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Master of Science / Kinesiology / Timothy I. Musch / Exercise intolerance characteristic of diseases such as chronic heart failure (CHF) and diabetes is associated with reduced nitric oxide (NO) bioavailability from nitric oxide synthase (NOS), resulting in an impaired microvascular O₂ driving pressure (PO₂mv: O₂ delivery – O₂ utilization) and metabolic control. Infusions of the potent NO donor sodium nitroprusside augment NO bioavailability yet decrease mean arterial pressure (MAP) thereby reducing its potential efficacy for patient populations. To eliminate or reduce hypotensive sequellae NO₂⁻ was superfused onto the spinotrapezius muscle. It was hypothesized that local NO₂⁻ administration would elevate resting PO₂mv and slow PO₂mv kinetics (increased τ: time constant, MRT: mean response time) following the onset of muscle contractions. In 12 anesthetized male Sprague-Dawley rats, PO₂mv of the circulation-intact spinotrapezius muscle was measured by phosphorescence quenching during 180 s of electrically-induced twitch contractions (1 Hz) before and after superfusion of NaNO₂ (30 mM). NO₂⁻ superfusion elevated resting PO₂mv (CON: 28.4 ± 1.1 vs NO₂⁻: 31.6 ± 1.2 mmHg, P ≤ 0.05), τ (CON: 12.3 ± 1.2 vs NO₂⁻: 19.7 ± 2.2 s, P ≤ 0.05) and MRT (CON: 19.3 ± 1.9 vs NO₂⁻: 25.6 ± 3.3 s, P ≤ 0.05). Importantly, these effects occurred in the absence of any reduction in MAP (103 ± 4 vs 105 ± 4 mmHg, pre- and post-superfusion respectively; P ˃ 0.05). These results indicate that NO₂⁻ supplementation delivered to the muscle directly through NO₂⁻ superfusion enhances the blood-myocyte driving pressure of oxygen without compromising MAP at rest and following the onset of muscle contraction. This strategy has substantial clinical utility for a range of ischemic conditions.

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Presented as Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1913. / Reprints from Journal of agricultural research. Part 1: vol. IV, no. 2 (15 May 1915), p. 135-168, plates xvi-xxvi -- Part 2: vol. V, no. 1 (4 Oct. 1915), p. 55-57, plates i-ii -- Part 3: vol. IV, no. 4 (15 July 1915), p. 279-291, plates xliv-xlviii. Includes bibliographical references.

Le processus de production du sucre industriel génère de grandes quantités de déchets et sous-produits. Parmi ces sous produits, la pulpe de betterave à sucre présente une voie de valorisation importante puisqu’en France, elle représente environ 1,3 millions de tonnes de matière sèche par an et en particulier en Champagne-Ardenne qui a produit 23% du betterave français en 2010. Cette thèse vise à élaborer un agro-matériau à base de pulpe de betterave et d’amidon pour l’usage dans le bâtiment afin de réduire les consommations énergétiques et d’améliorer le confort hygrothermique des occupants. Pour cela il est nécessaire d’étudier de façon approfondie les propriétés physico-chimiques de la pulpe de betterave et de son interaction avec l’amidon pour différentes formulations. Des techniques d’analyse de surface et d’imagerie microscopique seront utilisées. Les domaines de recherche à explorer concernent les transferts et les propriétés hygrothermiques, les propriétés mécaniques et acoustiques. / The industrial sugar production process and generates large volumes of waste and byproducts. One such byproduct is sugar beet pulp, which in France represents approximately 1,300,000 tons of dry matter per year especially in the region of Champagne-Ardenne which produced 23% of French sugar beet in 2010. The aim of this work is to elaborate a green material made of sugar beet pulp and starch as binder to be used in buildings in order to reduce energy consumption and increase indoor hygrothermal comfort. For this purpose, physico-chemical properties of beet pulp and its interaction with starch will be studied deeply and for different binder formulations. Surface analysis and microscopic imagery processing techniques will be used. Physical properties such as hygrothermal, mechanical and acoustic properties will be evaluated also.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os aspectos fisiológicos, bioquímicos e microbiológicos de beterrabas Early Wonder minimamente processadas e inteiras submetidas a tratamentos pós-colheita. Para os tratamentos, os seguintes produtos foram aplicados: etileno (1000µL L-1), 1-MCP (300nL L-1) e ácido salicílico (500mg L-1), além do controle sem tratamento. Após os tratamentos, o produto foi armazenado a 5oC durante 10 dias. Observou-se que o ácido salicílico, promoveu a diminuição nos teores de sólidos solúveis, pH e na taxa respiratória de beterrabas minimamente processadas. Além disso, verificou-se que a fisiologia de beterraba minimamente processada é diferente de beterraba inteira, que foi comprovada ao analisar a taxa respiratória e a produção de etileno, as quais foram significativamente maiores no produto minimamente processado. As contagens de bactérias psicrotróficas e coliformes totais, para beterraba minimamente processada mantiveram-se dentro dos limites aceitáveis durante 10 dias de armazenamento. Não foi detectada presença de coliformes a 45ºC e Salmonella. Ficou evidenciada a eficiência do armazenamento a 5ºC no controle da atividade metabólica e segurança de beterrabas minimamente processadas. As injúrias causadas durante o processamento mínimo induziram o aumento na atividade da fenilalanina amônia-liase. Entretanto, a aplicação de ácido salicílico diminuiu a atividade desta enzima. Os tratamentos aplicados nas beterrabas minimamente processadas e inteiras pouco influenciaram na concentração de betalaínas e de fenóis totais. Verificou-se que, em tecidos de beterrabas Early wonder, não houve qualquer indício de adstringência provocada por tanino. / The purpose of the present work was to evaluate physiological, biochemical and, microbiological aspects of Early Wonder whole and minimally processed beet roots submitted to different treatments. The following treatments were applied: ethylene (1000µL L-1), 1-MCP (300nL L-1) and, salicylic acid (500mg L-1). After treatments, beet roots were stored at 5oC during 10 days. It was observed that salicylic acid promoted decrease of soluble solids, pH and, respiratory rates of minimally processed beet roots. It was also noted differences between whole and minimally processed beet roots physiology. This difference was observed by the high values of respiratory and ethylene production rates in the minimally processed beet roots. Psychrotrophic bacteria and total coliforms count for minimally processed beet roots were within acceptable limits for 10 days of storage. The presence of coliforms at 45ºC and Salmonella was not detected. Storage at 5ºC was effective to control the metabolic activity and to keep food safety of minimally processed beet roots. The injuries occurred during the minimal processing induced the increase of phenylalanine ammonia-lyase activity. However, the use of salicylic acid decreased the activity of this enzyme. The treatments applied on whole and minimally processed beet roots have little influence on betalains and total phenol concentration. It was not detected astringency on beet roots Early wonder tissues.

Os objetivos deste trabalho foram determinar respostas fisiológicas, bioquímicas e microbiológicas associadas ao processamento mínimo de beterraba e desenvolver um fluxograma de preparo específico para está hortaliça, visando menor perda de qualidade e máxima capacidade de conservação. No primeiro experimento foram estudados alguns aspectos fisiológicos de beterraba intactas, descascadas e raladas e aspectos microbiológicos de beterrabas raladas. Neste experimento foram realizadas análises da taxa respiratória, da produção de etileno e microbiológicas. No segundo experimento foi testado o efeito do ácido cítrico sobre a respiração e pigmentos de betalaínas, determinando-se a taxa respiratória e os teores de betalaínas. No terceiro experimento avaliou-se o tempo de sanitização para beterrabas minimamente processadas, sendo realizadas análises sensoriais, microbiológicas e físico-químicas. No quarto experimento foi estudado o momento de sanitização ideal para beterrabas minimamente processadas, sendo também efetuadas análises sensorias, microbiológicas e físico-químicas. E no quinto experimento foi testado o novo fluxograma de preparo, específico para beterrabas minimamente processadas através de métodos combinados, obtidos a partir de resultados dos testes anteriores. Análises sensoriais, microbiológicas e físico-químicas foram realizadas para avaliar o novo fluxograma. A taxa respiratória foi maior para beterrabas raladas. A produção de etileno somente foi detectada em beterrabas raladas. Os resultados das análises microbiológicas estão de acordo com o padrão vigente atualmente. O ácido cítrico reduziu a atividade respiratória e o extravazamento e a degradação dos pigmentos de betalaínas em beterrabas minimamente processadas. O tempo de sanitização de 3 minutos é mais apropridado para manutenção da qualidade. A sanitização apenas após a pelagem é a mais apropriada para manutenção da qualidade, pois reduz a perda de pigmentos e garante um produto com padrões microbiológicos abaixo dos limites permitidos pela Legislação Brasileira, além de evitar o desperdício de cloro. Verificou-se pelo novo fluxograma de preparo que as beterrabas minimamente processadas tem um período de comercialização viável por 10 dias. O novo fluxograma desenvolvido é mais indicado para manutenção da qualidade por reduzir perda de pigmentos, reduzir a taxa respiratória e garantir a segurança alimentar do produto. / The purposes of this work were to determine the physiological, biochemical and microbiological responses to minimal processing of beet roots and to develop a preparation flowchart for this vegetable, aiming at lowering quality losses and maximizing preservation. Some physiological aspects of whole, peeled and grated beet roots, as well as microbiological aspects of grated beet roots were studied in the first experiment. Analyses of respiratory rate, ethylene production and microbiology were carried out in this experiment. In the second experiment, respiratory rates and betalain amounts were determined to evaluate the effects of citric acid on respiration and betalain pigments. In a third experiment, the sanitization time for minimally processed beet roots was evaluated and sensory, microbiological and physicochemical analyses were carried out. In a fourth experiment, the ideal sanitization time for minimally processed beet roots was determined and sensory, microbiological and physicochemical analyses were carried out. In a fifth experiment, a specific new procedures flowchart was tested for the minimal processing of beet roots using a combination of methods based on previous experiments. Sensory, microbiological and physicochemical analyses were conducted to evaluate the new procedures flowchart. The respiratory rate was higher in grated beet root. Ethylene production was detected only in grated beet roots. The microbiological results were in accordance with the current standard. Citric acid reduced the respiratory activity, betalain exudation and degradation in minimally processed beet roots. A three-minute sanitization showed to be the most suitable for quality maintenance. Sanitization alone after pealing is appropriate for quality maintenance, as it decreases pigment losses, prevents wasteful use of chlorine and ensures microbiological standards to be in accordance with the Brazilian Legislation. Minimally processed beet root produced by the new procedures flowchart are suitable for commercialization for 10 days. The new procedures flowchart is especially recommended for quality maintenance, once it decreases pigment loss and the respiratory rate, and ensures good food-safety standards for the product.

Os objetivos deste trabalho foram determinar respostas fisiológicas, bioquímicas e microbiológicas associadas ao processamento mínimo de beterraba e desenvolver um fluxograma de preparo específico para está hortaliça, visando menor perda de qualidade e máxima capacidade de conservação. No primeiro experimento foram estudados alguns aspectos fisiológicos de beterraba intactas, descascadas e raladas e aspectos microbiológicos de beterrabas raladas. Neste experimento foram realizadas análises da taxa respiratória, da produção de etileno e microbiológicas. No segundo experimento foi testado o efeito do ácido cítrico sobre a respiração e pigmentos de betalaínas, determinando-se a taxa respiratória e os teores de betalaínas. No terceiro experimento avaliou-se o tempo de sanitização para beterrabas minimamente processadas, sendo realizadas análises sensoriais, microbiológicas e físico-químicas. No quarto experimento foi estudado o momento de sanitização ideal para beterrabas minimamente processadas, sendo também efetuadas análises sensorias, microbiológicas e físico-químicas. E no quinto experimento foi testado o novo fluxograma de preparo, específico para beterrabas minimamente processadas através de métodos combinados, obtidos a partir de resultados dos testes anteriores. Análises sensoriais, microbiológicas e físico-químicas foram realizadas para avaliar o novo fluxograma. A taxa respiratória foi maior para beterrabas raladas. A produção de etileno somente foi detectada em beterrabas raladas. Os resultados das análises microbiológicas estão de acordo com o padrão vigente atualmente. O ácido cítrico reduziu a atividade respiratória e o extravazamento e a degradação dos pigmentos de betalaínas em beterrabas minimamente processadas. O tempo de sanitização de 3 minutos é mais apropridado para manutenção da qualidade. A sanitização apenas após a pelagem é a mais apropriada para manutenção da qualidade, pois reduz a perda de pigmentos e garante um produto com padrões microbiológicos abaixo dos limites permitidos pela Legislação Brasileira, além de evitar o desperdício de cloro. Verificou-se pelo novo fluxograma de preparo que as beterrabas minimamente processadas tem um período de comercialização viável por 10 dias. O novo fluxograma desenvolvido é mais indicado para manutenção da qualidade por reduzir perda de pigmentos, reduzir a taxa respiratória e garantir a segurança alimentar do produto. / The purposes of this work were to determine the physiological, biochemical and microbiological responses to minimal processing of beet roots and to develop a preparation flowchart for this vegetable, aiming at lowering quality losses and maximizing preservation. Some physiological aspects of whole, peeled and grated beet roots, as well as microbiological aspects of grated beet roots were studied in the first experiment. Analyses of respiratory rate, ethylene production and microbiology were carried out in this experiment. In the second experiment, respiratory rates and betalain amounts were determined to evaluate the effects of citric acid on respiration and betalain pigments. In a third experiment, the sanitization time for minimally processed beet roots was evaluated and sensory, microbiological and physicochemical analyses were carried out. In a fourth experiment, the ideal sanitization time for minimally processed beet roots was determined and sensory, microbiological and physicochemical analyses were carried out. In a fifth experiment, a specific new procedures flowchart was tested for the minimal processing of beet roots using a combination of methods based on previous experiments. Sensory, microbiological and physicochemical analyses were conducted to evaluate the new procedures flowchart. The respiratory rate was higher in grated beet root. Ethylene production was detected only in grated beet roots. The microbiological results were in accordance with the current standard. Citric acid reduced the respiratory activity, betalain exudation and degradation in minimally processed beet roots. A three-minute sanitization showed to be the most suitable for quality maintenance. Sanitization alone after pealing is appropriate for quality maintenance, as it decreases pigment losses, prevents wasteful use of chlorine and ensures microbiological standards to be in accordance with the Brazilian Legislation. Minimally processed beet root produced by the new procedures flowchart are suitable for commercialization for 10 days. The new procedures flowchart is especially recommended for quality maintenance, once it decreases pigment loss and the respiratory rate, and ensures good food-safety standards for the product.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os aspectos fisiológicos, bioquímicos e microbiológicos de beterrabas Early Wonder minimamente processadas e inteiras submetidas a tratamentos pós-colheita. Para os tratamentos, os seguintes produtos foram aplicados: etileno (1000µL L-1), 1-MCP (300nL L-1) e ácido salicílico (500mg L-1), além do controle sem tratamento. Após os tratamentos, o produto foi armazenado a 5oC durante 10 dias. Observou-se que o ácido salicílico, promoveu a diminuição nos teores de sólidos solúveis, pH e na taxa respiratória de beterrabas minimamente processadas. Além disso, verificou-se que a fisiologia de beterraba minimamente processada é diferente de beterraba inteira, que foi comprovada ao analisar a taxa respiratória e a produção de etileno, as quais foram significativamente maiores no produto minimamente processado. As contagens de bactérias psicrotróficas e coliformes totais, para beterraba minimamente processada mantiveram-se dentro dos limites aceitáveis durante 10 dias de armazenamento. Não foi detectada presença de coliformes a 45ºC e Salmonella. Ficou evidenciada a eficiência do armazenamento a 5ºC no controle da atividade metabólica e segurança de beterrabas minimamente processadas. As injúrias causadas durante o processamento mínimo induziram o aumento na atividade da fenilalanina amônia-liase. Entretanto, a aplicação de ácido salicílico diminuiu a atividade desta enzima. Os tratamentos aplicados nas beterrabas minimamente processadas e inteiras pouco influenciaram na concentração de betalaínas e de fenóis totais. Verificou-se que, em tecidos de beterrabas Early wonder, não houve qualquer indício de adstringência provocada por tanino. / The purpose of the present work was to evaluate physiological, biochemical and, microbiological aspects of Early Wonder whole and minimally processed beet roots submitted to different treatments. The following treatments were applied: ethylene (1000µL L-1), 1-MCP (300nL L-1) and, salicylic acid (500mg L-1). After treatments, beet roots were stored at 5oC during 10 days. It was observed that salicylic acid promoted decrease of soluble solids, pH and, respiratory rates of minimally processed beet roots. It was also noted differences between whole and minimally processed beet roots physiology. This difference was observed by the high values of respiratory and ethylene production rates in the minimally processed beet roots. Psychrotrophic bacteria and total coliforms count for minimally processed beet roots were within acceptable limits for 10 days of storage. The presence of coliforms at 45ºC and Salmonella was not detected. Storage at 5ºC was effective to control the metabolic activity and to keep food safety of minimally processed beet roots. The injuries occurred during the minimal processing induced the increase of phenylalanine ammonia-lyase activity. However, the use of salicylic acid decreased the activity of this enzyme. The treatments applied on whole and minimally processed beet roots have little influence on betalains and total phenol concentration. It was not detected astringency on beet roots Early wonder tissues.