Water is the essential part of every organism and it is also a vital constituent of healthy living and diet. Unfortunately water contamination over the past decade has increased dramatically leading to various diseases. As technology advances, we are detecting many pollutants at smaller levels of concentrations. Arsenic (As) is one of those major pollutants, and Arsenic poisoning is a condition caused due to excess levels of arsenic in the body. The main basis for Arsenic poisoning is from ground water which naturally contains high concentrations of arsenic. A case study from 2007 states that over 137 million people in 70 countries were affected by arsenic poisoning from drinking water [1]. This thesis work is motivated by this study and investigates the fabrication, characterization, and testing of Opuntia ficus-indica mucilage nanofiber membranes formed using a mucilage, polystyrene (PS) and iron oxide (Fe2O3) solution by an electrospinning process. Cactus mucilage is a jelly-like substance, which is extracted from the cactus pad, and is an inexpensive, biodegradable and biocompatible material. It is also an abundant material available in nature. Polystyrene is a synthetic aromatic polymer prepared from monomer styrene. Polystyrene is further dissolved using D-Limonene as a solvent. D-Limonene is a non-toxic solvent and is a citrus extract of orange peelings. In an effort to enhance adsorption capacity for the mucilage nanofiber membranes, iron oxide nanopowder is incorporated into the polymeric solution. A mucilage and polystyrene-iron oxide solution is mixed in different ratios and electrospun to obtain nanofibers. The fibers will be characterized by certain techniques such as Scanning electron microscopy (SEM), contact angle measurements, viscosity and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The fibers obtained from mucilage and PS-Fe2O3 will be further tested under Atomic fluorescence spectrometry (AFS) for testing the removal of arsenic from water. Also, a life cycle analysis (LCA) is conducted to evaluate the environmental impacts of the fabrication of the membranes by using SimaPro® software.

Les parois des cellules végétales sont des structures formées de divers polymères polysaccharidiques et de nombreuses protéines. Ces structures possèdent un fort dynamisme assuré par l'action spécifique des protéines pariétales (CWP). Parmi ces CWP, se situent les peroxydases de classe III (CIII Prx) formant une famille multigénique de 73 membres chez la plante modèle Arabidospis thaliana. Les CIII Prxs assurent de nombreux rôles dans le développement et les interactions avec l'environnement mais seuls de rares études ont pu attribuer une fonction précise à un membre individuel de la famille. Ceci est probablement du à la faible spécificité de ces enzymes in vitro et à la possible redondance fonctionnelle obligeant à considérer des études in situ-in vivo et l'utilisation de mutants multiples. Dans ce contexte, le premier objectif de cette thèse était d'établir un atlas d'expression spatiotemporelle par hybridation in situ (HIS) utilisant le développement de la graine d'A. thaliana comme modèle. Ce travail s'est appuyé sur une étude de micro-transcriptomique récemment publiée, permettant d'établir des comparaisons avec nos résultats d'HIS. Ils ont montré une complémentarité entre les deux approches et permis (1) d'établir des seuils de valeurs de transcriptomiques compatibles avec la sensibilité de l'HIS et (2) de définir des candidats d'intérêt présentant des profils d'expression spatiotemporelle suggérant des fonctions précises. Le deuxième objectif de cette thèse a été de caractériser fonctionnellement l'un de ces candidats (AtPRX36). Nous avons pu démontrer le rôle de cette protéine dans le contrôle du relargage du mucilage polysaccharidique lors de l'imbibition de la graine. Nos résultats suggèrent que l'ancrage localisé de cette protéine est assuré par un microdomaine pectique d'homogalacturonane globalement méthylestérifié formé par l'action d'un inhibiteur de une pectine méthylestérase (PMEI6), et permet un rôle d'AtPRX36 dans le relâchement polarisé de la paroi au niveau de ce microdomaine délimitant la zone de rupture des graines lors de l'imbibition. / Plant cell walls are complex structures, mainly composed of a large number of polysaccharides and proteins. The cell wall (CW) is a highly dynamic compartment which is remodeled by specific cell wall proteins (CWP). Among these CWP, the plant specific class III peroxidases (CIII Prxs) are a multigenic family of 73 members in Arabidopsis thaliana. CIII Prxs are involved in plant development but also in the interaction of the plant with its environment. However, only a few studies describing the exact function of individual members of this multigenic family have been published. This can be due to the weak in vitro substrate specificity of these enzymes and their possible functional redundancy, forcing to characterize their function in situ-in vivo and the use of multiple mutants. In this context, the first goal of my thesis was to establish the fine cellular spatio-temporal expression atlas of CIII Prxs throughout the seed development of Arabidopsis thaliana with an in situ hybridization (ISH) approach. This expression work (ISH) was partially permitted thanks to a recent published micro-transcriptomic study which allowed to compare both expression results (ISH vs micro-transcriptomic). This comparison showed that both techniques are complementary and it allowed to; (1) set a threshold for the ISH detection limit based on micro-transcriptomic expression values, and (2) to define specific spatio-temporal expression pattern that helps to select CIII Prx candidates for functional study. The second objective was to characterize the function of one of these CIII Prxs candidates (AtPRX36). We were able to determine the role of AtPRX36 during mucilage extrusion of imbibed seeds.Our results suggest that AtPRX36 is anchored within a globally methylesterified pectins CW micro-domain, putatively formed by the action of a pectin methylesterase inhibitor (PMEI6). This CW micro-domain is needed for the CW loosening action of AtPRX36 to permit CW polarized rupture during seed imbibition.

La presente investigación aborda la estabilización del adobe a través de la utilización de mucílago de penca de tuna con el fin de mejorar sus propiedades físicas como material de construcción. En la actualidad, el adobe es unos de los materiales más usados en la elaboración de viviendas en la Sierra del Perú por ser económico y de fácil adquisición; no obstante, este material al entrar en contacto con el agua pierde resistencia y durabilidad. Por tal motivo, esta tesis tiene como objetivo diseñar una unidad de albañilería de adobe estabilizado con mucílago de penca de tuna con el fin de prolongar la vida útil de las viviendas populares. Para validar esta investigación se realizaron diversos ensayos, para el suelo ensayos preliminares, de campo y laboratorio, para el mucilago ensayos de densidad y viscosidad; las unidades de adobes estabilizados y convencionales se analizaron través de ensayos mecánicos y físicos con la finalidad de comparar sus resultados. Los resultados obtenidos reflejaron que la unidad estabilizada presenta mejores resultados que el adobe convencional, se identificó que las dos mejores dosificaciones D: 20.5% y D: 18.0 % obtuvieron en compresión 23.3 kg/cm2 y 25.2 kg/cm2, en flexión 17.62 kg/cm2 y 17.61 kg/cm2, en absorción 10.99% y 11.43%, en inmersión se clasificó con daños leves y en la prueba de chorro de agua con 4.89 mm y 5.31 mm de profundidad de penetración respectivamente. / This investigation presents the stabilization of the adobe thanks to the use of prickly pear mucilage to improve its physical properties as a building material. Nowadays, adobe is one of the most used materials in the elaboration of houses in the mountains of Perú because it is economical and easy to acquire; however, when this material comes into contact with water, it loses strength and durability. For this reason, this thesis aims to design a stabilized of adobe masonry stabilized with mucilage of prickly in order to prolong the life of popular homes. In order to validate this investigation, several tests were carried out, for the soil preliminary, field trials and laboratory tests, and for the mucilage of prickly pear leaves with density and viscosity tests; for the stabilized and conventional adobe units, they were analyzed through mechanical and physical tests in order to compare their results. The results obtained in each trial reflected that the unit incorporated with mucilage of prickly has better results than conventional adobe, it was possible to identify that the two best dosages D: 20.5% and D: 18.0% obtained in the compression 23.3 kg / cm2 and 25.2 kg / cm2, in flexion 17.62 kg / cm2 and 17.61 kg / cm2, in absorption 10.99% and 11.43%, in immersion it was classified with slight damages and in the water jet test with 4.89 mm and 5.31 mm of depth of penetration respectively. / Tesis

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-08-28T18:42:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Guilherme - dissertação.pdf: 5842405 bytes, checksum: e65765aba951effa28bce4548159760a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T18:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Guilherme - dissertação.pdf: 5842405 bytes, checksum: e65765aba951effa28bce4548159760a (MD5) Previous issue date: 2018-06-11 / Os objetivos dessa pesquisa foram desenvolver e avaliar fitomedicamentos para cicatrização de feridas contendo mucilagem de Ocoteapuberula (Rich) Nees. Materiais e métodos:a coleta e preparação das cascas foi realizada em espécies nativas da região dos Campos Gerais de Ponta Grossa PR, Brasil; sendo a mesma submetida a uma técnica hidroalcoólica para extração da mucilagem, através de técnicas distintas pela aplicação ou não de calor até 60°C. As amostras liofilizadas do extrato hidroalcoólico da Ocoteapuberula (EHOP) foram analisadas através de técnicas de DTG/TG, FTIR para análise dos extratos nas diferentes extrações, assim como quantificação de rendimento de extração do EHOP. Posteriormente foram formuladas membranas semipermeáveis de carboximetilcelulose (CMC)e acetato de polivinila (PVA) impregnadas com 10% de EHOP. Concomitante, foi realizado análise reológica e FTIR das membranas. As membranas de CMCe PVA puras e incorporadas com EHOP foram testadas em ratos através da aplicação em uma lesão no dorso do animal. Como controle positivo foi utilizado o curativo Megisorbr e negativo a água destilada. As lesões foram avaliadas quanto ao índice de retração da lesão, análise histológica das feridas quanto a inflamação, angiogênese e colagênese e análise laboratorial de amostra sanguínea dos animais quanto a toxicidade hepática ou renal. Resultados:a extração através do aquecimento a 60°C proporcionou melhor rendimento associado a maior concentração de compostos alcalóides, com similaridade em FTIR da extração sem emprego de calor e a análise reológica demonstrou potencial em absorção de forças de stress sem sofrer deformação. Os espectros de FTIR das membranas de CMC e PVA sugeriram melhor estabilidade do EHOP em PVA. As análises histológicas permitiram visualizar potencial cicatrizante aos grupos CMC/EHOP e o EHOP, sem toxicidade hepática ou renal em ambos os grupos, sugerindo assim um potencial fitoterápico na aplicação de EHOP em feridas. / The objectives of this research were to develop and evaluate one phytomedications for wound healing containing mucilage of Ocoteapuberula (Rich) Nees. Materials and method:The collection and preparation of the bark was carried out in native species of the “Campos Gerais” region of Ponta Grossa PR, Brazil, and it was submitted to a hydroalcoholic technique for extracting the mucilage, using different techniques for the application or not of heat up to 60 ° C. The lyophilized samples from the Ocoteapuberulahydroalcoholic extract (OPHE) were analyzed by DTG / TG, FTIR techniques for analysis of the extracts in the different extractions, as well as quantification of extraction yield of EHOP. Subsequently, semipermeable membranes of carboxymethylcellulose (CMC) and polyvinyl acetate (PVA) impregnated with 10% OPHE were formulated. At the same time, the rheological and FTIR analysis of the membranes was performed. Pure CMC and PVA membranes incorporated with OPHEwere tested in rats by application to a lesion on the animal's back. As a positive control the Megisorb dressing was used and negative the distilled water. The lesions were evaluated for lesion retraction index, histological analysis of wounds for inflammation, angiogenesis and collagenesis, and laboratory analysis of blood samples from animals for hepatic or renal toxicity. Results: Extraction through heating at 60 ° C provided a better yield associated with a higher concentration of alkaloid compounds, with FTIR similarity of the extraction without use of heat, and rheological analysis showed a potential for the absorption of stress forces without deformation. The FTIR spectra of CMC and PVA membranes suggested improved stability of EHOP in PVA. Histological analyzes allowed visualizing healing potential for the CMC / EHOP and EHOP groups, without hepatic or renal toxicity in both groups, thus suggesting a phytotherapeutic potential in the application of EHOP in wounds.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The traditional use of antibiotics in aquaculture as growth promoters has been limited due to the negative effects caused by these drugs. As an alternative to the use of these drugs has been sought manipulation of the microbiota of the gastrointestinal tract of aquatic animals through the use of oligosaccharides and dietary fibers with prebiotic potential. Thus, this study aimed to apply different methodologies to obtain Dietary Fiber Concentrates (DFC) = mucilage (MG); pectin (PN) and β-glucan + manan (βG + M) and evaluate the prebiotic potential of these supplements in the diet of juvenile jundiá (Rhamdia quelen). The determination of the nutritional composition of the ingredients revealed that the predominant component in all DFCs were dietary fiber and insoluble fiber. The DFC that had higher extraction yield was βG + M (19.81 ± 8.54%), followed by pectin (14.54% ± 2.72), and mucilage (7.18 ± 1.54%). The composition of mucilage and pectin had a greater diversity of monosaccharides, since the βG+M consisted primarily of mannose (74.5%) and glucose (24.3%). The supplementation of DFC in jundiás diet was assessed for eight weeks through study of growth, body nutrient deposition, digestive enzymes, biochemical and metabolic parameters, responses to stress and immune and intestinal morphology. The jundiás supplemented with DFCs achieved higher growth than the control group and similar to animals supplemented with 5 g kg-1 commercial prebiotic (CP 5). Most somatic parameters and whole fish proximate composition were influenced by supplementation of DFCs. The supplementation of pectin promoted lower activity of digestive enzymes in relation the control group. The animals supplemented with DFC obtained positive changes in biochemical parameters. Furthermore, jundiás showed no response to application of the stressor, maintaining basal cortisol levels. The fish supplemented with DFCs had higher hepatic glycogen stores in relation the control group. Moreover, supplementation with DFCs increased the height of intestinal villi of jundiá. However, these values were lower for the animals of the group PC 5. For thickness of the epithelium this variable was higher in the control group compared to animals supplemented with β-glucan+Manana. / O uso tradicional de antibióticos na aquicultura como promotores de crescimento tem sido limitado em função dos efeitos negativos promovidos por estes medicamentos. Como alternativa ao uso destas drogas, tem se buscado a manipulação da microbiota do trato gastrointestinal dos animais aquáticos através da utilização de oligossacarídeos e de fibras alimentares com potencial prebiótico. Neste sentido, este estudo teve como objetivo aplicar metodologias para obtenção de diferentes Concentrados de Fibras Alimentares (CFAs) = Mucilagem (MG); Pectina (PN) e β-Glicana+Mananas (βG+M) e avaliar o potencial prebiótico destes suplementos na dieta de juvenis de jundiá (Rhamdia quelen). A determinação da composição nutricional dos ingredientes revelou que os componentes predominantes em todos os CFAs obtidos foram fibra alimentar total e fibra insolúvel. O CFA que apresentou maior rentabilidade de extração foi a βG+M (19,81%±8,54), seguida da Pectina (14,54%±2,72) e Mucilagem (7,18%±1,54). A composição da Mucilagem e Pectina obtiveram maior diversidade de monossacarídeos, já a βG+M consistiu basicamente de manose (74,5%) e glicose (24,3%). A suplementação dos CFAs na dieta de jundiás foi avaliada durante oito semanas, através de estudo de crescimento, deposição corporal de nutrientes, enzimas digestivas, parâmetros bioquímicos e metabólicos, resposta ao estresse e imunológica e morfometria intestinal. Os jundiás suplementados com os CFAs obtiveram crescimento superior em relação ao grupo controle e similar aos animais suplementados com 5 g kg-1 de prebiótico comercial (PC 5). A maioria dos parâmetros somáticos e de composição centesimal de peixe inteiro foram influenciados pela suplementação dos CFAs. A suplementação de Pectina promoveu menor atividade das enzimas digestivas em relação ao grupo controle. Os animais suplementados com os CFAs obtiveram alterações positivas nos parâmetros bioquímicos avaliados. Além disso, os jundiás não mostraram resposta à aplicação do agente estressor, mantendo os níveis de cortisol basal. Os peixes suplementados com os CFAs obtiveram maiores estoques de glicogênio hepático em relação ao grupo controle. Além do mais, a suplementação com os CFAs promoveu aumento na altura de vilos intestinais dos jundiás. Porém, estes valores foram menores em relação aos animais do grupo PC 5. Para espessura do epitélio (EE) esta variável foi maior no grupo Controle comparado aos animais suplementados com β- glicana + Manana.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

Submitted by dayse paz (daysepaz@hotmail.com) on 2016-04-06T14:58:58Z No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Vanessa_Correa.pdf: 9516390 bytes, checksum: be0bd59f07a366880594f1ccedf35cb0 (MD5) / Approved for entry into archive by cleuza maria medina dos santos (cleuzamai@yahoo.com.br) on 2016-04-07T22:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Vanessa_Correa.pdf: 9516390 bytes, checksum: be0bd59f07a366880594f1ccedf35cb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T22:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Vanessa_Correa.pdf: 9516390 bytes, checksum: be0bd59f07a366880594f1ccedf35cb0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este estudo teve o objetivo de conhecer a comunidade de diatomáceas epífitas nas macrófitas (Acrostichum danaefolium Langst. & Fisch, Schoenoplectus californicus (C.A. Mey) Soják, Myriophylum aquaticum (Vell) Verdc e Cabomba caroliniana A. Gray) em diferentes amostragens na Lagoa Pequena que compreende os ambientes (Arroio Pseudônimo, Praia da Lagoa Pequena, Entrada da Lagoa Pequena e Feitoria), de maio de 2011 a janeiro de 2012, totalizando 79 amostras coletadas. As amostras foram fixadas com formalina a 4%. Para estudo das formas de crescimento, em cada ponto foi coletada uma amostra (não fixada) para observação das diatomáceas. No ambiente foram medidas as variáveis físicas (temperatura, profundidade, transparência da água e vazão) e químicas (pH, condutividade elétrica, fósforo e nitrogênio). A flora em A. danaeifolium apresentou 157 spp, dentre os quais 26% de água doce, 50% estuarinos e 14% marinhos. Nitzschia apresentou maior diversidade (riqueza de espécies). Vinte e três espécies foram registradas pela primeira vez para o Rio Grande do Sul. Ocorreram diferentes formas de crescimento que formaram as guildas ecológicas de baixo perfil (formas adnatas), alto perfil (formas eretas, formadoras de cadeias, tubos, e pedúnculos de mucilagem) e guilda móvel (espécies móveis). Em S. californicus ocorreram 129 táxons distribuídos em 55 gêneros, e Nitzschia apresentou também maior número (25) de espécies. Em C. caroliniana ocorreram 38 táxons e formas de crescimento adnata, ereta, pedúnculo, cadeia tubo e móvel) e em M. aquaticum ocorreram 54 táxons e formas de crescimento adnata, pedúnculo, ereta, cadeia e tubo. Em ambas macrófitas foi encontrada guilda de alto perfil. A presença de diferentes formas de crescimento e guilda de alto perfil em todos locais estudados mostrou a complexidade da comunidade. A temperatura da água variou de 10-28,5º C, a profundidade 0,26-1,29 m, a transparência 0,20-0,76 m, a vazão 9,4-42,12 m³/s, o pH 7,0-8,8, a condutividade elétrica 0,62-16,96 mS.cm‾¹, o fósforo orgânico total 0,03-0,37 mg.L-1 , e o nitrogênio orgânico total entre 0,29 e 1,20 mg.L-1 . A maior temperatura e o baixo nível da água influenciaram a composição da guilda de alto perfil, que prevaleceu durante todo período. O maior valor de condutividade (verão) permitiu a presença de espécies marinhas no Arroio Pseudônimo e Feitoria. O Arroio Pseudônimo teve maior riqueza de espécies provavelmente por ser mais protegido, do que os outros locais. Em menor temperatura (10º C) e condutividade (0,65 mS.cm‾¹) também se observou a formação de tubos de mucilagem e a guilda de alto perfil no Arroio Pseudônimo. Espécies dulcícolas (Nitzschia spiculoides Hustedt, N. subacicularis Hustedt, N. fonticola var. pelagica Hustedt e S. martyi Hèribaud-Joseph) e marinha (C. peltoides Hustedt) foram tolerantes as variações de condutividade na Lagoa Pequena. A morfologia das macrófitas aquáticas influenciou a comunidade de diatomáceas que apresentou maior riqueza de espécies e gêneros em macrófitas de arquitetura complexa (C. caroliniana e M. aquaticum). / The study aimed know the diatom community epiphytic on macrophytes (Acrostichum danaefolium Langst. & Fisch, Schoenoplectus californicus (C.A. Mey) Soják, Myriophylum aquaticum (Vell) Verdc and Cabomba caroliniana A. Gray) at different samplings in Lagoa Pequena comprising enviroments (Arroio Pseudônimo, Lagoa Pequena beach, Lagoa Pequena entrance and Feitoria) from may 2011 to january 2012, totalizing 79 samples collected. All samples were fixed with 4% formalin. In order to study the crecimento forms, in each point was collected a sample (unfixed) for observation of diatoms. In the environment were measured physical variables (temperature, depth, water transparency and flow) and chemical (pH, electrical conductivity, phosphorus and nitrogen). The flora in A. danaeifolium presented 157 spp, among them 26% freshwater, 50% estuarine and 14% marine and Nitzschia presented the highest diversity (species richness). Twenty-three species were recorded for the first time to Rio Grande do Sul. There were different forms growth that formed guilds ecological of low profile (forms adnate), high profile (forms erect, chains, tube, and stalked of mucilage) and guild mobile (species mobile). In S. californicus occurred 129 taxa distributed in 55 genera and Nitzschia presented also the greatest number (25) of species. In C. caroliniana occurred 38 taxa and forms growth adnate, erect, stalked, chain, tube and mobile) and in M. aquaticum occurred 54 species and forms of growth adnate, stalked, erect, chain and tube. In both macrophytes were found guild of high profile. The presence of distinct growth forms and guild high profile in all study sites showing the complexity of the community. The water temperature varied from 10-28,5º C, the depth 0,26-1,29, the transparency 0,20-0,76 m, the flow 9,4-42,12 m³/s, the pH 7,0-8,8, electrical conductivity 0,62-16,96 mS.cm‾¹, the total organic phosphorus 0,03-0,37 mg.L-1 , and the total organic nitrogen 0,29-1,20 mg.L-1 . Highest temperature and low water level influenced the composition of guild high profile, which prevailed throughout the period. Higher conductivity values (summer) allowed the presence of marine species in the Arroio Pseudônimo and Feitoria. The Arroio Pseudônimo had greater species richness probably because is more protected than the other sites. In the lowest temperature (10º C) and conductivity (0,65 mS.cm‾¹) also observed the formation of mucilage tubes and guild high profile in the Arroio Pseudônimo. Freshwater species (Nitzschia spiculoides Hustedt, N. subacicularis Hustedt, N. fonticola var. pelagica Hustedt and S. martyi Hèribaud-Joseph) and marine (C. peltoides Hustedt) were tolerant to conductivity variations in Lagoa Pequena. The morphology of aquatic macrophytes influenced the diatom community that presented highest richness of species and genera in macrophytes of complex architecture (C. caroliniana and M. aquaticum).

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-04T13:40:27Z No. of bitstreams: 1 Joseli_Nunes2017.pdf: 1298011 bytes, checksum: fe0a8835535fe184ddb325abcedf4bbb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T13:40:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joseli_Nunes2017.pdf: 1298011 bytes, checksum: fe0a8835535fe184ddb325abcedf4bbb (MD5) Previous issue date: 2017-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Chia (Salvia hispanica L.) is an oleaginous plant from Mexico, which was cropped and consumed by the Maya and Aztec peoples since ancient times in order to provide energy, strength and vitality. This seed is a natural source of omega-3, omega-6, fiber, protein, vitamins, as well as other important nutritional components. It helps on preventing cardiovascular diseases, nervous and inflammatory diseases, and diabetes, among others. Its physiological quality is an essential parameter for significant yield of grains and seeds since the demand for chia has increased every year. Thus, this study aimed at adapting methodologies to evaluate seeds physiological quality, checking which tests are more efficient to determine seeds vigor, evaluating mucilage production and if vigor can influence on its produced amount. Thus, seeds were submitted to determine purity, mass of 100 seeds, moisture content, variations on tests such as germination, seedling growth, emergence in sand, accelerated aging, cold test without soil, electrical conductivity, water uptake curve and mucilage extraction. After determining the best methodology for each test, each one of them was carried out for seeds cropped during two cropping years (2013/2014, 2014/2015). Mucilage variation was also evaluated according to these seeds vigor. A completely randomized experimental design was carried out in double and triple factorials, according to the tests. Under tested conditions, it was concluded that chia seeds can germinate in paper and sand substrates, in light presence or absence, under temperatures from 15 to 35 ºC, thus achieving high rates of germination percentage. Seedling length test was developed in gerbox for nine days, the emergence in sand test was obtained with 0.5 cm depth at 25-30 ºC, the accelerated aging test was under 41 ºC, for 36 hours with water and 45 ºC for 12 hours with saturated solution, and electrical conductivity test was recorded with 24 hours, 25 mL water at 25-30 ºC, and they can be used to determine chia seeds vigor. The proposed methodology was efficient to extract chia seeds mucilage and seed vigor did not interfere in the amount of mucilage produced. / A chia (Salvia hispanica L.) é uma oleaginosa de origem mexicana, cultivada e consumida pelos Maias e Astecas desde a antiguidade, por fornecer energia, força e disposição. Esta semente é uma fonte natural de ômega-3, ômega-6, fibras, proteínas, vitaminas, além de outros componentes nutricionais importantes. Auxilia na prevenção de doenças cardiovasculares, dos sistemas nervoso e inflamatório, diabetes, dentre outros. Haja vista a qualidade fisiológica ser fator imprescindível para uma produção significativa de grãos e sementes e a demanda por elas tem se mostrado expressiva a cada ano, pretende-se com este estudo adequar metodologias para avaliar a qualidade fisiológica de sementes, verificar quais destes testes são mais expressivos para determinar o vigor das mesmas, avaliar a obtenção de mucilagem de chia, e se o vigor das sementes pode interferir na quantidade da mucilagem produzida. Assim, as sementes foram submetidas à determinação de pureza, massa de 100 sementes, grau de umidade, variações nos testes de germinação, crescimento de plântulas, emergência em areia, envelhecimento acelerado, teste de frio sem terra, condutividade elétrica, curva de absorção de água e extração da mucilagem. Após a determinação da metodologia ideal para cada teste, os mesmos foram realizados para sementes cultivadas em dois anos (2013/2014, 2014/2015). A variação da mucilagem foi também avaliada de acordo com o vigor dessas sementes. O experimento foi instalado em delineamento experimental inteiramente ao acaso, em esquema fatorial duplo e triplo, dependendo dos testes. Nas condições testadas, concluiu-se que sementes de chia podem ser germinadas em substratos de papel e areia, com presença ou ausência de luz, nas temperaturas de 15 a 35 ºC. Assim, foram registradas elevadas taxas de porcentagem de germinação. O teste de comprimento de plântula realizado em gerbox por nove dias, o teste de emergência em areia com 0,5 cm de profundidade a 25-30 ºC, o de envelhecimento acelerado foi conduzido a 41 ºC, por 36 horas com água e 45 ºC por 12 horas com solução saturada, e o teste de condutividade elétrica por 24 horas, com 25 mL de água a 25-30 ºC podem ser utilizados para determinar o vigor de sementes de chia. A metodologia proposta foi eficiente para a extração da mucilagem e o vigor de sementes não interferiu na quantidade de mucilagem produzida.