Orientador: Flavia Maria Netto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-09-27T19:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HozUrrejola_LuciadelCarmendela_D.pdf: 2021405 bytes, checksum: 7522596dbd78ae21dcc1d21542fc59d5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Amostras de ß-lactoglobulina (ß-LG) no estado sólido, com diferentes atividades de água (aw) (0,22; 0,53; 0,74), ou em solução, em concentração de proteína de 3 e 10 mg/mL, foram irradiadas (1-50 kGy) utilizando uma fonte de Cobalto-60. Espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS), dicroísmo circular (CD) e fluorescência foram as técnicas utilizadas para estudar as mudanças conformacionais da ß-LG por efeito da irradiação. A proteína irradiada foi também examinada por eletroforese em gel de poliacrilamida (PAGE) e desnaturante (SDS-PAGE) sob condições redutoras e não redutoras, cromatografia de exclusão molecular (SE-HPLC) e ¿SH livre. A ß-LG no estado sólido nas diferentes aw estudadas não foi afetada pela irradiação. As amostras não apresentaram diminuição na digestibilidade sob ação da pepsina e tripsina e não mudaram seu poder ligante de retinol quando irradiadas com doses até 10 kGy. Nas amostras irradiadas em solução, houve modificações estruturais, ao nível de estrutura terciária, enquanto a estrutura secundária parece ter sido preservada, como indicado pela quantificação das estruturas obtidas a partir da deconvolução dos espectros de CD no UV-longínquo. Os dados de SE-HPLC e espalhamento de raios-X mostraram que a irradiação promoveu a formação de oligômeros e agregados, que resultaram ser altamente solúveis, como mostrado pelas medidas de turbidez. Da análise dos dados de SAXS e a construção de modelos pode ser mostrado que os oligômeros eram múltiplos de dímeros de ß-LG, (tetrâmeros e hexâmeros, etc.), linearmente ordenados. Ligações cruzadas intermoleculares entre radicais tirosil teriam participação na agregação e as ligações dissulfeto, pelo contrário, não teriam sido relevantes para a formação dos agregados. O mecanismo de agregação da ß-LG mediante ligações cruzadas de bitirosil, contrário ao que acontece em outros tratamentos físicos, como o térmico ou de alta pressão hidrostática, poderia estar gerando agregados com características e propriedades diferentes. O efeito da irradiação na proteína foi maior nas amostras mais diluídas e com maior dose de radiação, indicação da ocorrência do chamado ¿efeito indireto¿ da irradiação. Considerando que não houve alterações estruturais, nem perda de funcionalidade ou de digestibilidade da ß-LG irradiada no estado sólido até com 10 kGy em diferentes aw, o tratamento com radiação gama poderia ser usado para melhorar a qualidade microbiológica da proteína e aumentar as condições de segurança se for aplicada uma radiação na faixa geralmente utilizada no processamento de alimentos (<10 kGy) / Abstract: ß-lactoglobulin (ß-LG) in solution at different protein concentrations (3 and 10 mg/mL) and in solid state, with different water activity (aw) (0.22; 0.53; 0.74), was irradiated using a Cobalt-60 radiation source at a dose level of 1-50 kGy. Small-angle X-ray scattering (SAXS), Circular Dichroism (CD) and Fluorescence spectroscopy were used to study the conformational changes of ß-LG due the irradiation treatment. The irradiated protein was also examined by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and sodium dodecyl sulfate (SDS) PAGE under reducing and nonreducing conditions, size exclusion chromatography (SE-HPLC), and free SH. ß-LG in the solid state, at different aw, was not significantly affected by gamma radiation. The digestibility of these samples under pepsin or trypsin action was not diminished, and the retinol binding property was not changed by irradiation up to 10 kGy. The irradiation of ß-LG in solution promoted structural changes at the tertiary structure level but the secondary structure seemed to be maintained, as indicated by the quantification of structures from the deconvolution of the far-UV CD spectra. The SEHPLC, and X-rays scattering data showed that irradiation of ß-LG solutions promoted oligomers and aggregates formation, which proved to be highly soluble, as shown by turbidity measurements. From the SAXS data analyses and the model building it could be shown that the formed oligomers were linear molecules, built by linear combinations of ß- LG dimers (tetramers, hexamers, etc.). Formation of intermolecular cross-linking between tyrosil radicals are proposed to be at least partially responsible by this occurrence, and the disulphide bonds, in contrast, do not appear to be relevant to the formation of these aggregates. The mechanism of aggregation of ß-LG through bityrosil cross-links, differently from the mechanism occurring in other physical treatments as heating or high pressure, could form aggregates with special and different characteristics. The radiation effect was more significant at low protein concentration and higher irradiation dose, being consistent with the occurrence of the ¿indirect effect¿ when proteins are irradiated in solution. Considering that neither structural changes or loss of functionality and digestibility of ß-LG irradiated in the solid state at different aw, with dose up to 10 kGy, was detected, the gamma radiation treatment could be used for improving the microbiological quality of the protein, enhancing the safety conditions when applying the radiation range generally used in food processing (<10kGy) / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T13:34:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morales_RoneCesar_M.pdf: 8735132 bytes, checksum: d1426ae0f0f829e57ca80edcdf2271b9 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A importância sempre crescente da biomassa e de seus subprodutos na área industrial, com destaque ao uso do carvão vegetal, para geração de energia ou termo-redução (agente desoxidante); requer pesquisas fundamentais visando amplo entendimento de suas características estruturais e composicionais. No Brasil, o bagaço de cana abre perspectivas bastante atraentes neste setor, visto que constitui-se numa matéria-prima usual, renovável de grande produção, podendo contribuir no sentido de substituir parte da exploração madeireira para produção de carvão, haja vista que parte dessa exploração ainda é atribuída ao desmatamento de matas nativas. Contribuindo para tal questão, conduziu-se neste trabalho a análise estrutural por Difração de Raios-X (XRD), Espalhamento de Raios -X a Baixo Ângulo (SAXS) e a Ultra Baixo Ângulo (VSAXS), em carvões derivados de madeira e bagaço de cana- de -açucaro Análise Química por Fluorescência de Raios-X (XRF) detenninaram a composição química, acompanhada por Análise com Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Parte das amostras de carvão vegetal foram pirolisadas e tratadas termicamente (HTT) a temperaturas entre 430 e 1300°C.A aplicação da teoria de Warren nas análises dos difratogramas, permitiu avaliar a reordenação estrutural alcançada para o carbono ao longo do tratamento térmico. Tais interpretações mostraram que, em relação às amostras de carvão de madeira, as amostras de carvão de bagaço são menos susceptíveis a uma ordenação na cadeia carbônica, que induz ao rearranjo para estrutura grafitica. Análises por SAXS e VSAXS, mostraram também, em função de HTT, certa diminuição no tamanho de microporos (próximos a 80 Á) e agregados (próximos a 1200 Á), respectivamente. Análises por SAXS denotam ainda, aumento na concentração de centros de espalhamentos (heterogeneidades), em função de HTT, na faixa de SAXS (~0,2 < q < 0,4 'm POT. ¿1¿). Análises por XRF indicam grande gama de elementos, destacando-se a sílica, que é encontrada em maiores quantidades no carvão de bagaço em relação ao de madeira. Elementos como K, AI. Mg, Fe ,Na, Ca, Mn, são detectados para ambos tipos de carvão, porém em maiores concentrações para o carvão de bagaço de cana. Entretanto, a desmineralização conduzidas para amostras de carvão de bagaço de cana, demonstra viabilizar um decréscimo na participação dos elementos mais proeminentes (como Fe, AI. K, Ca, Na) para valores próximos àqueles encontrados para madeira, sabidamente de maior pureza. A utilização de carvão vegetal de bagaço de cana, analisado sob o ponto de vista composicional, tornaria-se deste modo, passível de utilização na redução carbotérmica do quartzo, haja vista que a impureza principal por sílica, não traria agravantes ao processo / Abstract: During the last few years, the industrial interest for the utilization of biomass and its byproducts has being increased very fast. In particular, the application of charcoal for thermo reduction of minerais (e.g. carbothermic reduction of quartz into silicon) is very attractive as an environmentally friend process in comparison with coal. In Brazil, the sugar- cane bagasse opens a new perspective for the substitution of wood for charcoal production, especially if we consider that a fraction of utilized wood comes from native forest. The present research reports the study of properties characterization of structure and chemical composition of charcoal carbonized from wood an sugar-cane bagasse by using X-ray diffraction (XRD), small angle and very-small angle X-ray scattering (SAXS and VSAXS), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), and scanning electron microscopy (SEM). A number ofsamples were heat-treated afier pyrolysis in the interval oftemperature of 430 and 1300 oCoThe Warren model was applied to evaluate the structural rearrangement of disordered carbons. The result shows a slight progressive structural ordering with carbonization temperature and also with heat treatment temperature (HTT). It has also been observed that such interpretation, the samples of charcoal from sugar cane is less susceptible to carbon ordering than charcoal from wood, fact that can conduct to graphitization. The analysis by SAXS e VSAXS reveals a slight decrease of inhomogeneities and micropores in the range of the radius of gyration of ~80 A and 1200A,respectively,as a function of increasing of HTT. SAXS analysis still denotes an increase of concentration of scattering centres (inhomogeneities) as a function of HTT, in the interval ofSAXS (~,2 < q < '0,4 POT. -l). The content of mineraIs, particular silica is much higher for the charcoal from bagasse in comparison with wood. Several other elements, such as K, AI, Mg, Fe, Na, Ca, are also present, but with higher concentration in bagasse charcoal. However, the result of desmineralization process in charcoal bagasse samples, exhibits a significant decrease for majority elements (Fe, AI, K, Ca, Na). The application in terms of chemical composition of bagasse charcoal for thermoreduction of quartz could be feasible, considering that quartz has no implication in quality of reduction process / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Perlcellulose stellt ein interessantes Material für den Einsatz in der wässrigen Größenausschlusschromatgraphie (SEC) dar. Sie ist aufgrund ihrer guten Modifizierbarkeit zudem ein perfektes Ausgangsmaterial für Protein-Aggregationsuntersuchungen. Ein Protein von besonderem praktischem Interesse ist Insulin. Dessen Fehlfaltung und Aggregation verursacht eine Reihe von schwerwiegenden Problemen (z.B. in Drug-Delivery-Systemen). Hierbei erfolgt eine Umwandlung von alpha-Helix- in beta-Faltblatt-Strukturen wobei sich unlösliche Fibrillen bilden. Deren Rückfaltung mit Hilfe fluorierter Alkohole sowie mit fluorierten Nanopartikeln wurde in der Literatur beschrieben. Der Ansatzpunkt dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob Fluor auf Oberflächen mit hohem Anteil von Hydroxygruppen eine Rückfaltung von Proteinen wie Insulin bewirken kann. Das Ziel war es, schaltbare stationäre Phasen zu erhalten, mit denen sowohl eine Rückfaltung als auch die Trennung von Proteinen durchgeführt werden können. Zunächst erfolgte die Charakterisierung geeigneter Perlcellulosen, wobei erstmals eine Kombination der „klassischen“ Porosimetrie (Hg-Intrusion, N2-Sorption) mit SAXS und Inverser SEC zur Untersuchung der Porenstruktur von Cellulose angewandt wurde. Es konnte die reversible Schrumpfung der Poren während der Trockungsprozesse beschrieben werden. Die Immobilisierung von Fluor auf der Oberfläche von Cellulosepartikeln erfolgte u.a. durch Pfropfung von fluorierten Acrylaten mittels Cer(IV)-Redoxinitiierung. Es gelang eine homopolymerfreie Pfropfung, wobei es zu keiner Veränderung der Porenstruktur kam. Die Kontrolle der Proteinadsorption auf der modifizierten Oberfläche mittels chemischer Stimuli konnte beschrieben werden. Aggregationsuntersuchungen mittels SEC, DLS und SAXS ergaben, dass fluormodifizierte Perlcellulose keine Verzögerung der Insulinaggregation bewirkt. Jedoch zeigte sich, dass unmodifizierte Perlcellulose eine signifikante Verzögerung der Aggregation bewirken kann. / Porous bead cellulose is an interesting material for the application in aqueous size exclusion chromatography (SEC). Its good modifiability makes it furthermore to a perfect starting material for protein aggregation studies. A protein with huge practical importance is insulin. Misfolding and aggregation of insulin creates serious problems e.g. in drug delivery systems. Thereby it undergoes a change from alpha-helix to beta-sheet structure and forms insoluble fibrils. A back-folding with (toxic) fluorinated alcohols and fluorinated nanoparticles was already shown in literature. The approach for this work was that fluorine (CF3-) on a surface with high hydroxyl-content can induce the back folding of proteins like insulin. The purpose was to get stationary phases that can induce back folding and separation of proteins on a single column. At first a characterization of suitable cellulose beads with focus on different porosimetry methods was done. For the first time a combination of “classical” porosimetry methods (Hg-Intrusion; N2-Sorption) with SAXS and inverse SEC was applied for porous cellulose particles. A reversible shrinking of pores during drying process was shown. Immobilization of fluorine on the surface of cellulose beads was done by grafting of fluorinated acrylates via cer(IV)-redox-initiation and by polymer analogous reaction with fluorinated iodo alkanes. Homopolymer free graft-copolymerization was achieved, whereas no effect on pore structure was observed. The control of protein adsorption on surface by chemical stimuli was shown. Aggregation studies using SEC, DLS and SAXS showed that fluoro-modified cellulose beads do not delay insulin-aggregation due to strong adsorption effects. Though a significant aggregation delay for insulin with unmodified cellulose beads was discovered.

Orientador: Carlos Kenich Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogata_DanielaYuri_M.pdf: 14373801 bytes, checksum: 37390613963c28ba54f71a665d3cefb7 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho procurou-se investigar a influência do tratamento da superficie (tensão/rugosidade provocado pelo processo de desbaste com pó abrasivo) na devitrificação e na dissolução da sílica vítrea. Para tanto, utilizou-se de métodos de caracterização de materiais, tais como difratometria de raios-X, espectroscopia de infravermelho, microscopia óptica e eletrônica e espalhamento de raios-X a baixo ângulo. Para o estudo da influência do tratamento superficial na devitrificação, os resultados de difração de raios-X e microscopia, mostraram que a devitrificação possui forte correlação com o tratamento superficial da sílica vítrea, onde amostras com maior rugosidade, apresentaram também uma maior devitrificação em comparação à outra com menor rugosidade. A dissolução da sílica vítrea por ácido fluorídrico ("etching") também foi estudado, e os resultados mostraram que a taxa de dissolução é dependente da rugosidade superficial, concentração do ácido e tempo de "etching". Resultados adicionais mostraram a formação de cavidades arredondadas na forma de "larvas" (padrão superficial) após "etching". Após um tempo de "etching" entre 33 e 88 horas, as amostras apresentaramum padrão superficial semelhante a "grãos" e no interior dos "grãos", outros "sub-grãos" da ordem de 4-10 'mu¿m, que denotam a existência de microtensões na estrutura amorfa. Neste trabalho, este resultado inédito foi denominado "grão ou sub-grão amorfo", que podem estar relacionados com heterogeneidades em nível atômico da estrutura da sílica vítrea / Abstract: The effect of surface stress and roughness, produced by polishing process with abrasive powder, was investigated on the devitrification and dissolution of silica glass. The characterization studies of the silica glass treated by grinding, polishing and etching and their effect on the devitrification were conducted by X-ray diffraction, optical and electronic microscopy, inftared spectroscopy and small-angle X-ray scattering. The samples were heat treated at 1250°C for a period of 15 min and 150 mino X-ray diffraction and optical microscopy observation showed more intense devitrification effect into a-cristobalite for higher degree of surface roughness, and the samples treated with HF etching presented the lowest devitrification effect. The silica glass surfaces exposed to the furnace atmosphere (air) presented a much bigger crystallization effect, inversely to the bottom surface in contact with a silica base. The dissolution of silica glass by chemical etching (HF solutions) was studied, and the results showed that dissolution rate is dependent on the surface roughness, HF concentration and etching time. For example, the dissolution rate of samples treated with SiC #320 and 'Ce IND. 2¿¿O IND. 3¿, were estimated as 0.16 'mu¿m/min and 0.14 'mu¿m/min, respectively. The results showthat sampleswith longtime etching(~1000 min) revealed grain-like etch pattern of 4 to 10 11min diameter, which suggests reveals the existence of micro-stress in the amorphous structure. This "amorphous grains or sub-grains" might be correlated with atomic into inhomogeneities of amorphous silica structure / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica