Frying in vegetable oil is a popular cooking and food processing method worldwide; as a result, the oils used for frying are widely consumed by the general public and it is of practical importance to better understand their health impacts. To date, the effects of frying oil consumption on human health are inconclusive, making it difficult to establish dietary recommendations or guidelines. Here we show that dietary administration of frying oil, which was prepared under the conditions of good commercial practice, exaggerated dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis in mice. In addition, to explore the potential compounds involved in the actions of the frying oil, we isolated polar compounds from the frying oil and found that administration of the polar compounds also exacerbated DSS-induced colitis in mice. Together, our results showed that dietary administration of frying oil exaggerated development of inflammatory bowel disease (IBD) in mice, and this effect could be mediated by the polar compounds in the frying oil.

The rise of nutraceutical health formulations has increased the need for more stringent analytical testing methods. Complex matrices present a new problem when determining concentration of compounds of interest. The presented method uses LC-MS analysis with a novel sample preparation method in the determination of Beta-hydroxybutyric acid in health formulations. The use of an aqueous analytical column allows for separations of polar compounds after non-polar compounds are removed through C18 packed column filtration. The samples were analyzed through time-of-flight mass spectrometry and results show that this is an effective method for the presented samples with a range of expected concentrations of total BHB was from 11.80% to 38.92%. It was seen that all samples exhibited a less than 10% percent deviation from the expected concentrations of the nutraceutical health samples with the highest being 9.74 % for sample 9 and the lowest being sample 3 with a deviation of 0.08 % from expected values.

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simas_RosineideCosta_D.pdf: 5859215 bytes, checksum: bfba079c3f7e2a4ec510da69e7858d40 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A caracterização química de óleos de forma rápida, eficiente e com mínimo preparo de amostras é um desafio para a química analítica moderna. Este estudo abrangeu a caracterização química de 15 amostras de óleos vegetais e 6 amostras de petróleo, e demonstrou a versatilidade da técnica de espectrometria de massas (MS) nesta área. A caracterização de óleos vegetais foi feita por uma técnica de ionização ambiente desenvolvida no Brasil, denominada Easy Ambient Sonic-Spray Ionization (EASI) e utilizando como analisador de massas um equipamento monoquadrupolar, que possui resolução unitária. Foi obtido, para os óleos vegetais, a sua composição de triacilglicerídeos (TAG), ácidos graxos livres e hidroperóxidos utilizando apenas uma gota de óleo e nenhum preparo de amostra. A análise direta de óleos vegetais possibilitou ainda propor um método quantitativo por EASI-MS para determinação do teor de triacilglicerídeos, que demonstrou concordância com os métodos de referência. Já a caracterização do petróleo empregou a altíssima exatidão e resolução da espectrometria de massas por ressonância ciclotrônica de íons com transformada de Fourier, Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICR MS) com as técnicas de ionização EASI e Electrospray (ESI). O presente trabalho representou ainda a primeira tese de doutorado no Brasil em petroleômica, descrevendo um método de análise que dispensa uma série de procedimentos analíticos dispendiosos e demorados, de maneira a conferir um alto grau de refinamento e desempenho à análise de petróleo. Foram estudados os compostos polares do petróleo que contêm os heteroátomos nitrogênio (N), enxofre (S) e oxigênio (O) na sua composição, sendo possível caracterizá-los por distribuição em porcentagem de classes de heteroátomos, número de carbonos e insaturações por double bond equivalents (DBE). Foi apresentada uma proposta de estudo de precisão para a metodologia de petroleômica-MS por meio da estimativa de repetitividade e reprodutibilidade, além do estudo comparativo de eficiência das técnicas de ionização ESI e EASI / Abstract: The chemical characterization of oils in a fast way and with minimal sample preparation is a challenge for modern analytical chemistry. The present study comprised the chemistry characterization of 15 vegetal oil samples and 6 samples of petroleum, demonstrating the versatility of the mass spectrometry (MS) technique in this area. Vegetal oils characterization was performed by an ambient ionization technique developed in Brazil, named Easy Ambient Sonic-Spray Ionization (EASI), and using a monoquadrupole mass analyzer with unitary resolution. EASI-MS detected for vegetable oils the composition of triacylglycerols (TAG), free fat acids and hydroperoxides using only one drop of oil and without sample preparation. The direct analysis provided by EASI-MS allowed us to propose also a quantitative method based on EASI MS data to determine the level of triacylglycerols of the vegetal oils. This method was in agreement with reference methods. For petroleum characterization, we used ultra-high accuracy and resolution of the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) with EASI and electrospray (ESI) ionization. The present work describes results from the first doctorate thesis in Brazil dealing with petroleomic MS, a method of analysis that precludes a series of expensive and time-consuming analytical procedures and that can confer a high degree of refinement and performance to petroleum analysis. We have studied polar components of the petroleum containing nitrogen (N), sulphur (S) and oxygen (O) as heteroatoms in their composition. These components were classified according to the percentage distribution of heteroatoms, carbon number and unsaturations, as well as double bond equivalent (DBE). The study also evaluated precision for petroleomic MS via estimations of repeatability and reproducibility. The efficiencies of ESI and EASI for the petroleum analysis were also compared / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_BoniekGontijo_D.pdf: 5976612 bytes, checksum: 09cb6bf00d2c85b09a8ad20578b0ac32 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A ionização por eletrospray (ESI) acoplada com a espectrometria de massas de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourrier (FT-ICR MS) permite a detecção de milhares de compostos polares (N, S e O) no petróleo e seus derivados, sem separação cromatográfica. ¿Petroleômica¿ é, portanto, a caracterização do petróleo a nível molecular. Neste trabalho, petróleos de diferentes níveis de evolução térmica, amostras de diesel obtidas por processos diferentes (hidrotratamento e oxitratamento) e cortes de destilação obtidos da destilação molecular de resíduo de petróleo foram analisados usando esta técnica. A primeira parte do trabalho consistiu na análise de petróleos com diferentes níveis de evolução térmica. Com o aumento do estresse térmico, observou-se um aumento da condensação, da aromatização de estruturas cíclicas polares e uma diminuição do número de carbono das classes de compostos identificadas. A intensidade relativa dos compostos pirrólicos foi usada para agrupar os óleos de mesmo nível de evolução térmica usando Análise dos Componentes Principais (PCA), que mostrou bastante eficiente. Na segunda parte, a análise de amostras de diesel obtidas por condições operacionais diferentes (temperatura, pressão e velocidade espacial) do hidrotratamento e pelo processo de oxitratamento, mostrou a produção, respectivamente, de espécies de baixo valores de DBE (do inglês Double Bond Equivalent), devido a hidrogenação dos anéis aromáticos presentes nos compostos polares, e uma variedade de classes contendo mais que um heteroatômo, como Ox ,NOx and SOx, devido a oxidação química dos hidrocarbonetos e compostos polares. A última parte consistiu na análise dos cortes de destilação. Evidenciaram-se com a caracterização de cada corte de destilação as tendências composicionais com aumento da temperatura de destilação. O peso molecular, aromaticidade, o conteúdo de heteroátomos e a distribuição do número de carbono aumentaram proporcionalmente a temperatura de destilação. Os resultados mostraram que é possível a partir dos milhares de compostos, identificados rotineiramente por FT-ICR MS, predizer as propriedades do petróleo e seus derivados, como também na otimização de processos como aqueles que reduzem o nível dos compostos NOS / Abstract: Electrospray ionization (ESI) coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) allows the direct detection of thousands of polar compounds (N, S and O) in petroleum and its derivatives, without chromatographic separation. ''Petroleomics¿¿ is therefore the characterization of petroleum at the molecular level. In this work, oils from different levels of thermal maturity, diesel fuel obtained by different processes (hydrotreatment and oxitreatment) and distillate cuts obtained from molecular distillation of petroleum residue were analyzed using this technique. The first part of this study consisted in the analysis of oils of different levels of thermal maturity. With increasing thermal stress, condensation and aromatization of the polar cores increase, and the number of alkyl carbons decreases. The relative intensity of the pyrrolic compounds were used for grouping the oils with same level of thermal maturity by Principal Analysis Components (PCA), that shown to be quite efficient. In a second step, the analysis of different diesel fuel oil samples, obtained from different operational conditions (temperature, pressure and liquid hourly space velocity) of hydrotreatment and by oxitreatment process, showed the production, respectively, of lower DBE (Double Bond Equivalent) species, due the hydrogenation of the aromatic rings present in the polar compounds, and a variety of classes containing more than one heteroatom, such as Ox ,NOx and SOx, due the chemical oxidation of hydrocarbons and heteroatom compounds present in these fuel. The last stage consisted in the analysis of distillate cuts. Each distillate cut was characterized to mark compositional trends with increased distillation temperature. The molecular weight, aromaticity, heteroatom content and carbon number distribution increase proportionately with the temperature. The results show that it is possible from the thousands compounds, identified routinely by FTICR MS analysis, predict the properties of petroleum and its derivatives, as well help improve processes such that used for reduce the level of NSO compounds / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

A fritura é um procedimento que confere aos alimentos características sensoriais de cor, aroma, textura e sabor diferentes. Neste processo a matéria graxa é exposta a agentes de deterioração que promovem a quebra dos triglicerídeos, a oxidação e a polimerização em função do tempo de uso, provocando perdas sensoriais e nutricionais nos alimentos fritos e no próprio óleo. A falta de regulamentação no Brasil que defina o ponto de descarte dos óleos de fritura faz com que este seja realizado de forma subjetiva. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar óleo de soja em fritura de mandioca em toletes em diferentes períodos e correlacionar resultados de análise sensorial aos analíticos para determinar o ponto de descarte. As operações de fritura com óleo de soja refinado foram realizadas a 170ºC por períodos de 1h06min, 2h, 3h05min, 6h54min e 15h40min. As determinações analíticas realizadas nos óleos foram de ácidos graxos livres (em porcentagem de ácido oléico), teor de compostos polares totais (CPT), absortividade em 232nm e 270nm, período de indução (PI) em Rancimat e composição em ácidos graxos. Nas mandiocas cozidas e fritas foram determinados a umidade e o teor lipídico. Os índices de deterioração indicaram incidência maior de deterioração com o aumento do uso do óleo na fritura. Verificou-se que nos períodos de 1h06min, 2h e 3h05min não houve alterações hidrolíticas, mas sim oxidativas, detectadas pelas análises de CPT e absortividade no UV. Concomitantemente, ocorreu a diminuição da resistência à oxidação, verificado por menores PI´s nos períodos mais longos de fritura. A composição em ácidos graxos dos óleos de fritura não apresentou alteração significativa. A umidade da mandioca apresentou-se cada vez menor com os períodos mais longos de fritura. A análise sensorial foi conduzida em três fases: seleção de provadores, em duas etapas, treinamento e avaliação final para as características de cor, aroma, viscosidade e sabor. Para fins de treinamento e seleção dos provadores, óleo termoxidado foi produzido por aquecimento a 170ºC por 15 e 32 horas. Os resultados da fase de seleção demonstraram que os candidatos a provadores conseguiram diferenciar os óleos com base no CPT dos óleos puro e termoxidado nas duas etapas envolvidas. Já durante o treinamento, o óleo com 15h40min de fritura foi indicado para descarte pela característica aroma. Na fase final, foi a característica de sabor que determinou a indicação de descarte, coincidindo com a indicação analítica de maior estado de deterioração oxidativo do óleo. / Food frying is a procedure which enhances food sensory characteristics of color, texture and flavor. In this process fat is exposed to deterioration agents that promote breakdown of triglycerides, oxidation and polymerization, leading to losses in sensory and nutritional quality of the fried food and in the oil itself. The lack of regulations that determine the extent of frying oil use in Brazil subjects it to a personal judgment. The aim of the present study was to evaluate analytically and sensorially cassava fried in soybean oil for different periods of time and correlate these results in order to determine the point of disposal. Frying operations were conducted with RBD soybean oil at 170 °C for periods of 1h06min, 2h, 3h05min, 6h54min and 15h40min. Oil was analytically characterized by free fatty acids (as percentage of oleic acid), total polar compounds content (TPC), absorptivity at 232nm and 270nm, induction period (IP) from Rancimat and fatty acid composition. Moisture and fat content were determined in the fried and cooked cassava from all periods of heating. Results indicated increase of analytical indexes with longer frying periods. Oils from 1h06min, 2h and 3h05min frying periods showed no hydrolytic changes, however oxidation occurred detected by increases in CPT and UV absorptivity. At the same time, resistance to oxidation decreased as shown from lower IP´s at each increase in oil use. The fatty acid composition was not significantly affected by the periods of frying. Cassava moisture reduced with the longer periods of frying. Sensory analysis was performed in three phases: selection of panelists in two steps, training and final evaluation of color, odor, viscosity and taste characteristics. For these analysis, soybean oil was termoxidized by heating under 170°C for 15 and 32 hours. The results of the selection phase of candidates showed that the panelists were able to differentiate pure from thermoxidized oil based on their TPC. Even during training, panelists indicated the odor of oil from 15h40min to be discarded. In the final phase, taste was the characteristic that led to significant indication of disposal of this same oil, reassuring analytical results of high oxidative status.

A fritura é um procedimento que confere aos alimentos características sensoriais de cor, aroma, textura e sabor diferentes. Neste processo a matéria graxa é exposta a agentes de deterioração que promovem a quebra dos triglicerídeos, a oxidação e a polimerização em função do tempo de uso, provocando perdas sensoriais e nutricionais nos alimentos fritos e no próprio óleo. A falta de regulamentação no Brasil que defina o ponto de descarte dos óleos de fritura faz com que este seja realizado de forma subjetiva. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar óleo de soja em fritura de mandioca em toletes em diferentes períodos e correlacionar resultados de análise sensorial aos analíticos para determinar o ponto de descarte. As operações de fritura com óleo de soja refinado foram realizadas a 170ºC por períodos de 1h06min, 2h, 3h05min, 6h54min e 15h40min. As determinações analíticas realizadas nos óleos foram de ácidos graxos livres (em porcentagem de ácido oléico), teor de compostos polares totais (CPT), absortividade em 232nm e 270nm, período de indução (PI) em Rancimat e composição em ácidos graxos. Nas mandiocas cozidas e fritas foram determinados a umidade e o teor lipídico. Os índices de deterioração indicaram incidência maior de deterioração com o aumento do uso do óleo na fritura. Verificou-se que nos períodos de 1h06min, 2h e 3h05min não houve alterações hidrolíticas, mas sim oxidativas, detectadas pelas análises de CPT e absortividade no UV. Concomitantemente, ocorreu a diminuição da resistência à oxidação, verificado por menores PI´s nos períodos mais longos de fritura. A composição em ácidos graxos dos óleos de fritura não apresentou alteração significativa. A umidade da mandioca apresentou-se cada vez menor com os períodos mais longos de fritura. A análise sensorial foi conduzida em três fases: seleção de provadores, em duas etapas, treinamento e avaliação final para as características de cor, aroma, viscosidade e sabor. Para fins de treinamento e seleção dos provadores, óleo termoxidado foi produzido por aquecimento a 170ºC por 15 e 32 horas. Os resultados da fase de seleção demonstraram que os candidatos a provadores conseguiram diferenciar os óleos com base no CPT dos óleos puro e termoxidado nas duas etapas envolvidas. Já durante o treinamento, o óleo com 15h40min de fritura foi indicado para descarte pela característica aroma. Na fase final, foi a característica de sabor que determinou a indicação de descarte, coincidindo com a indicação analítica de maior estado de deterioração oxidativo do óleo. / Food frying is a procedure which enhances food sensory characteristics of color, texture and flavor. In this process fat is exposed to deterioration agents that promote breakdown of triglycerides, oxidation and polymerization, leading to losses in sensory and nutritional quality of the fried food and in the oil itself. The lack of regulations that determine the extent of frying oil use in Brazil subjects it to a personal judgment. The aim of the present study was to evaluate analytically and sensorially cassava fried in soybean oil for different periods of time and correlate these results in order to determine the point of disposal. Frying operations were conducted with RBD soybean oil at 170 °C for periods of 1h06min, 2h, 3h05min, 6h54min and 15h40min. Oil was analytically characterized by free fatty acids (as percentage of oleic acid), total polar compounds content (TPC), absorptivity at 232nm and 270nm, induction period (IP) from Rancimat and fatty acid composition. Moisture and fat content were determined in the fried and cooked cassava from all periods of heating. Results indicated increase of analytical indexes with longer frying periods. Oils from 1h06min, 2h and 3h05min frying periods showed no hydrolytic changes, however oxidation occurred detected by increases in CPT and UV absorptivity. At the same time, resistance to oxidation decreased as shown from lower IP´s at each increase in oil use. The fatty acid composition was not significantly affected by the periods of frying. Cassava moisture reduced with the longer periods of frying. Sensory analysis was performed in three phases: selection of panelists in two steps, training and final evaluation of color, odor, viscosity and taste characteristics. For these analysis, soybean oil was termoxidized by heating under 170°C for 15 and 32 hours. The results of the selection phase of candidates showed that the panelists were able to differentiate pure from thermoxidized oil based on their TPC. Even during training, panelists indicated the odor of oil from 15h40min to be discarded. In the final phase, taste was the characteristic that led to significant indication of disposal of this same oil, reassuring analytical results of high oxidative status.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was to employ the microwave radiation in the processes of frying potatoes (Solanum tuberosum L.), and evaluate of the impact on lipids oxidation parameters and mass transfer in the product. The potatoes (Asterix CV.) were cut in stick form and subjected to conventional system of fry (CF) and adapted microwave system (MW) in soybean oil (SO) and vegetable fat (VF), under the same conditions of mass, volume, time and temperature of process. Physico-chemical quality parameters of the potatoes and SO/VF were determined. The results of the moisture content indicated that dehydration in potatoes was 45% higher in microwave system, and in addition a greater absorption of lipids was observed. The contents of total polar compounds in SO were greater than 25% in MW and CF after 5 and 7 days of frying, respectively, while the VF systems did not exceed 19.5% at 20 days of use. The peroxide values presented higher values for SO in MW system. High values of conjugated dienes parameters, peroxide values, total polar compounds and refractive index in treatments with MW. Possibly the major loss of water from the product in these system has favored the hydrolytic and oxidative reactions. Regarding the SO fatty acids a decreased was observed of monounsaturated 4.0 and 2.0%, and poly-unsaturated 6.3 and 3.6%, respectively for MW and CF, and VF presented an opposite behavior in both systems. The MW frying process provided a higher inside temperature of the potatoes in both fats, SO and VF. When OS was only heated with MW radiation observed, based on the results, a similar behavior to the conventional system in almost all parameters. The application of MW for frying potato in chips form showed favorable values of mass transfer and heat, obtaining a product with similar characteristics to the reference product. Thus it was demonstrated a potential use of MW radiation in the frying potato process and its use only as a heating source for the OS and VF. / O objetivo deste trabalho foi empregar a radiação micro-ondas em processos de fritura de batata (Solanum tuberosum L.) e avaliar o impacto sobre a oxidação dos lipídios e a transferência de massa no produto. As batatas da cultivar Asterix foram cortadas na forma de palito e submetidas à fritura em fritadeira convencional (FC) e micro-ondas adaptado (MW), em óleo de soja (OS) e gordura vegetal (GV), nas mesmas condições de massa, volume, tempo e temperatura. Foram feitas análises dos aspectos físico-químicos das batatas e da qualidade do OS e da GV. Os resultados do teor de umidade indicaram que a desidratação das batatas foi 45% maior em micro-ondas, proporcionando uma maior absorção de lipídios. O teor de compostos polares totais em OS foram maiores do que 25% para MW e FC, a partir de 5 e 7 dias de fritura, respectivamente, enquanto da GV não passou de 19,5% em 20 dias de uso. O índice de peróxidos apresentou maiores valores para OS em MW. Foram observados maiores valores dos parâmetros dienos conjugados, índice de peróxidos, compostos polares e índice de refração nos tratamentos com MW. Possivelmente a maior perda de água do produto tenha favorecido as reações hidrolíticas e oxidativas. Em relação aos ácidos graxos do OS houve uma redução dos monoinsaturados de 4,0 e 2,0%, e de 6,3 e 3,6% dos poli-insaturados, respectivamente para MW e FC. Para a GV o comportamento foi inverso, sendo a redução maior no sistema convencional. O processo de fritura em MW proporcionou maior temperatura no interior das batatas fritas tanto em óleo quanto em gordura. No experimento em que o OS foi somente aquecido com radiação MW observamos, com base nos resultados, um comportamento semelhante ao sistema convencional em quase todos os parâmetros avaliados. A aplicação de MW para fritura de batatas chips apresentou valores favoráveis de transferência de massa e calor, obtendo um produto com características semelhante ao produto de referência. Dessa forma foi evidenciado um potencial de uso da radiação MW no processo de fritura de batata, bem como o seu uso apenas como uma fonte de aquecimento para o OS e a GV.

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<p>In this thesis, porous graphitic carbon (PGC) has been used as packing material in packed capillary liquid chromatography. The unique chromatographic properties of PGC has been studied in some detail and applied to different analytical challenges using both electrospray ionization-mass spectrometry (ESI-MS) and ultra violet (UV) absorbance detection. </p><p>The crucial importance of disengaging the conductive PGC chromatographic separation media from the high voltage mass spectrometric interface has been shown. In the absence of a grounded point between the column and ESI emitter, a current through the column was present, and changed retention behaviors for 3-O-methyl-DOPA and tyrosine were observed. An alteration of the chromatographic properties was also seen when PGC was chemically oxidized with permanganate, possibly due to an oxidation of the few surface groups present on the PGC material. </p><p>The dynamic adsorption of the chiral selector lasalocid onto the PGC support resulted in a useful and stable chiral stationary phase. Extraordinary enantioselectivity was observed for 1-(1-naphthyl)ethylamine, and enantioseparation was also achieved for other amines, amino acids, acids and alcohols. </p><p>Finally, a new strategy for separation of small biologically active compounds in plasma and brain tissue has been developed. With PGC as stationary phase it was possible to utilize a mobile phase of high content of organic modifier, without the addition of ion-pairing agents, and still selectively separate the analytes. </p>

In this thesis, porous graphitic carbon (PGC) has been used as packing material in packed capillary liquid chromatography. The unique chromatographic properties of PGC has been studied in some detail and applied to different analytical challenges using both electrospray ionization-mass spectrometry (ESI-MS) and ultra violet (UV) absorbance detection. The crucial importance of disengaging the conductive PGC chromatographic separation media from the high voltage mass spectrometric interface has been shown. In the absence of a grounded point between the column and ESI emitter, a current through the column was present, and changed retention behaviors for 3-O-methyl-DOPA and tyrosine were observed. An alteration of the chromatographic properties was also seen when PGC was chemically oxidized with permanganate, possibly due to an oxidation of the few surface groups present on the PGC material. The dynamic adsorption of the chiral selector lasalocid onto the PGC support resulted in a useful and stable chiral stationary phase. Extraordinary enantioselectivity was observed for 1-(1-naphthyl)ethylamine, and enantioseparation was also achieved for other amines, amino acids, acids and alcohols. Finally, a new strategy for separation of small biologically active compounds in plasma and brain tissue has been developed. With PGC as stationary phase it was possible to utilize a mobile phase of high content of organic modifier, without the addition of ion-pairing agents, and still selectively separate the analytes.