A deficiência da desidrogenase de hidroxiacil-coa de cadeia longa (LCHAD) é um erro inato do metabolismo de ácidos graxos. Pacientes acometidos apresentam acúmulo de ácidos graxos hidroxilados de cadeia longano sangue e tecidos. A sintomatologia é bastante variada, sendo que os pacientes apresentam hepatopatia e cardiomiopatia severa, assim como retinopatia, hipotonia, neuropatia periférica, atraso no desenvolvimento e na fala, letargia e convulsões. Considerando que a patofisiologia do dano hepático encontrado nos pacientes com deficiência da LCHAD não está esclarecida, o presente trabalho teve como objetivo investigar in vitro os efeitos dos ácidos 3-hidroxitetradecanoico (3HTA) e 3-hidroxipalmítico(3HPA) sobre importantes parâmetros da bioenergética mitocondrial, tais como os parâmentros respiratórios estado 3, estado 4, razão de controle respiratório (RCR) e estado desacoplado (U), bem como o potencial de membrana (ΔΨm), inchamento, capacidade de retenção de Ca2+ mitocondrial e estado redox do NAD(P) em mitocôndrias isoladas de fígado de ratos jovens. Os ácidos monocarboxílicos encontrados em maiores concentrações nos pacientes, 3HTAe 3HPA inibiram a respiração estimulada por ADP (estado 3), a desacoplada, o RCR, diminuíram o ΔΨm e o conteúdo de NAD(P)H e, em contraste, aumentaram a respiração lenta (estado 4) em mitocôndrias utilizando glutamato/malato ou sucinato como substratos. Além disso, o inibidor competitivo do translocador de nucleotídeo adenina (ANT) atractilosídeo atenuou o aumento no estado 4 provocado pelo 3HTA. Esses dados indicam que o 3HTA e o 3HPA atuam como inibidores metabólicos e desacopladores da fosforilação no fígado. Também verificamos que baixas concentrações desses ácidos graxos hidroxilados causam uma diminuição significante no ΔΨm e no conteúdo de NAD(P)H na presença de Ca2+. 3HTA e 3HPA também diminuíram a capacidade de retenção de Ca2+ e induziram inchamento em mitocôndrias. Os efeitos induzidos por 3HTA foram totalmente prevenidos pelos inibidores clássicos do poro de transição de permeabilidade (PTP) ciclosporina A e ADP, assim como pelo rutênio vermelho, um inibidor da captação de Ca2+, indicando abertura do PTP. Ademais, ditiotreitol e N-etilmaleimida não foram capazes de prevenir estes efeitos, descartando a oxidação dos grupamentos tióis do PTP como mecanismo de sua abertura. Finalmente, verificamos que o ácido dicarboxílico 3- hidroxitetradecanodioico (3HTDA), que também se acumula na deficiência da LCHAD e que é um análogo do 3HTA, não alterou os parâmetros de bioenergética mitocondrial. Em conjunto, nossos dados demonstram que os principais ácidos graxos monocarboxílicos hidroxilados de cadeia longa acumulados na deficiência da LCHAD prejudicam a homeostase energética mitocondrial em fígado. Presumimos que esse mecanismo possa explicar, pelo menos em parte, a disfunção hepática caracerística dos pacientes acometidos por essa doença. / Long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (LCHAD) deficiencie is an inborn error of metabolism of fatty acid oxidation. Affected patients present blood and tissue accumulation of the 3-hydroxy fatty acids.Clinical presentation is characterized by a wide variety of symptoms, including severe hepatopathy and cardiomyopathy, as well as retinopathy, hypotonia, peripheral neuropathy, speech and developmental delay, lethargy and seizures.Considering that the pathophisiology of the hepatic damage found in LCHAD-deficient patients is not yet clear, the aim of the present work was to investigate the in vitro effects of 3-hydroxytetradecanoic (3HTA) and 3- hydroxypalmitic (3HPA)on inportant parameters of mitochondrial bioenergetics, namely the respiratory parameters state 3, state 4, respiratory control ratio (RCR) and state uncoupled (U), as well as mitochondrial membrane potential (ΔΨm), swelling, Ca2+ retention capacity and NAD(P) redox state in isolated liver mitochondria from young rats. The monocarboxylic acids found at higher concentrations in LCHADdeficient patients, 3HTA and 3HPA, inhibited the ADP-stimulated (state 3) and uncoupled respiration, decreased ΔΨm and NAD(P)H content and, in contrast, increased resting (state 4) respiration in mitochondrial preparations supported by glutamate plus malate or succinate.Furthermore, the competitive inhibitor of adenine nucleotide translocase (ANT) atractyloside, attenuated the 3HTA-induced increase of state 4 respiration. These data indicate that 3HTA and 3HPA act as metabolic inhibitors and uncouplers of oxidative phosphorylation in the liver.We also verified that low concentrations of these hydroxyl fatty acids caused a strong decrease of ΔΨm and NAD(P)H content in the presence of Ca2+. 3HTA and 3HPA also reduced Ca2+ retention capacity and induced swelling in mitochondria. The effects induced by 3HTA were totally prevented by the classical mitochondrial permeability transition (MPT) inhibitors cyclosporin A and ADP, as well as by ruthenium red, a Ca2+ uptake blocker, indicating MPT pore opening. Furthermore, dithiothreitol and N-ethylmaleimide were not able to prevent these effects, making unlikely an oxidation of thiol groups of the MPT pore as a mechanism of its opening. Finally, the dicarboxylic 3-hydroxytetradecanodioic acid (3HTDA), which also accumulates in LCHAD deficiency and is an analogue of 3HTA, did not alter mitochondrial bioenergetics parameters. Taken together, our data demonstrate that the major monocarboxylic long chain fatty acids accumulating in LCHAD deficiency disrupt energy mitochondrial homeostasis in the liver. It is proposed that this pathomechanism may explain at least in part the hepatic alterations characteristic of the affected patients.

A ação de compostos sulfúricos presentes no óleo isolante de transformadores e reatores de potência ajuda na sua estabilidade à oxidação, porém, com o passar do tempo, provoca a corrosão do cobre, o que leva o equipamento à falha. O teor de enxofre, presente no óleo bruto, foi então reduzido, porém aditivos colocados no óleo isolante para combater a oxidação, particularmente o dibenzil dissulfeto (DBDS), ocasionou falhas prematuras em vários transformadores e reatores no mundo todo. A reação do DBDS com o cobre do condutor forma o composto sulfeto de cobre I (Cu2S), o que ocasiona a redução da rigidez dielétrica da isolação sólida, composta basicamente por papel Kraft. Nesse sentido, este trabalho visa avaliar a degradação prematura da isolação papel-óleo em transformadores e reatores de potência devido a ação de enxofre corrosivo gerado pelo DBDS (dibenzil dissulfeto). Amostras de papel, óleo e cobre antes e após envelhecimento foram caracterizadas por ensaios físicos, químicos e térmicos. A cromatografia gasosa do óleo após teste de aumento de temperatura mostrou evolução de CO, CO2, CH4, C2H4 e C2H6 na amostra com DBDS, ao passo que na amostra do óleo normal não houve geração de gases, e na amostra passivada, retornou a valores ainda inferiores àqueles obtidos para o óleo normal. O papel Kraft envelhecido apresentou um decréscimo na sua estabilidade térmica (80ºC) quando comparado com o papel novo, indicando início da degradação deste material em temperatura inferior ao papel novo, sendo que no FTIR uma banda de grupos funcionais aminas e amidas e as bandas dos grupos nitrila, que aparecem no papel novo, não se verificaram na amostra envelhecida. O cobre nu, imerso no óleo mineral isolante (OMI) com DBDS, apresentou contaminação por Cu2S, o que mostrou ser o OMI corrosivo, e a amostra de cobre imersa em OMI com DBDS e passivado, resultou não corrosivo, o que mostra o efeito protetor do passivador. / Power transformers and reactors are equipments of vital importance for any electrical power grid, which intends to provide electrical energy efficiently and reliably in order to face the needful demands for economic development and life quality improvement. Sulfur compounds present in the oils, improves its oxidation stability, however, its reaction with copper, over the time, provoking corrosion, has proved to be harmful to the equipments. A few years ago, sudden failures, especially involving step up transformers and reactors, have been concerning people responsible for the electrical power grids worldwide. Researches pointed out to the inhibitor of oxidation dibenzyldisulfide (DBDS) as the root of the problem. The DBDS reacts with the copper forming copper sulfide, Cu2S, reducing considerably the dielectric strength of the Kraft paper, leading the insulation to fail prematurely. As a result, there are high economic losses and equipments unavailability as well. Regarding the scenario presented, this work intends to assess the power transformers and reactors paper-oil insulation premature degradation due to copper sulfide jeopardy, arose by DBDS. Kraft paper, oil and copper new samples and after being aged, were characterized by physical - humidity, grammage and density (paper and oil), MEV (paper and copper) - chemical – corrosivity and DGA (oil), FTIR (paper) – and thermal tests – TGA (paper). The test of oil corrosivity showed to be neutral for the normal oil sample, and harmful to copper for the oil sample inhibited with DBDS, as well as the protection exerted by the passivated oil sample. The results of DGA after the test with high temperature, showed an evolution of CO, CO2, CH4, C2H4 and C2H6 in the sample inhibited with DBDS, whilst in the normal oil sample there was no gas generation, and in the oil sample passivated the gas concentrations resulted even lower than in the normal oil sample. The aged Kraft paper presented a decrease in its termic stability (80ºC) in comparison with the new Kraft paper, what indicates the degradation beginning of this material occurs at a lower temperature in relation of the new paper. Regarding the Fourier Infrared test (FTIR), one band of amines and amides functional groups, and the nitrile groups, which were shown in the new paper sample, could not be figured out in the aged paper. The copper immersed in oil with DBDS, showed Cu2S contamination, what asserts the oil as corrosive, on the other hand, the copper sample immersed in passivated oil was clean, what has proved the passivator protection.

A utilização de ozônio como agente oxidante tem apresentado resultados positivos para a degradação de contaminantes orgânicos em subsuperfície. O ozônio apresenta alta reatividade, tanto com os compostos orgânicos de interesse quanto com os compostos inorgânicos presentes no meio, principalmente com os íons metálicos constituintes da matriz sólida, mobilizando os para a água subterrânea. Este estudo detectou e quantificou os íons metálicos de interesse presentes na matriz solida, sendo estes: Fe, Al, Mn, Cr, Pb, Ni e Zn. Também foram determinados os íons que foram mobilizados da matriz sólida, a partir da injeção do ozônio em solo proveniente de uma área contaminada por compostos orgânicos. / The use of ozone as an oxidizing agent has shown positive results for the degradation of organic contaminants in the subsurface. Ozone is highly reactive with both the organic compounds of interest as with inorganic compounds present in the environment, especially with the metal ions of the solid matrix constituents, mobilizing them into groundwater. This study detected and quantified the metal ions of interest present in the solid matrix, namely: Fe, Al, Mn, Cr, Pb, Ni and Zn. lons that have been mobilized from the solid matrix due to the ozone injection in soil from a contaminated area for organic compounds were also determined.

A oxidação fotocatalítica do glicerol (OFG) é uma possível alternativa para aproveitamento do excedente de glicerol proveniente do processo de produção do biodiesel, porém são poucos os registros desta reação na literatura. Neste trabalho, primeiramente foram testadas amostras comerciais de ZnO e TiO2, com o objetivo de identificar e quantificar os principais produtos de oxidação para cada semicondutor. Também foram realizados testes para determinação da influência dos parâmetros reacionais sobre a conversão e seletividade para gliceraldeído (GAD) e dihidroxiacetona (DHA), variando-se as condições experimentais tanto isoladamente quanto simultaneamente, através planejamento de experimentos. Por fim, foram sintetizadas amostras de ZnO visando-se obter uma amostra com melhores resultados em termos de conversão e seletividade para GAD e DHA que a amostra comercial. Os testes fotocatalíticos foram conduzidos em reator batelada (slurry) sob radiação ultravioleta, usando soluções aquosas de glicerol. Os produtos de oxidação foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por MEV, área BET, DRX, espalhamento de raios X a baixo ângulo e medidas de Potencial Zeta. Os resultados mostraram que ZnO e TiO2 diferem significativamente quanto à seletividade. O ZnO apresentou maior seletividade para produtos de maior valor agregado, como o gliceraldeído (GAD) e a dihidroxiacetona (DHA), indicando maior contribuição da fotocatálise indireta. O TiO2 apresentou seletividade maior para produtos resultantes da quebra da molécula de glicerol, como o formaldeído e o glicolaldeído, o que indica maior contribuição da fotocatálise direta. Nos testes da influência dos parâmetros reacionais para o ZnO, determinou-se que a conversão é afetada principalmente pelo pH inicial e concentração de catalisador e que a seletividade é afetada principalmente pela temperatura de reação e pH inicial. Em relação às amostras de ZnO sintetizadas em laboratório, nenhuma foi mais fotoativa que a amostra comercial, porém a amostra ZnO-B foi a mais fotoativa dentre as sintetizadas e foi mais seletiva ao GAD do que o ZnO comercial. Pôde-se determinar que o potencial zeta foi a característica mais influente na fotoatividade destes catalisadores, sendo que quanto mais positivo este valor, mais fotoativo o catalisador. Finalmente, em relação às amostras de ZnO com diferentes proporções de planos polares, a amostra com baixa proporção foi cerca de 2 vezes mais fotoativa que a amostra com alta proporção destes planos, o que se opõe aos resultados encontrados na literatura sobre fotoatividade relacionada a planos cristalinos. / The photocatalytic oxidation of glycerol emerges as a potential alternative to contribute to the utilization of glycerol surplus from biodiesel production. However, there are few reports about this reaction in the literature. In this work, as a first approach, commercial samples of ZnO and TiO2 were tested in order to identify the main products for each semiconductor. Next, the influence of the reaction parameters on the conversion and selectivity to glyceraldehyde (GAD) and dihydroxyacetone (DHA) was studied through a design of experiments, using ZnO as catalyst. Finally, additional ZnO samples were synthesized as an attempt to obtain a catalyst with conversion and/or selectivity higher than the commercial sample. The photocatalytic tests were carried out in a batch reactor (slurry) under ultraviolet radiation, using aqueous solution of glycerol. The oxidation products were analysed by liquid chromatography (HPLC). The synthesized catalysts were characterized by SEM, BET surface area, XRD, SAXS and Zeta Potential measurements. The results showed that ZnO and TiO2 differ significantly in selectivity. ZnO was more selective to products with higher commercial value (GAD and DHA), indicating greater contribution from indirect photocatalysis. On the other hand, TiO2 showed higher selectivity to products from the cleavage of the glycerol molecule, such as formaldehyde and glycolaldehyde, which indicates greater contribution from direct photocatalysis. In reference to the tests about the influence of the reaction conditions using ZnO, it was found that conversion was affected mainly by the initial pH and catalyst concentration, whereas selectivity was affected mainly by the temperature and initial pH. Regarding the synthesized ZnO catalysts, none of them reached conversion higher than the commercial sample, yet the sample ZnO-B showed the highest selectivity to GAD, even higher than the commercial sample. It was also determined that the zeta potential was the most influential characteristic on the catalyst activity. Finally, regarding the ZnO catalysts with different proportions of polar planes, the sample with low proportion of polar planes was about 2 times more active than the sample with high proportion of polar planes, which contradicts the records found in the literature about this specific topic.

A deficiência da desidrogenase de acilas-CoA de cadeia média (MCAD) é um defeito da oxidação de ácidos graxos (DOAG) bioquimicamente caracterizada pelo acúmulo de acilcarnitinas de cadeia média (MCAC) em tecidos e líquidos biológicos de indivíduos afetados. Clinicamente os pacientes apresentam sintomas neurológicos como letargia e coma, geralmente desencadeados por episódios de descompensação metabólica. Outros distúrbios importantes entre os DOAG são as deficiências da proteína trifuncional mitocondrial (MTPD) e da desidrogenase de 3-hidroxiacilas-CoA de cadeia longa (LCHADD) que são caracterizadas pelo acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa e seus derivados 3- hidroxilados (LCHFA). Geralmente, os pacientes afetados apresentam disfunção cardíaca e hepática podendo também apresentar sinais de comprometimento neurológico. Até o momento, a hipoglicemia e a toxicidade dos ácidos graxos acumulados têm sido relacionados com a fisiopatologia dessas doenças, embora os mecanismos responsáveis pelo dano tecidual não são bem conhecidos. Assim, foram investigados os efeitos dos MCAC e LCHFA sobre importantes parâmetros da função redox e homeostase energética mitocondrial em cérebro e coração de ratos, bem como a produção de superóxido e morte celular em culturas de fibroblastos da pele de pacientes afetados por essas doenças. Primeiramente, observamos que as MCAC induzem dano oxidativo lipídico e proteico, além de reduzir as defesas antioxidantes não enzimáticas em cérebro de ratos, provavelmente através da indução de radicais hidroxil e peroxil. Além disso, evidenciamos aumento dos níveis de superóxido e de morte celular em fibroblastos de pacientes afetados pela MTPD em condições padrão de cultivo indicando uma exposição crônica a níveis mais elevados de superóxido e uma vulnerabilidade à morte celular. Fibroblastos de pacientes afetados pelas MTPD e MCADD também apresentaram aumento dos níveis de superóxido quando cultivadas em condições de estresse metabólico, contudo não houve aumento de morte celular. Finalmente, a morte celular foi mais pronunciada em fibroblastos afetados pela MTPD em comparação com pacientes afetados pela MCADD, além de apresentar uma forte correlação com a produção de superóxido, sugerindo que esses eventos são provavelmente associados. Por outro lado, observamos que LCHFA prejudicam a homeostase energética em mitocôndrias de coração devido a um efeito desacoplador da fosforilação oxidativa evidenciado pelo aumento do estado 4 da respiração e diminuição da razão de controle respiratório, pela redução do potencial de membrana, do conteúdo de NAD(P)H e da produção de H2O2. O ácido 3- hidroxitetradecanóico (3 HTA) também induziu inchaço mitocondrial provavelmente como consequência da abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (mPTP) uma vez que a ciclosporina A (CsA), um inibidor clássico da abertura do poro, impediu esse efeito em mitocôndrias cardíacas carregadas com Ca2+. LCHFA também dissipadaram o potencial de membrana, diminuíram o coneúdo de NAD(P)H e de ATP na presença ou ausência de Ca2+ em mitocondriais de córtex cerebral. Além disso, na presença de Ca2+, 3 HTA induziu inchamento mitocondrial e liberação de citocromo c, que ativa rotas apoptóticas. 3 HTA também afetou a homeostase de Ca2+ evidenciado por uma reduzida capacidade de retenção de Ca2+ pela mitocôndria e induziu a produção de H2O2 na presença de Ca2+. Essas alterações foram prevenidas pelo vermelho de rutênio (RR), um bloqueador da captação mitocondrial de Ca2+, e por CsA mais ADP, inibidores da abertura do mPTP, o que implica o seu envolvimento nesses efeitos. Em contraste, LCHFA não causaram dano oxidativo nem alteraram as defesas antioxidantes em coração de ratos jovens. Em conjunto, nós demonstramos que MCAC e LCHFA que se acumulam em pacientes afetados pelas deficiências da MCAD e MTP/LCHAD, respectivamente, são potencialmente tóxicos para as funções mitocondriais essenciais em cérebro e coração de ratos. Além disso, demonstramos que fibroblastos de pacientes com MTPD cultivados em condições padrão estão sob estresse oxidativo, que é acentuado quando os fibroblastos são submetidos a condições de estresse metabólico. Presume-se que esses mecanismos fisiopatológicos podem ser responsáveis, pelo menos em parte, pelo dano tecidual característico desses pacientes. / The medium chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) deficiency is a fatty acid oxidation disorder (FAOD) biochemically characterized by accumulation of medium-chain acylcarnitines (MCAC) in tissues and biological fluids of affected individuals. The clinical presentation includes neurological symptoms as lethargy and coma, generally followed by episodes of metabolic decompensation. Other important FAOD are the mitochondrial trifunctional protein (MTPD) and the long-chain 3- hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (LCHADD) deficiencies that are characterized by accumulation of long-chain fatty acids and their 3-hydroxylated (LCHFA) derivatives. Usually, affected patients present cardiac and hepatic dysfunction and may present signs of neurological impairment. So far, hypoglycemia and the toxicity of accumulating fatty acids have been related with the pathophysiology in these disorders, although the mechanisms responsible for tissue damage are poorly known. Thus, we investigated the effects of MCAC and LCHFA on important parameters of mitochondrial redox and energetic homeostasis in brain and heart of rats, as well as superoxide production and cell death in skin fibroblasts from patients affected by these diseases. First, we observed that MCAC induced lipid and protein oxidative damage, and reduced the antioxidant non-enzymatic defenses in rat brain, probably through induction of hydroxyl and peroxyl radicals. Furthermore, we evidenced increased superoxide levels and cell death in skin fibroblasts from MTP deficient patients under standard growing conditions indicating a chronic exposure to higher superoxide levels and a vulnerability to cell death. In addition, cells from MCADD and MTPD patients cultured under metabolic stress conditions presented increased levels of superoxide, although cell death was not increased. Finally, cell death was more pronounced in fibroblasts from MTP compared to MCAD deficient patients, and presented a strong correlation with superoxide production, suggesting that these events are probably associated. On the other hand, we observed that LCHFA provoked an impairment of heart mitochondrial energetic homeostasis, by behaving as uncouplers of oxidative phosphorylation, evidenced by increase of state 4 respiration and decrease of the respiratory control ratio, by reducing the membrane potential, the NAD(P)H content and H2O2 production. 3-Hydroxytetradecanoic acid (3 HTA) also induced mitochondrial swelling probably as a consequence of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) opening once cyclosporin A (CsA), a classical inhibitor, prevented this effect in heart mitochondria loaded with Ca2+. LCHFA also dissipated membrane potential, diminished NAD(P)H content and decreased ATP content in the presence or absence of Ca2+ in cerebral cortex mitochondrial preparations. Moreover, 3 HTA induced mitochondrial swelling and cytochrome c release in the presence of Ca2+, which activates apoptotic cascades. 3 HTA also affected Ca2+ homeostasis evidenced by a diminished mitochondrial Ca2+ retention capacity and induced hydrogen peroxide production in the presence of Ca2+. These alterations where prevented by ruthenium red (RR), a blocker of mitochondrial Ca2+ uptake, and by CsA plus ADP, inhibitors of the mPTP, implying its involvement in these effects. In contrast, LCHFA did not cause oxidative damage nor altered the antioxidant defenses in heart of young rats. Taken together, we demonstrated that MCAC and LCHFA found accumulated in patients affected by MCAD and MTP/LCHAD deficiencies, respectively, are potentially toxic to essential mitochondrial functions in rat brain and heart. We also found that fibroblasts from MTP deficient patients cultured under basal growing conditions are under oxidative stress that is accentuated when cultured metabolic stress conditions are used. It is presumed that these pathomechanisms may be responsible, at least in part, for the tissue damage characteristic of these patients.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-07-31T15:13:09Z No. of bitstreams: 1 Anabel Santos Lourenço.pdf: 790187 bytes, checksum: c02ffcfd71c393ecf0383c0b768888e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T15:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anabel Santos Lourenço.pdf: 790187 bytes, checksum: c02ffcfd71c393ecf0383c0b768888e3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Tartaric acid (TA) belongs to an important group of organic acids of low molecular weight. TA salts are employed in the pharmaceutical industry as an excipient or as a component of the active principle of various drugs, among them the Metoprolol Tartrate (MT).This compound shows relatively high solubility in water, provided by the presence of tartrate as a counter-ion. Several analytical methods can be found in the literature for MT, some of them utilizes direct determination of metoprolol, while others are based on indirect determination. Limitations of their methodologies demand the development of new analytical methods. The TA is not electroactive in conventional electrodes, however this work identified its electrocatalytic oxidation in a carbon paste electrode modified with cobalt-phthalocyanine (CoPC-CPE). The electrochemical behavior of the modified electrode was investigated by square wave voltammetry and cyclic voltammetry. The former showed well suitable for analytical applications. An analytical method, applicable to indirect determination of metoprolol in the MT and similar medicines was developed. Studies have shown that high sensitivity and peak potential is pH-dependent, and can attain a noptimum response in acetate buffer 0.05 mol L-1, pH 4.5. The absence of memory effect combined with the easy electrode preparation, led to the development of a highly sensitive and reliable method for TA. All measurements were performed in triplicate and showed a linear response in the range of15 to100 μmol L-1 (r = 0,9992). The method presents a limit of detection of 4.8μmol L-1 (3σ) and a limit of quantitation of 15.9 μmol L-1 for determination in real samples. / O ácido tartárico (AT) pertence a um importante grupo de ácidos orgânicos de baixo peso molecular. Os sais de AT são utilizados na indústria farmacêutica como excipiente ou componente do princípio ativo de vários medicamentos, dentre eles o Tartarato de Metoprolol (TM). Este composto apresenta solubilidade relativamente alta em água, proporcionada pela presença do contra-íon tartarato. Vários métodos analíticos podem ser encontrados para determinação do TM, alguns utilizam a determinação direta do metoprolol e outros são fundamentados na determinação indireta. O AT não é eletroativo em eletrodos convencionais. No entanto, este trabalho identificou a oxidação eletrocatalítica do AT em eletrodo de pasta de carbono modificado com ftalocianina de cobalto (II) (CoPC-CPE). O comportamento eletroquímico do CoPC-CPE foi investigado por voltametria cíclica e de onda quadrada. Esta última mostrou-se muito eficiente para aplicações analíticas. Desenvolveu-se um método analítico aplicável à determinação indireta do metoprolol através de medição de íon tartarato no TM, que pode também ser aplicado a outros fármacos similares. Os estudos mostraram que a elevada sensibilidade e o potencial de pico são dependentes do pH, podendo-se obter uma resposta ótima em tampão acetato 0,05 mol L-1, pH = 4,5. A ausência de efeito de memória, combinada com a facilidade da preparação eletrodo, levou ao desenvolvimento de um método altamente sensível e confiável para AT. Todas as medidas foram realizadas em triplicata e apresentaram resposta linear na faixa de 15 a 100 μmol L-1 (r = 0,9992). O método apresenta limite de detecção de 4,8μmol L-1 (3σ) e limite de quantificação de 15,9 μmol L-1 para determinação em amostras reais.

Vinhos espumantes, assim como os vinhos brancos, são muito susceptíveis a oxidação nas etapas de elaboração e durante o armazenamento e envelhecimento. A glutationa (GSH), antioxidante naturalmente presente nas uvas e derivados, contribui positivamente na preservação de aromas, prevenção do escurecimento e outros defeitos decorrentes do armazenamento prolongado em vinhos brancos. A molécula de GSH é muito reativa, devido a seu grupo sulfidrila. Neste sentido, uma alternativa para preservá-la e manter suas propriedades antioxidantes por um maior período durante o armazenamento dos espumantes seria a microencapsulação em um sistema polimérico. A microencapsulação também poderia evitar um aspecto negativo da utilização de GSH em vinhos, que é indução da formação de H2S (off-flavour), visto que, se a GSH for liberada lentamente poderia evitar o efeito redutor de oxigênio no vinho. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de GSH livre em espumantes e preparar microcápsulas contendo glutationa para adição em vinhos e/ou espumantes. A GSH livre (10, 20 e 30 mg L-1) foi adicionada em diferentes etapas da elaboração (mosto, vinho base e espumante) de espumantes pelo método tradicional. Foram avaliados os efeitos da adição de GSH sobre compostos aromáticos, os compostos fenólicos relacionados ao escurecimento de vinhos brancos e as concentrações de SO2 livre. As análises dos compostos fenólicos e da glutationa total e reduzida foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência e espectrofotometria UV e, as análises dos compostos aromáticos foram realizadas por cromatografia gasosa. As micropartículas contendo GSH como composto ativo foram preparadas por spray-dryer com quitosana ou β-ciclodextrina (β-CD), como polímeros e sua caracterização foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourrier (FT-IR), difratometria de raios-X (DRX). Além disso, foram realizados testes para verificar a recuperação da GSH, a eficiência de encapsulação e a cinética de liberação da GSH em vinho modelo. A adição de GSH ao mosto influenciou mais na composição do espumante do que a adição ao vinho base. Entretanto, a adição de GSH ao vinho base manteve níveis elevados de SO2 na forma livre. A adição de 10 mg L-1 de GSH no mosto é suficiente para assegurar menores concentrações de ácidos cafeico, cumárico e ferrúlico nos espumantes. A adição de 20 mg L-1 de GSH no espumante junto com o liquor de expedição resultou em menor índice de cor, maiores quantidades de SO2 na forma livre, menores concentrações de acetaldeído e mesma quantidade de compostos fenólicos até 12 meses de armazenamento em garrafas. A quantidade de GSH adicionada no espumante pronto decaiu em um mês de armazenamento e estabilizou nos primeiros seis meses, porém a quantidade de glutationa total permaneceu maior no espumante com adição de 30 mg L-1, até 12 meses de armazenamento. Apesar de somente a GSH ter propriedade antioxidante, a quantidade de glutationa total teve maior correlação com os resultados obtidos e, por isso, o nível de glutationa total pode ser um melhor indicador da condição antioxidante do vinho. Foi possível encapsular glutationa tanto utilizando β-CD, quanto utilizando quitosana. A caracterização das microcápsulas comprovaram um microrrevestimento do composto ativo e uma interação entre a GSH e os polímeros utilizados. A β-CD foi mais eficiente para encapsular a GSH, permitindo a liberação gradativa da molécula em solução de vinho modelo e maior proteção da molécula, conferindo melhor estabilidade térmica para GSH. / Sparkling wine, white wines as well, are very susceptible to oxidation in the processing stages and during storage and aging. Glutathione (GSH), present naturally in grapes and derivatives, is an antioxidant which positively contributes to the preservation of aromas, prevention of browning and other defects resulting from prolonged storage of white wines. The GSH molecule is very reactive due to its sulfhydryl group. In this sense, an alternative to preserve it and maintain its antioxidant properties for a longer period during the storage of sparkling wine would be the microencapsulation of GSH into a polymeric system. Microencapsulation of GSH could also prevent a negative aspect of the use of GSH in wine, which is inducing the formation of H2S (off-flavor), once the GSH is released slowly avoid oxygen reduced conditions in wine. In this context, this study aimed to evaluate the effect of adding free GSH in sparkling wine and prepare microcapsules containing glutathione to addition to the wine and/or sparkling wine. The free GSH (10, 20 and 30 mg L-1) was added at different stages (must, base wine and sparkling wine) of sparkling wine elaboration by the traditional method. The effects of the addition of GSH on aromatics compounds, phenolic compounds related to browning of white wines and on the free SO2 concentrations were evaluated. The analysis of phenolic compounds and the total and reduced glutathione were performed by high-performance liquid chromatography and UV spectrophotometry and; the analyzes of the aromatic compounds were made by gas chromatography. The microparticles containing GSH as active compound were prepared by spray-dryer with chitosan or β-cyclodextrin as polymers and their characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), spectroscopy in the infrared with Fourier transform (FT-IR), X-ray diffraction (XRD). Furthermore, tests were performed to verify the recovery of GSH, the encapsulation efficiency and release kinetics of GSH in a model wine. The addition of GSH to the must influenced more in the sparkling wine composition than the addition to the base wine. However, the addition of GSH to the base wine appears to maintain higher levels of SO2 in its free form. The addition of 10 mg L-1 of GSH in the mus is sufficient for lower concentrations of caffeic acid, coumaric acid and ferulic in sparkling wine. The addition of 20 mg L-1 of GSH in the sparkling wine toghether with the expedition liqour resulted in lower color index, larger amounts of SO2 in free form, lower acetaldehyde concentration and same amount of phenolic compounds up to 12 months storage in bottle. The amount of GSH added to the ready sparkling wine declined in one month storage and stabilized within the first six months, but the amount of total glutathione remained higher in sparkling wine with addition of 30 mg L-1 until 12 months of storage. Although only GSH have antioxidant property, the total amount of glutathione had a higher correlation with the results obtained and therefore, the overall glutathione levels are a better indicator of wine antioxidant condition than GSH itself. It was possible to encapsulate glutathione using both, β-CD or chitosan. The characterization of microcapsules proved the micro surfacing of the active compound and an interaction between GSH and the polymers as well as improvement of the thermal stability of the molecule. The β-CD was more efficient for encapsulating GSH, allowing a gradual release of the molecule into model wine solution and added protection of the molecule, giving improved thermal stability for GSH.

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T02:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiIglia_RosanaAparecida_D.pdf: 4710349 bytes, checksum: 37403e2c6d7327bc8bcf0db8ad4d116c (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Os compostos fenólicos são amplamente utilizados, principalmente na produção de plásticos, resinas e na indústria petroquímica, gerando efluentes com alta toxicidade. Os tratamentos existentes, embora eficientes, demandam adição de grandes quantidades de reagentes, no caso da oxidação química, ou grandes áreas físicas, longos tempo de retenção e difícil controle do processo, no caso da degradação biológica. O objetivo deste trabalho é desenvolver e otimizar dois reatores eletroquímicos de fluxo utilizando anodos comerciais de óxidos de metais nobres para eletroxidação de fenol: um com anodo plano e outro com anodo tridimensional sendo ambos do tipo ADE® de Ti/RuO2 - TiO2. A inovação tecnológica deste processo de tratamento consiste no uso destes anodos usados em larga escala na indústria de álcalis e que além da alta resistência à corrosão e da boa atividade catalítica, podem ser confeccionados em diversos formatos e tamanhos. Este projeto foi desenvolvido em 4 etapas: 1) Construção dos reatores; 2) Estudo voltamétrico das reações do eletrodo; 3) Ensaios de eletroxidação de fenol e 4) Comparação do desempenho dos reatores. A caracterização e análise elementar do eletrodo tridimensional por MEV determinou sua composição como (TiO2)0,67-(RuO2)0,33 (mol%). Os ensaios de voltametria permitiram a atribuição de 3 picos das principais transições do rutênio, com base na literatura, para o eletrodo plano já que para o tridimensional estes picos foram suprimidos. Foi feita uma estimativa da área do eletrodo tridimensional como cerca de 3 a 4 vezes a área do plano. Foram iniciados então, os ensaios de eletroxidação de fenol nos reatores construídos em regime de recirculação. Avaliou-se a influência do potencial aplicado, da velocidade linear do fluido no reator sobre a constante cinética (KFAe) de oxidação de fenol e o consumo de energia elétrica. Sobrepotenciais mais positivos conduziram a maiores taxas de conversão de fenol atingindo um máximo em 2,5V. Com este sobrepotencial, o reator com anodo tridimensional apresentou uma taxa de 100% de conversão de fenol em apenas 3 horas de tratamento, enquanto que o reator com anodo plano atingiu 50 % de conversão em 3 horas e 62% em 5 horas de experimento. O mesmo comportamento foi observado para a redução de COT e DQO. O estudo da influência da velocidade linear para o reator com anodo tridimensional demonstra que a velocidade de eletroxidação de fenol aumenta quando a velocidade linear diminui, indicando que o tempo de residência da solução dentro do reator influencia no processo de eletroxidação de fenol. Este fato foi confirmado pela análise cinética e pelo monitoramento dos teores de COT e DQO, onde maiores valores de KFAe maiores reduções de COT e DQO foram obtidos para menores velocidades lineares. Para o reator com anodo plano não foi possível estabelecer uma tendência da velocidade de eletroxidação apenas com as curvas de decaimento, porém o cálculo das constantes cinéticas e a análise de COT e DQO demonstraram que velocidades lineares menores conduziram a resultados melhores. Com o anodo tridimensional, foi realizada uma estimativa de custo de processo para o potencial de 1,63V no qual 80% de fenol foi degradado. Nestas condições experimentais, obtém-se um consumo de 675 kWh.kg-1. No Brasil o valor médio do kWh industrial é de US$ 0,02, US$ 13,5 seria o custo da degradação de 1 kg of Fenol. Por este valor, poderiam ser tratados 10.000L de solução no caso de uma solução com concentração fenol de 100 mg.L-1. Comparando-se com o tratamento convencional de biodegração, o tratamento eletroquímico continua apresentando um custo alto, sendo assim ainda é necessário buscar melhorias no processo que conduzam a eficiência maior e diminuam o custo do processo / Abstract: Phenolic compounds are widely used by petrochemical industry. Plastics and resins manufacturing are responsible for the generation of large amounts of aqueous effluents containing phenol. Conventional biological treatment is a low yield process that demands large ponds and its operation generates huge amounts of sludge. Furthermore, chemical treatments present the drawback of storing and handling hazardous reactants. In this work an electrochemical process for phenol removal was designed and optimized. A flow cell reactor was developed using a flat and a three dimensional commercial oxide anodes, coated with RuO2 - TiO2. The whole investigation was carried out in four phases and comprised: 1. Flow reactor designing and setting up; 2. Voltammetric identification of redox couples of the anode coating; 3. Degradation of phenol solutions by controlled potential bulk electrolysis; 4. Reactors comparative performance study. Anodes oxide coating structure and composition were determined by MEV-EDS which revealed cracked-mud like topology with composition of (TiO2)0,67-(RuO2)0,33 (mol%). Voltammetric experiments identified three rutenium redox couples in the oxide coating. Based on the oxygen evolution reaction currents, the three-dimensional electrode area shown to be three times greater than the flat electrode area. In the controlled potential electrolysis, the role of potential and flow rate were evaluated and kinetic analysis of the electrochemical process lead to the calculation of the phenol degradation rate constants as a function of the variables above. By using potential of 2.5 V vs SCE, 100% of phenol present in solution was degraded in three hours of processing when the three dimensional electrode was mounted in the reactor. By using the flat anode only 50% was removed in the same experiment time. Similar behavior was observed for TOC and COD reduction. In the experiments in which the flow rate was used as the independent variable, it was observed that increased values of flow rate causes a reduction of phenol degradation rate. Kinetic analysis confirmed the observation, point to the conclusion that higher residence times increased the phenol conversion rate. By considering the energy consumption for a process conducted at 1.63 V, 675 kWh kg-1 of phenol was spent. Considering an average value for the kWh of US$ 0.02, 1Kg of phenol can be degraded by a cost of US$ 13.5. This means that 10,000 L of solution containing 100 mg L-1 of phenol can be treated by this price. By comparing with the cost of a biological treatment, further improvements are necessary prior to scale up the electrochemical process for industrial effluent treatment / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Peter Jurgen Tatsch, Jose Alexandre Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T08:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sotero_AnnaPauladaSilva_D.pdf: 5591978 bytes, checksum: facb394156f11ef20e8b46319d5225bc (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de filmes finos e ultra-finos de óxido (SiO2) e oxinitreto de silício (SiOxNy)em sistema "home-made"de plasma remoto (RP) de baixa temperatura. O sistema RP, com gerador de microondas de 2.45GHz e potência de saída de 6OOW,permite a formação de filmes tanto por processos de deposição (RPCVD) como pelo processo de oxidação (RPO). Os filmes foram caracterizados por elipsometria, perfilometria, por taxa de decapagem, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), por espectrometria de absorção de intra-vermelho (FTIR), por espectrometria de fotoelétron de raios-x (XPS), por espectrometria de massa do íon secundário SIMS), medidas de capacitância versus tensão (C-V) e medidas de corrente versus tensão (1-V). As espessuras dos filmes produzidos variaram de 3nm a 160nm, as densidades de carga efetivas entre 1.7xl010/cm2eT5xlp12/cm2 e o campo de ruptura dielétrica foi de até 18.3MV/cm...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work describes the formation and the characterization of thin and ultra-thin silicon oxide (SiO2) and oxynitride (SiOxNy) films formed by a home-made low temperature remote plasma system (RP). In this system, a 6O0W, 2.45GHz microwave generator, allows the formation of films by deposition (RPCVD) and oxidation (RPO) processes. The films were characterized by ellipsometry, profilometry, etching rate, transmission electronic microscopy (TEM), fourier transform infrared spectrometry (FTIR), x-ray photoeletron spectrometry (XPS), secondary ion mass spectrometry (SIMS), capacitance versus voltage (C-V) and current versus voltage (I-V) measurements. The films presented thicknesses ranging trom 3nm to 160nm, effective charge densities ranging ITom 1.7xlOlO/cm2to 2.5xlO12/cm2and dieletric breakdown fields of 18.3MV/cm...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-28T15:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nassu_RenataTieko_D.pdf: 3549167 bytes, checksum: b400fef240ae9317332443f4b20ac6f3 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Carne de caprinos foi utilizada como principal matéria-prima na elaboração de embutido fermentado. Foram avaliados os efeitos de diferentes teores de gordura, a utilização de diferentes culturas starters e a incorporação de carne de caprinos junto de carne suína nas características físico-químicos, químicas, sensoriais e microbiológicas nos produtos finais obtidos. A estabilidade oxidativa de embutido fermentado de carne de caprinos, com dois níveis de antioxidante natural (alecrim - Rosmarinus officinalis), à temperatura ambiente, também foi avaliada através de análises periódicas de pH, Aw, TBARS, aceitação global e perfil sensorial descritivo de atributos relacionadas à oxidação dos produtos, durante 90 dias. A formulação com 20% de gordura foi considerada a mais adequada. Os produtos obtidos pela adição de diferentes culturas starters apresentaram-se seguros do ponto de vista microbiológico, com notas de aceitação sensorial similares, porém com diferentes valores finais de pH, Aw e % de ácido lático. Durante estocagem à temperatura ambiente, as amostras apresentaram níveis microbiológicos satisfatórios. No estudo de estabilidade oxidativa, valores iniciais de TBARS indicaram que ocorreu oxidação de lipídios durante as etapas de processamento dos produtos. Não foram encontradas correlações significativas entre valores de TBARS e análise sensorial, com exceção do atributo "aroma oxidado" para amostra controle. A formulação com 0,05 % de alecrim apresentou melhores características em relação à estabilidade oxidativa, com menor valor de TBARS inicial, maiores somatórios de notas acima de 6 de aceitação sensorial e maior valor de notas sensoriais para o atributos cor vermelha e menores para aroma e sabor oxidado em relação à amostra com 0,025% de alecrim / Abstract: Goat meat was used for fermented sausage processing. The effect of different fat levels, starter cultures and mixture of goat meat and pork meat in the physico-chemical, chemical, sensory and microbiological characteristics of final obtained products were evaluated. Oxidative stability of goat meat fermented sausage, containing two different levels of natural antioxidant (rosemary - Rosmarinus officinalis), at room temperature was also evaluated through periodical analysis of pH, water activity, TBARS, overall acceptance and descriptive sensory profile of lipid oxidation related attributes, during 90 days. Sample with 20% fat content was considered as the most suitable. Products obtained by addition of different starter cultures were safe from the microbiological point of view, showing similar overall acceptance scores, but different final values of pH, water activity and % lactie acid Microbiologieal analysis were satisfatory during room temperature storage for all studied treatments. Initial values of TBARS indicate that lipid oxidation occured during processing steps of fermented sausages. Significant correlations were not found between TBARS values and sensory analysis, except for oxidized aroma in the control sample. Formulation with rosemary 0,05% showed the best characteristics in relation to oxidative stability, with the lowest TBARS initial value, highest sum of overall acceptance sensory scores and highest value for red color, and lowest for oxidized aroma and flavor, when compared to sample with rosemary 0,025% / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos