas totais, os teores detectados na estrutura pericarpo foi de 5,22 AMT mg.g-1 por refluxo, e 3,91 AMT mg.g-1 por ultrassom. Em relação aos capsaicinoides, os teores detectados para as estruturas pericarpo e semente foram respectivamente, 2,90 e 2,71 mg.g-1 para capsaicina e 0,25 e 0,30 mg.g-1 para dihidrocapsaicina no processo por refluxo. Já os teores detectados de capsaicina nas estruturas pericarpo e semente foram, respectivamente 3,10 e 2,43 mg.g-1 e 0,24 e 0,20 mg.g-1 para dihidrocapsaicina no processo por ultrassom. As análises por LC-MS indicaram a presença das antocianinas delfinidina-3-p-cumaroilrutinosideo-5-glicosídeo e pelargodina-3-sambubiosídeo. No que concerne à atividade antioxidante, as diferentes estruturas apresentaram a propriedade de captura dos radicais peroxilas, na técnica do TRAP, sendo possível estabelecer uma forte correlação (r = 0,8935) entre os teores de fenólicos e a técnica empregada. Na técnica do FRAP, os resultados indicaram poder antioxidante de redução do íon férrico à íon ferroso, para todas as estruturas, obtendo-se uma correlação significativa negativa (r = -0,7300) entre os teores dos compostos fenólicos das três estruturas e os resultados de FRAP. Os resultados encontrados na avaliação da SOD demonstraram que apenas a estrutura pericarpo e pedúnculo apresentaram atividade de SOD, sendo possível obter correlação significativa forte negativa entre os teores de fenólicos (r = 0,9971) e flavonoides (r = - 0,9914) e a atividade da SOD. Na análise de captura do radical hidroxil, a estrutura do pericarpo apresentou a capacidade antioxidante mais promissora, e uma correlação forte entre os teores de flavonoides totais (r = 0,8666) e o método empregado. No ensaio de TBARS, os resultados indicaram existir atividade antioxidante frente à peroxidação lipídica, em todos os extratos analisados. Além disso, obteve-se uma correlação forte positiva (r = 0,8867) entre os teores de capsaicinoides e a técnica do TBARS. No ensaio de difusão em disco, todos os extratos avaliados não foram ativos frente às cepas testadas.<br> / Abstract : Capsicum chinense Jacq. is a specie from America tropical region, being domesticated by indigenous people of Amazon region. The fruits are mainly used in natura, and feature diversity of secondary metabolites, in particular simple phenolic compounds, flavonoids and capsaicinoids. This study aimed to evaluate the chemical profile, the antioxidant and antimicrobial potential of C. chinense Jacq. extracts (Pimenta-de-bode roxa). The results indicated significant differences among the content of phenolic compounds, total flavonoids and anthocyanins in these structures (pericarp, seed and stems) that were subjected to distinct extractive processes. The total phenolic content (Folin Ciocalteu) detected in the pericarp, seed and stems were respectively 53.51, 36.38 and 67.98 (GAE mg.g-1) by reflux process, and 45.34, 39.8 and 62.19 (GAE mg.g-1) in the ultrasound process . For Fast Blue BB assay, the total phenolic content detected for pericarp, seed and stems were respectively 22.42, 4.14, 23.17 (GAE mg.g-1) by reflux process and, 14.87, 8.42, 23.72 (GAE mg.g-1) by ultrasound process. The total flavonoid content observed for the pericarp, seed and stems were respectively 3.08, 6.26 and 7.11 (RE mg.g-1) in the process reflux, and the 2.26, 1.00 and 3.20 (RE. mg.g-1) by ultrasound process. To total anthocyanins, the content found in pericarp was 5.22 AMT mg.g-1for reflux, and 3.91 AMT mg.g-1 by ultrasound. Concerning the capsaicinoids, the content found for pericarp and seeds were, respectively, 2.90 and 2.71 mg.g-1 for capsaicin, 0.25 and 0.30 mg.g-1 for dihydrocapsaicin considering reflux process. Furthermore the capsaicin content of pericarp and seed were respectively 3.10 and 2.43 mg.g-1 and 0.24 and 0.20 mg.g-1 to dihidrocapsaicin in ultrasound process. The analysis by LC-MS indicated the presence of anthocyanins delphinidin-3-p-coumaroilrutinoside-5-glucoside and pelargodin-3-sambubioside. Regarding to antioxidant activity, the different structures showed scavenger property of peroxyl radicals by TRAP, and was possible to establish a strong correlation (r = 0.8935) between phenolic content and the values of TAR. In FRAP assay, the results indicated antioxidant power reduction of ferric ion to ferrous ion, for all structures, resulting in a negative correlation (r = -0.7300) between phenolic compounds content of the three structures and the FRAP results. The SOD results showed that only pericarp and stem presented antioxidant activity, being possible to obtain a strong negative correlation between phenolic (r = - 0.9971) and flavonoids (r = - 0.9914) content with SOD values. The hydroxyl radical scavenger analysis, the most promising antioxidant capacity was observed to pericarp, presented a strong correlation (r = 0.8666) with total flavonoid content. The TBARS assay showed to all analyzed extracts antioxidant activity against the lipid peroxidation, in addition, was observed a strong positive correlation (r = 0.8867) between the capsaicinoids content with TBARS. All extracts evaluated, in the disk diffusion assay, were not active against the strains evaluated.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300086.pdf: 2423067 bytes, checksum: 6704b204f3c0b64f847ca32454fd535b (MD5) / Entre as várias tecnologias disponíveis para a remoção de poluentes da água, muitos pesquisadores consideram a adsorção como o método mais favorável devido à sua eficiência e baixo custo operacional. Sólidos de elevada área superficial e baixo custo estão sendo procurados como alternativas ao carvão como material adsorvente. As características dos óxidos e hidróxidos de ferro, tais como sua área superficial relativamente elevada e a carga elétrica desenvolvida na superfície como consequência do comportamento ácido-base dos sítios ativos, motivam seu estudo visando à aplicação no controle de poluentes. Estudos têm demonstrado a habilidade desses materiais para agirem como adsorventes e/ou catalisadores para a remoção de compostos perigosos das águas. O presente trabalho avaliou um lodo do tratamento ativo da drenagem ácida (DAM) da mineração do carvão como matéria prima para a produção de óxidos de ferro peletizados adequados para a remoção de íons de metais pesados (manganês, cobre, cromo) e fenol em solução aquosa. Análises morfológicas mostraram que os sólidos obtidos a partir do tratamento térmico do lodo da DAM são materiais cristalinos conformados por nanopartículas aciculares, com área superficial BET 88 m2·g-1 na forma de pó, que se mantém praticamente inalterada após a peletização. A análise elementar confirmou a presença de Fe como maior constituinte dos adsorventes (~80% w/w), acompanhado por traços de outros elementos típicos nas drenagens ácidas. As análises de difração de raios X evidenciaram que o tratamento térmico a 573 K conduz à mudança das fases cristalinas, sendo hematita a forma predominante. No pH neutro foram obtidas capacidades de adsorção na monocamada de 1,4; 2,6; 5,2 e 1,9 mg·g-1 para manganês, cobre, cromo e fenol respectivamente. A cinética de adsorção nos sólidos pulverizados é muito rápida, e foi descrita de acordo com o modelo de pseudo-segunda ordem. Foi empregada uma abordagem do ponto de vista da formação de complexos na superfície para descrever a remoção dos metais em função do pH. Os dados experimentais foram satisfatoriamente representados pelo modelo da dupla camada considerando as reações de especiação dos íons em solução em conjunto com as reações de formação de compostos de adsorção específica entre os grupos ativos na superfície e as espécies em solução. Estudos da adsorção dos poluentes selecionados em colunas de leito fixo também foram desenvolvidos. Um modelo matemático baseado numa aproximação de força motriz linear foi desenvolvido para reproduzir as curvas de ruptura obtidas experimentalmente. O coeficiente de dispersão no leito e o coeficiente global de transferência de massa foram determinados em cada caso.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303734.pdf: 1444897 bytes, checksum: e0393961fa525c701e9ca3d37a6614a0 (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um sensor bioinspirado utilizando o surfactante 3-(1-tetradecil-3-imidazólio)propanosulfonato contendo nanopartículas de paládio dispersas (Pd-(ImS3-14)) juntamente com o complexo [FeIIICuII(BPBPMP)(OAc)2]ClO4. O sensor foi construído sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo (GCE) pela deposição de um filme do surfactante Pd-(ImS3-14) e do complexo. Após otimização, o sensor foi utilizado na determinação de hidroquinona (HQ) e catecol (CC) em amostras de filtros de cigarros fumados usando a voltametria de onda quadrada (SWV). O complexo FeIIICuII catalisa a oxidação de HQ e CC as suas respectivas quinonas, cuja redução eletroquímica ocorre em potencial de #0,15 e +0,05 V vs. Ag/AgCl, respectivamente. As melhores condições experimentais do sensor foram obtidas utilizando tampão fosfato pH 7,0, 1,5 nmol de Pd-(ImS3-14), 1,3 nmol do complexo FeIIICuII e parâmetros da SWV: frequência de 100 Hz, amplitude de pulso de 40 mV e incremento de 8 mV. Foram obtidas diferentes curvas de calibração para HQ e CC, construídas a partir da corrente resultante versus concentração de HQ e CC. As curvas obtidas para HQ e CC individualmente, apresentaram uma faixa linear de concentração de 4,99x10-7 a 18,51x10-6 mol L-1. A curva de calibração para HQ e CC obtida simultaneamente apresentou linearidade para ambos os substratos na faixa de 9,90x10-7 a 9,09x10-6 mol L-1. A curva obtida para CC na presença de uma concentração fixa de HQ (3,85x10-6 mol L-1) foi linear na faixa de 9,90x10-7 a 7,41x10-6 mol L-1, e a curva obtida para HQ com uma concentração fixa de CC (3,85x10-6 mol L-1) foi linear na faixa de 9,90x10-7 a 7,4 x10-6 mol L-1. / In this work, a bioinspired sensor using the surfactant 3-(1-tetradecyl-3-imidazolio)propanesulfonate containing the dispersed palladium anoparticles (Pd-(ImS3-14)) together with the complex [FeIIICuII(BPBPMP)(OAc)2]ClO4 was developed. The sensor is built on a surface of glassy carbon electrode (GCE) by Pd-(ImS3-14) surfactant and complex film depositing. After optimizing the sensor was used in the determination of hydroquinone (HQ) and catechol (CC) in samples of smoked cigarette filters by square wave voltammetry (SWV). The FeIIICuII complex catalyzes the HQ and CC oxidation to their respective quinone, whose electrochemical reduction occurs at potential of #0.15 and +0.05 V vs. Ag/AgCl, respectively. Optimum conditions of the sensor were obtained using phosphate buffer pH 7.0, 1.5 nmol of Pd-(ImS3-14), 1.3 nmol of the FeIIICuII complex, SWV parameters: frequency of 100 Hz, pulse amplitude of 40 mV and 8 mV increment. Different calibration curves for HQ and CC were constructed from the resulting current versus the HQ and CC concentrations. The curves obtained for HQ and CC individually, showed a linear concentration range of 4.99x10-7 to 18.51x10-6 mol L-1. The calibration curve obtained for HQ and CC simultaneously, showed linear for both substrates in the range of 9.90x10-7 to 9.09x10-6 mol L-1. The curve obtained for CC in the presence of a HQ fixed concentration (3.85x10-6 mol L-1) was linear in the range of 9.90x10-7 to 7.41x10-6 mol L-1, and the curve obtained for HQ with a CC fixed concentration (3.85x10-6 mol L-1) was linear in the range of 9.90x10-7 to 7.4x10-6 mol L-1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309696.pdf: 3227079 bytes, checksum: 3c6789638fc0f6288cdb6539faa8aac9 (MD5) / Poluentes aromáticos estão presentes em efluentes de diversos tipos de indústrias. Muitos destes poluentes são altamente tóxicos e carcinogênicos, motivando a realização de estudos visando viabilizar processos para a remoção dos mesmos. Uma das alternativas utilizadas na remoção de poluentes aromáticos é o emprego de reações enzimáticas. A reação enzimática tem-se mostrado eficaz, além de possuir vantagens em relação aos demais processos utilizados. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência de remoção do fenol através de reação de polimerização e precipitação utilizando a enzima Horseradish peroxidase (HRP). Os reatores biológicos foram conduzidos em batelada, utilizando concentrações de fenol compreendidas entre 0,5 mM e 4 mM (47 mg/L a 376 mg/L) em pH 7,4 e temperatura ambiente de 25 oC, condições ótimas para reação de polimerização e simulação das condições nas quais se encontram os efluentes nas indústrias. O efluente sintético foi elaborado a partir de fenol sólido (> 99%) e as concentrações de peróxido de hidrogênio utilizadas nas reações foram 50% em excesso em relação às concentrações iniciais de fenol (1:1,5). O tempo de retenção utilizado foi de 3 horas, que foi suficiente para garantir o final da reação. Em todos os experimentos conduzidos nas diferentes concentrações de fenol foi possível obter uma remoção igual ou superior a 90%. Além de avaliar a eficiência de remoção foi proposto um modelo matemático, construído a partir da interpolação linear e polinomial dos dados experimentais obtidos, para uma faixa de remoção compreendida de 30% a 90%. Ambas as interpolações demonstraram-se efetivas na representação dos dados experimentais. Um estudo cinético, o qual avaliou o decaimento da atividade enzimática com o tempo, demonstrou o efeito da concentração inicial de fenol na desativação da enzima HRP. A dosagem de proteína efetuada na mistura de reação após o término da reação comprovou que cerca de 90% da massa da enzima foram adsorvidas pelo precipitado. Testes de toxicidade utilizando alga Scenedesmus subspicatus foram efetuados no produto sobrenadante da reação. Os experimentos evidenciaram que a toxicidade dos produtos contidos na mistura de reação é pequena e que continua a diminuir com o passar o tempo após a reação finalizada, indicando juntamente com os demais resultados, a viabilidade do emprego da enzima HRP num processo de polimento para a remoção do fenol em águas residuárias. / Aromatic pollutants are present in different types of effluents of industries. Many of these pollutants are highly toxic and carcinogenic and for these reasons studies are being conducted to enable these processes to remove pollutants. One of alternatives in the removal of aromatic pollutants is the application of enzymatic reactions. The enzymatic reaction has been shown to be effective, and has advantages over other procedures used. This work aimed to evaluate the efficiency of phenol removal through the polymerization reaction and precipitation using the enzyme Horseradish peroxidase (HRP). The biological reactors were conducted in batch using phenol concentrations between 0.5 mM and 4 mM (47 mg/L to 376 mg/L) at pH 7.4 and ambient temperature of 25°C, optimum conditions for the polymerization reactionand simulation of the conditions under which the effluents are in the industry. The effluent was elaborate in the laboratory using pure phenol (> 99%) and the concentrations of hydrogen peroxide used in the reactions were 50% in excess (1:1.5) about the stoichiometry of the reaction. The retention time used was 3 hours, which was sufficient to ensure the end of reaction. In all the experiments conducted at different concentrations of phenol it was possible to achieve removal equal to or greater than 90%. In addition to evaluating the removal efficiency it has been proposed a mathematical model from the linear and polynomial interpolations of the experimental data obtained for a range of removal comprised of 30% to 90%. Both interpolations showed to be effective in representing the experimental data. A kinetic study which evaluated the decrease in enzymatic activity over time, demonstrated the effect of the initial concentration of phenol in the deactivation of the enzyme horseradish peroxidase. The protein level in the reaction mixture after the reaction showed that about 90% of enzyme mass was adsorbed by the precipitated. Toxicity tests using algae Scenedesmus subspicatus were conducted in the supernatant of the reaction. The experiments revealed that the toxicity of the products contained in reaction mixture is small and continues to decrease over time after the reaction finished, indicating the viability of the enzyme HRP in a polishing process for the phenol removal from wastewater.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221031.pdf: 1026162 bytes, checksum: 158538c18885137b46bf00108192bef8 (MD5) / Neste trabalho foram preparados carvões ativados com vapor d´água, tendo como precursores dois materiais naturais a partir de resíduos de biomassa (serragem e pinha), e um carvão oxidado com peróxido de hidrogênio a partir de um carvão mineral. As características químicas e texturais e a aplicação na remoção de fenol em solução aquosa foram avaliadas. As amostras de biomassa foram carbonizadas e ativadas a 800°C, sendo que o carvão ativado da pinha apresentou área superficial de aproximadamente 499 m2/g, valor inferior ao Carvão Comercial Norit CGC 8-30, que foi usado como comparativo. Foram realizados experimentos cinéticos, de equilíbrio e em leito fixo, para a remoção de fenol em solução aquosa. O equilíbrio na remoção de fenol foi expresso em termos de isotermas de adsorção, sendo que os dados experimentais se ajustaram aos modelos de Freundlich e Langmuir. As capacidades de adsorção dos carvões ativados apresentaram a seguinte ordem: Norit > Pinha (CAP) > Serragem (CAS) > Incombusto (CAI) > Carvox. Os experimentos cinéticos foram realizados para verificar o tempo necessário para se atingir o equilíbrio, que foi da ordem de 10 horas. Dos modelos cinéticos estudados, o que melhor se ajustou ao adsorvente Norit foi o modelo de difusão intrapartícula, justificado pela grande microporosidade, enquanto que o modelo pseudo 2ª ordem, foi o que melhor se ajustou aos adsorventes CAP, CAS e CAI. Os testes experimentais em leito fixo resultaram na capacidade semelhante aos demonstrados nos estudos de equilíbrio, sendo que o carvão ativado comercial apresentou uma longa zona de transferência de massa. A capacidade dos adsorventes em estudo foi proporcional à área superficial, ao volume de microporos e também ao caráter básico da superfície devido a maior afinidade do fenol por carvões de superfícies básicas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:40:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224899.pdf: 1026162 bytes, checksum: 158538c18885137b46bf00108192bef8 (MD5) / Neste trabalho foram preparados carvões ativados com vapor d´água, tendo como precursores dois materiais naturais a partir de resíduos de biomassa (serragem e pinha), e um carvão oxidado com peróxido de hidrogênio a partir de um carvão mineral. As características químicas e texturais e a aplicação na remoção de fenol em solução aquosa foram avaliadas. As amostras de biomassa foram carbonizadas e ativadas a 800°C, sendo que o carvão ativado da pinha apresentou área superficial de aproximadamente 499 m2/g, valor inferior ao Carvão Comercial Norit CGC 8-30, que foi usado como comparativo. Foram realizados experimentos cinéticos, de equilíbrio e em leito fixo, para a remoção de fenol em solução aquosa. O equilíbrio na remoção de fenol foi expresso em termos de isotermas de adsorção, sendo que os dados experimentais se ajustaram aos modelos de Freundlich e Langmuir. As capacidades de adsorção dos carvões ativados apresentaram a seguinte ordem: Norit > Pinha (CAP) > Serragem (CAS) > Incombusto (CAI) > Carvox. Os experimentos cinéticos foram realizados para verificar o tempo necessário para se atingir o equilíbrio, que foi da ordem de 10 horas. Dos modelos cinéticos estudados, o que melhor se ajustou ao adsorvente Norit foi o modelo de difusão intrapartícula, justificado pela grande microporosidade, enquanto que o modelo pseudo 2ª ordem, foi o que melhor se ajustou aos adsorventes CAP, CAS e CAI. Os testes experimentais em leito fixo resultaram na capacidade semelhante aos demonstrados nos estudos de equilíbrio, sendo que o carvão ativado comercial apresentou uma longa zona de transferência de massa. A capacidade dos adsorventes em estudo foi proporcional à área superficial, ao volume de microporos e também ao caráter básico da superfície devido a maior afinidade do fenol por carvões de superfícies básicas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316527.pdf: 2105578 bytes, checksum: 091fd34c5ad6e4fa681ad06eb9ce8fea (MD5) / Este trabalho relata o desenvolvimento de dois diferentes biossensores enzimáticos construídos a partir de materiais nanoestruturados (nanopartículas metálicas e nanotubos de argila) e líquido iônico. O primeiro biossensor foi construído com nanopartículas de platina dispersas em líquido iônico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio e peroxidase de broto de trevo (Trifolium) imobilizada sobre nanotubos de haloisita. Esse biossensor foi otimizado para a determinação de catecolaminas por voltametria de onda quadrada, apresentando os seguintes limites de detecção: 0,05, 0,06, 0,07, 0,12 µmol L-1 para dopamina, isoproterenol, dobutamina e epinefrina, respectivamente. O biossensor demonstrou alta sensibilidade, repetibilidade e reprodutibilidade, e adequada estabilidade (redução de apenas 18% nas respostas analíticas no decorrer de 180 dias de avaliação). Um estudo de recuperação de dopamina em amostras farmacêuticas resultou em valores 97,5-101,4%. O biossensor proposto foi aplicado com sucesso na determinação de dopamina em amostras farmacêuticas, com um erro relativo máximo de ±1,0%, em relação a um método comparativo espectrofotométrico. Já o segundo biossensor foi construído com lacase de Aspergillus oryzae imobilizada sobre nanopartículas de ouro revestidas com polietilenoimina. A ocorrência de transferência eletrônica direta entre o centro eletroativo da lacase e a superfície do biossensor foi observada por voltametria cíclica, sugerindo que as nanopartículas de ouro estariam contribuindo para tal processo. A resposta do biossensor indicou um processo controlado por transferência de carga, com constante aparente de velocidade de transferência de elétrons (ks) de 0,4 s-1, coeficiente de transferência de carga (?) de 0,5, e concentração de espécies eletroativas na superfície do eletrodo ( ) de 3,45x10-10 mol cm-2. O biossensor otimizado mostrou os seguintes limites de detecção para os compostos fenólicos testados: 0,03 µmol L-1 para o catecol e o guaiacol, 0,14 µmol L-1 para o pirogalol e 0,21 µmol L-1 para a hidroquinona, utilizando voltametria de onda quadrada. O biossensor proposto demonstrou elevada sensibilidade, adequada repetibilidade e reprodutibilidade, e satisfatória estabilidade (decréscimo de apenas 20% na resposta analítica após 90 dias). Este biossensor foi aplicado com sucesso na quantificação de catecol em amostras de água fortificadas.<br> / Abstract : This study reports the development of two different enzyme biosensors constructed from nanostructured materials (metallic nanoparticles and clay nanotubes) and ionic liquid. The first biosensor was constructed with platinum nanoparticles dispersed in 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ionic liquid and enzyme peroxidase from clover sprouts (Trifolium) immobilized on halloysite nanotubes. This biosensor was optimized for the determination of catecholamines by square-wave voltammetry, with the following detection limits: 0.05, 0.06, 0.07, 0.12 umol L-1 for dopamine, isoproterenol, dobutamine and epinephrine, respectively. The biosensor demonstrated high sensitivity, repeatability and reproducibility, and adequate stability (reduction of only 18% in the analytical responses during 180 days of evaluation). A recovery study of dopamine in pharmaceutical samples gave values from 97.5 to 101.4%. The proposed biosensor has been successfully applied in the determination of dopamine in pharmaceutical samples, with a maximum relative error of +-1.0% compared to the spectrophotometric official method. The second biosensor was constructed with laccase from Aspergillus oryzae immobilized on polyethyleneimine-coated gold nanoparticles. The occurrence of direct electron transfer between the electroactive center of laccase and the electrode surface was observed by cyclic voltammetry, suggesting that the gold nanoparticles would be contributing to this process. The biosensor response indicated a process controlled by charge transfer with an apparent electron transfer rate constant (ks) of 0.4 s-1, charge transfer coefficient (a) of 0.5, and surface coverage concentration ( ) of 3.45x10-10 mol cm-2. The optimized biosensor showed the following limits of detection for the phenolic compounds tested: 0.03 umol L-1 for catechol and guaiacol; 0.14 umol L-1 for pyrogallol and 0.21 umol L-1 for hydroquinone, using square-wave voltammetry. The proposed biosensor demonstrated high sensitivity, adequate repeatability and reproducibility, and satisfactory stability (decrease of only 20% in analytical response after 90 days). This biosensor was successfully applied to catechol quantification in spiked water samples.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:27:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320914.pdf: 370373939 bytes, checksum: d17db633954bf826e20935d17b1449c3 (MD5) Previous issue date: 2013 / A determinação do metaboloma parcial de raízes de genótipos de mandioca (Manihot esculenta Crantz) cultivados por agricultores familiares no estado de Santa Catarina - Brasil e conservados no bancode germoplasma da Epagri representa uma iniciativa inovadora e adequada, pois aprofunda o conhecimento sobre as peculiaridades metabólicas daqueles genótipos, contribuindo a uma caracterização mais detalhada do germoplasma. Esta abordagem subsidia a avaliação dopotencial das biomassas radiculares como fontes de compostos deinteresse nutricional à saúde humana. Assim, protocolos de análise dometaboloma de mandioca foram estabelecidos, com ênfase em genótiposcom polpa pigmentada e potencial uso industrial à produção de fécula.Para tal, uma plataforma analítica típica de estudos metabolômicos e.g.,LC, FTIR, UV-vis e DRX, associada a ferramentas de bioinformática,foi utilizada à análise do amido e frações (amilose e amilopectina), àdeterminação dos perfis carotenoídico e fenólico de amostras de dezacessos de mandioca. Os dados gerados revelam a existência degenótipos com constituições amídicas significativamente distintas. Astécnicas analíticas empregadas e os ensaios reológicos realizados,associados às analises quimiométricas (PCAs e clusters), possibilitaramdiscriminar os genótipos de acordo com as peculiaridades físicoquímicase funcionais da fração amídica, sugerindo potenciais de usoindustrial eventulamente discrepantes. Em uma segunda abordagem,considerando os conteúdos de metabólitos secundários, raízes degenótipos com polpa branca (Apronta mesa, Oriental, Salézio, Estação eCrioulo de Videira) apresentaram menores concentrações decarotenoides totais (1,38 ± 0,75 µg.g-1? 5,02 ± 1,27 µg.g-1),comparativamente ao genótipo com pigmentação rosada i.e., 169,8 ±17,9 µg.g-1. Genótipos de raízes amarelas (Pioneira, Amarela, Catarina eIAC-576-70) apresentaram conteúdo médio de 18,1 ± 3,31 µg.g-1 decarotenoides totais. A análise cromatográfica identificou os isômeros deposição cis-ß- e trans-ß-caroteno (majoritário), além de a-caroteno,luteína e ß-criptoxantina nos genótipos analisados, detectando apresença de licopeno somente no genótipo Rosada. Os conteúdosmédios de fenólicos totais em raízes frescas variaram de 32,59 ± 6,34µg.g-1 (IAC 576-70) a 128,32 ± 18,20 µg.g-1 (Rosada). A análisecromatográfica identificou os metabólitos: Epigalocatequina(majoritário), ácido gálico, quercetina, ácido clorogênico, ácido phidróxibenzóicoe epicatequina galato. Tomados em conjunto, osresultados obtidos podem ser empregados como ferramentas de apoioaos programas de melhoramento genético de mandioca assistidosbioquimicamente, otimizando o processo de seleção da diversidadegenética existente em bancos de germoplasma. Adicionalmente, osresultados enfatizam a importância da manutenção on farm destesgenótipos pelos agricultores familiares do sul do Brasil e em bancos degermoplasma, porque representam uma importante fonte de recursosfitogenéticos com características nutricionais e industriais promissoras. <br> / Abstract : The determination of the partial metabolome of cassava root (Manihotesculenta Crantz) of genotypes grown by family farmers in southernBrazil ( Santa Catarina state) and conserved at Epagri´s genebankrepresents an innovative and suitable strategy to gain insights as to theirmetabolic peculiarities. Such an approach also subsidizes the evaluationof the potential of those biomasses as sources of compounds withnutritional interest and industrial usage. Thus, this work developedprotocols for the metabolomic analysis of M. esculenta, focusing on tengenotypes with roots of pigmented flesh and claimed industrial potentialfor starch production. For that, the content and the physicochemicalproperties of the starch fraction and the carotenoid and phenolic profilesof the root samples were determined, by using a typical analyticalplatform of metabolomics studies, e.g., LC, FTIR, UV-vis, and XRD,associated to bioinformatic tools. Genotypes showed to differmeaningfully as to their starchy constitution. The chemical, rheological,and chemometrics analyzes (PCAs and clusters) allowed discriminatingthe studied genotypes according to the physicochemical and functionalproperties of their starch fractions, suggesting eventual distinctpotentials for industrial applications. In a second approach, the totalcontent of carotenoids showed to be lower in genotypes with whiteflesh roots (Apronta mesa, Oriental, Salézio, Estação and Crioulo deVideira - 1.38 ± 0.75 µg.g-1? 5.02 ± 1.27 µg.g-1) comparatively to redpigmented ones i.e., 169.8 ± 17.9 µg.g-1. Interestingly, in average,genotypes with yellow flesh roots (Pioneira, Amarela, Catarina, andIAC-576-70) showed to contain 18.1 ± 3.31 µg.g-1 of total carotenoids.Chromatographic analysis identified the positional isomers cis-ß- andtrans-ß-carotene (majoritary), as well as a-carotene, ß-cryptoxanthin,and lutein in all genotypes investigated and confirmed the presence oflycopene only for the Rosada genotype. In their turn, the mean values oftotal phenolic contents in fresh roots ranged from 32.59 ± 6.34 µg.g-1(IAC 576-70) to 128.32 ± 18.20 µg.g-1 (Rosada) and HPLC analysisidentified gallic acid, quercetin, epigallocatechin (majoritary),chlorogenic acid, ?-hydroxybenzoic acid, and epicatechin gallate as themain phenolic constituents of the cassava roots samples. Taken together,the results can support biochemically-assisted cassava breedingprograms, optimizing the process of selecting the genetic diversity in M.esculenta germplasm banks. Furthermore, the results emphasize theimportance of on farm maintenance of those genotypes, as well as oftheir germplasm banks, since they represent an important source ofgenetic resources with promising nutritional and industrial traits.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317857.pdf: 676147 bytes, checksum: a5c746ddceb95f8db59341e24e519d56 (MD5) Previous issue date: 2013 / A radiação ultravioleta-B (UV-B) afeta muitos processos importantes nas fases de vida das plantas, incluindo a taxa de redução do crescimento, redução da produtividade primaria e mudanças na ultraestrutura. O arroz (Oryza sativa L.) é um dos muitos cereais cultivados no mundo representando cerca de 50% da produção agrícola. Neste estudo, foi examinado o efeito da exposição de O. sativa em radiação natural denominada amostra ambiente (AMB), plantas cultivadas sob radiação fotossinteticamente ativa denominada PAR e plantas cultivadas sob PAR+UV-B por 2 horas diárias durante 30 dias de cultivo in vitro. As amostras foram processadas para microscopia de luz e eletrônica, análise histoquímica e morfologia foliar (índice foliar, área foliar, área foliar específica, tricomas e papilas), biomassa (massa seca e fresca) e teor de proteínas. Radiação PAR+UV-B causou mudanças na ultraestrutura da folha de O. sativa, células do mesofilo no qual incluem aumento da espessura da parede celular e quantidade de plastoglóbulos, redução dos espaços intracelulares, mudanças na forma celular e alterações na organização interna dos cloroplastos e mitocôndrias. A exposição em radiação PAR+UV-B causou mudanças nos estômatos quanto a forma irregular, células guarda e subsidiárias, também nas papilas. Redução de quantidade de ceras epicuticulares também foi observada na folha. Como uma adaptação fotoprotetora a estratégia da planta contra PAR + danos UV-B, foi observado um aumento de 66,24% nos compostos fenólicos. Além disso, em comparação com as amostras do ambiente e PAR, clorofila a, b e clorofila total, além de carotenóides, observou-se diminuição após PAR + UV-B. Estas mudanças sugerem que a radiação PAR+UV-B afeta negativamente a ultraestrutura, morfologia, pigmentos fotossintéticos e taxas de crescimento de O. sativa e em longo prazo, a produtividade desta planta importante economicamente.<br> / Abstract : Ultraviolet radiation-B (UVBR) affects plants in many important ways, including reduced growth rate, reduction of primary productivity and changes in ultrastructure. The rice (Oryza sativa) is one of the most cultivated cereal in the world along with corn and wheat, representing over 50% of agricultural production. In this study, we examined O. sativa exposed to natural radiation denominated ambient samples (AMB), plants cultivated which photosynthetically active radiation, denominated PAR-only and plants cultivated with PAR + UVBR for 2 h per day during 30 days of cultivation. The samples were processed for light and electron microscopy, histochemistry analysis and in leaf morphology (leaf index, leaf area and specific leaf area, trichomes and papillae), plant biomass (dry and fresh weight) and protein level. PAR + UVBR caused changes in the ultrastructure of leaf of O. sativa, mesophyll cells, which included increased thickness of the cell wall and plastoglobuli, reduced intracellular spaces, changes in the cell contour, and destruction of chloroplast and mitochondria internal organization. The exposure to PAR + UVBR led to changes in guard and subsidiary cells, and the stomata and papillae presented irregular shape. The reduction of epicuticular wax that covered the leaf was observed. Protein and photosynthetic pigments levels were also analyzed. As a photoprotective adaptation strategy against PAR+UVBR damage, an increase of 66.24% in phenolic compounds was observed. Furthermore, compared with ambient samples and PAR-only, chlorophyll a, b and total chlorophyll, in addition to carotenoid contents, were observed to decrease after PAR + UVBR treatment. Taken together, these findings strongly suggested that PAR + UVBR negatively affects the ultrastructure, morphology, photosynthetic pigments and growth rates of leaf of O. sativa and, in the long term, the produtivity of this economically important plant.