Die vorliegende Arbeit beschreibt die Präparation von Pt-Fe/SiO2-Katalysatorproben für die selektive Flüssigphasenhydrierung von Zimtaldehyd. Während der Herstellung wurden die Proben ausschließlich einer Reduktion bei 350 °C oder einer anschließenden Reduktion bei 750 °C unterworfen. Die präparierten Materialien wurden mit den Methoden ICP-OES, Laserbeugung, N2-Physisorption, XRD, TEM, SQUID und TPR/O charakterisiert. Daneben wurden Chemisorptions-Untersuchungen mit den Adsorptiven H2, O2 und CO durchgeführt. Infolge der angewandten Reduktionstemperatur von 750 °C konnte exemplarisch die Ausbildung von Metallpartikeln der Überstrukturphase nachgewiesen werden. Die katalytische Austestung der Materialien erfolgte in diskontinuierlich betriebenen Hydrierautoklaven. Hierbei stand die wertschöpfende Umsetzung zum Zimtalkohol im Vordergrund. Die Verwendung von Katalysatorproben, die Überstrukturphasen des Systems Fe-Pt aufweisen, führte nicht zu einer signifikanten Selektivitätsverbesserung zum Zielprodukt Zimtalkohol. Optimale Zimtalkohol-Ausbeuten ließen sich für Katalysatorproben erreichen, deren Metallpartikel nominelle Fe-Anteile von 30 bis 40 Mol.-% aufwiesen.

Uma das principais fronteiras de desenvolvimento em catálise heterogênea envolve o uso de suportes de carbono grafitizados como vetores para modificação da estrutura eletrônica de catalisadores em reações catalíticas. Neste contexto os nanotubos de carbono (CNTs) são promissores, permitem boa dispersão e estabilização de nanopartículas (NPs) devido morfologia, defeitos superficiais, curvatura e geometria oca que resultam em interações específicas com catalisadores. Os CNTs podem apresentar uma distribuição variada de diâmetros, com presença de defeitos (vacâncias, pentágonos), podem ser dopados, intercalados com espécies que afetam a densidade eletrônica das suas paredes que podem ser funcionalizadas com uma variedade de moléculas, apresentando novas propriedades que podem influenciar na atividade catalítica de NPs. Apesar do potencial os CNTs quando usados na forma de material particulado, estes podem apresentar problemas em aplicações catalíticas associadas à sua aglomeração afetando a dispersão das NPs e principalmente suas propriedades eletrônicas, além de problemas de filtragem, contaminação dos produtos reacionais e limitações de fluxo. Uma alternativa para explorar os CNTs em catálise heterogênea são os materiais micrométricos com superfície nanoestruturada, baseado em CNTs, que constitui um material compósito cujas propriedades dependem da natureza dos CNTs e do substrato. Nesses compósitos, várias das propriedades dos CNTs podem ser mantidas, porém com uma aglomeração fixa, moldada pela superfície do material micrométrico que podem ser facilmente removidos do meio reacional e também usados em colunas sem comprometimento do fluxo. Neste trabalho foi desenvolvido um suporte catalítico baseado em carvão ativado (AC) e CNTs resultantes da decomposição catalítica de etanol constituindo um compósito micro-nanoestruturado (CNT/AC). Sobre o compósito foram suportadas NPs metálicas de rutênio preparadas por microemulsão com diferentes teores de rutênio. O comportamento catalítico deste novo material catalítico foi investigado frente as reações de oxidação do álcool benzílico e hidrogenação do cinamaldeído. Os resultados dos ensaios catalíticos quando foi utilizado o catalisador baseado em CNTs com um teor de rutênio de 3,2% foram comparados com um catalisador comercial contendo um teor de 5% de rutênio, se mostraram positivos para a reação de oxidação do álcool benzílico apresentando elevada conversão e seletividade para um carregamento de rutênio inferior ao catalisador comercial, com conversão superior a 99% e seletividade para benzaldeído de 100%, enquanto o comercial apresentou conversão de 91% e seletividade também de 100%. Na reação de hidrogenação do cinamaldeído utilizando o catalisador desenvolvido com um teor de 2% de rutênio, observou-se uma conversão de 45% com seletividade distribuída entre hidrocinamaldeído (25%), álcool hidrocinâmico (18%) e álcool cinâmico (2%). Quando se utilizou o catalisador comercial com teor de 5% de rutênio a conversão do cinamaldeído foi de 43% e seletividade para hidrocinamaldeído (37%), álcool hidrocinâmico (3,4%) e álcool cinâmico (3,3%). O catalisador micro-nanoestruturado contendo um carregamento de 1,3% de rutênio foi caracterizado por espectroscopia Raman que indicou a presença das bandas de segunda ordem na faixa de 2500-3200 cm-1 devido a presença dos CNTs, que após a incorporação das NPs de rutênio apresentou um deslocamento da banda G localizada em 1580 cm-1 em cerca de 2 eV, indicando um processo de transferência de carga entre as NPs e os CNTs. Os resultados de absorção de N2 indicou natureza mesoporosa dos catalisadores baseados em CNTs e os teores de rutênio contidos nas amostras destes catalisadores foram medidos por espectroscopia de absorção atômica e apresentaram uma proporção em massa de 1,3; 2,3 e 3,2% de rutênio em relação ao compósito, dados estes confirmados por espectroscopia de energia dispersiva quando utilizada para mapear a composição química do catalisador. Em conclusão, o compósito micro-nanoestruturado desenvolvido neste estudo apresenta um grande potencial para aplicações catalíticas, pois em testes de reciclagem, o catalisador apresentou baixa lixiviação das NPs e baixo desprendimento de CNTs do substrato apresentando desta forma boa estabilidade, além de apresentar uma excelente atividade catalítica na conversão do álcool benzílico acima de 95% após 4 ciclos catalíticos sucessivos e principalmente a seletividade máxima ao benzaldeído. / One of the main frontiers in the development of heterogeneous catalysis involves the use of graphitized carbon supports as vectors for the modification of the electronic structure of the catalysts utilized in catalytic reactions. In this sense, carbon nanotubes (CNTs) are promising materials because their morphology, surface defects, curvature, and hollow geometry allow for good dispersion and stabilization of nanoparticles (NPs), which culminates in specific interactions. CNTs can have a wide distribution of diameters, with the presence of defects (vacancies, pentagons) for this reason, they can be doped and then interspersed with species that affect the electron density of their walls, which can be functionalized with a variety of molecules. As a result, new properties that influence the catalytic activity of NPs arise. Despite their potential application, use of CNTs as particulate matter. This is because can propose problems to their application, due to their agglomeration. This is because the dispersion of NPs and their electronic properties can be affected, and problems contamination of the reaction, and flow limitations appear. An alternative for the use of CNTs in heterogeneous catalysis is the utilization of CNT-based materials with micrometric nanostructured surface. These are composite materials whose properties depend on the nature of the CNTs and the substrate. Various of the properties of CNTs can be maintained in composites, such as fixed clustering, shape of the surface of the micrometric material, which can be easily removed from the reaction medium and used in columns without compromising the flow. This work was based on a catalytic activated carbon (AC) support and CNTs, resulting from the catalytic decomposition of ethanol, which resulted in a micronanostructured composite (CNT/AC). Ruthenium metal NPs prepared by microemulsion and containing different amounts of ruthenium were supported onto the CNT/AC composite. The catalytic behavior of this new material was investigated for the oxidation of benzyl alcohol and hydrogenation of cinnamaldehyde. The obtained results were compared with those achieved with a commercial catalyst. Positive results were obtained for the oxidation of benzyl alcohol, with high substrate conversion and product selectivity having been achieved for a lower ruthenium load than the one present in the commercial catalyst (99% conversion and selectivity of 100 %. toward benzaldehyde. As for the hydrogenation of cinnamaldehyde, 45%, hydrocinnamaldehyde, hydrocinnamyl alcohol and cinnamyl alcohol, selectivities of 25, 18, and 2%, respectively. The micronanostructured catalyst was characterized by Raman spectroscopy, which indicated the presence of second-order bands in the range of 2500-3200 cm-1, due to the presence of CNTs. After incorporation of the ruthenium NPs, there was a shift in the G band located at 1580 cm-1 of about 2 eV, indicating a charge transfer process between the NPs and the CNTs. The results from N2 absorption indicated the mesoporous nature of the catalyst. The concentration of ruthenium catalysts present in the samples was measured by atomic absorption spectrometry. Ruthenium mass ratios of 1.3, 2.3, and 3.2% in relation to the composite, were detected. The composites were tested in various reuses experiments. There was low lixiviation of the NPs and low detachment of CNTs from the substrate. These data were confirmed by energy dispersive spectroscopy, which was used for mapping the chemical composition of the catalyst. In conclusion, the composite developed in this study has great potential for catalytic investigations, since the interaction between the carbon composite and the NPs was effective, and the catalytic activity was maintained for several cycles.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2125844 bytes, checksum: f5e0174d3679c5bce4f74af8ed1b3d4f (MD5) Previous issue date: 2009-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Decreased availability of NO in the vasculature promotes the progression of cardiovascular diseases and oximes represents a NO-donor group capable of to restore this defictIn rat superior mesenteric arterial rings, as non-aromatic oximes: diacetylmonoxime and dimetylglycone-oxime, as aromatic oximes: benzofenone-oxime, 4-Cl-benzofenone and cinnamaldheyde-oxime isomeric mixture were markedly less potent than tans-E-cinnamaldheyde-oxime (E CAOx) whose relaxation was concentration-dependent in denuded-endothelum pre-contracted rings with PHE (pD2 = 5,11 ± 0,05), or U46619 (pD2 = 5,03 ± 0,06), an tromboxanic agonist TP, or with A23187 (pD2 = 4,70 ± 0,06), an Ca2+ ionophore, beyond KCl 60mM (pD2 = 4,50 ± 0,06). The relaxation was not modified by endothelium or L-NAME (100 μM, NOS inhibitor), proadifen (30 M; inibidor do citocromos P450), ou de N-acetyl-L-Cysteyn (1 mM e 3 mM; an NO- scavenger). However, was affected by cytochromos P4501A1 and NADPH-dependent reductases inhibitor, 7ethoxyresorufin (7 ER, 10 μM; pD2 = 4,82 ± 0,07), and NO scavenger, PTIO (300 M; pD2 = 4,68 ± 0,11). Demonstrating that E-CAOx induces independent-endothelium relaxation with a possible NO production, mediated by NADPH-dependent reductases. These results corroborate with E-CAOx action of to increase DAF-T fluorescence, in rat aorta smooth miocytes, abolished by 7-ER pre-incubation. Futhermore, the Emax decrease caused by (Rp)-8pCPT-cGMPS (10 M; PKG inhibitor), plus potency reduction by ODQ presence (0,1 M; pD2 = 4,65 ± 0,07 e 10 M; pD2 = 4,41 ± 0,04), a soluble guanylyl-cyclase inhibitor, reforce the pathway NO/cGC/cGMP/PKG participation. On the other hand, the presences of KCl 20mM and TEA (1 mM; pD2 = 4,62 ± 0,04), a BKCa blocker, were capable of the interfering in response, but not 4-AP (1 mM; Kv blocker) and Glibenclamide (10 M; a KATP blocker). In ODQ (10 M) combinations, only KCl 20mM, interpose on Emax, suggesting that K+ channels contribution, majorly BKCa, is sGC-activation dependent. Due relaxing pre-contracted rings: with S(-)BayK 8644 (pD2 = 4,95 ± 0,05), a direct activator of dihydropiridine-sensitive Cav, and rings pre-contracted with PHE in the presence of Niphedipine (1 M), E-CAOx can also to be acting by inhibits Ca2+ influx through dihydropiridine-sensitive Cav or to interfere in contract mechanisms ulterior to Ca2+ entry, as is the case of Na+/Ca2+ exchanger. This hypothesis is justified by reduction in response due the Ni+2 presence (Na+/Ca2+ inhibitor). In conclusion, the data shown that E-CAOx was the more potent oxime investigated with NO production thougth NADPH-dependent reductases action and subsequentely pathway CGs/GMPc/PKG activation associated to BKCa activation, Cav inhibition and exchalenger Na+/Ca2+activation. / Uma diminuição da disponibilidade do NO na vasculatura promove a progressão de doenças vasculares e as oximas representam um grupo de doadores de NO capaz de reestabelecer tal deficiência. Em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, tanto as oximas não aromáticas: diacetilmonoxima e dimetilglioxima, quanto as oximas aromáticas: benzofenona-oxima, 4 Cl benzofenona-oxima e a mistura isômera de cinamaldeído-oximas foram menos potentes que trans-cinamaldeído-oxima (E-CAOx) cujo relaxamento foi dependente de concentração em anéis pré-contraídos com: FEN (pD2 = 5,11 ± 0,05), um agonista adrenérgico, ou com U46619 (pD2 = 5,03 ± 0,06), um agonista tromboxânico TP, ou com A23187 (pD2 = 4,70 ± 0,06), um ionóforo de íons Ca2+, além de KCl 60mM (pD2 = 4,50 ± 0,06). O relaxamento não foi modificado pela presença do endotélio ou de L-NAME (100 M; inibidor das sintases de NO), proadifeno (30 M; inibidor do citocromos P450), ou de N-acetil-L-cisteína (1 mM e 3 mM; seqüestrador de NO-). Entretanto, foi afetado pela presença do inibidor de citocromos P4501A1 e de redutases dependentes de NADPH, 7-Etoxi-resurofino (7-ER, 10 M; pD2 = 4,82 ± 0,07), e do sequestrador de NO, PTIO (300 M; pD2 = 4,68 ± 0,11). Demonstrando que E-CAOx causa um relaxamento independente de endotélio com possível produção de NO , mediado por redutases dependentes de NADPH. Tais resultados corroboram com a ação de E-CAOx em aumentar a fluorescência emitida por DAF-T, em mióciotos de aorta de rato, abolida pela presença de 7-ER (10 M). Além disso, a diminuição do efeito máximo de E-CAOx causada pela presença de (Rp)-8pCPT-cGMPS (10 M; inibidor da PKG), somada à diminuição da potência causada pelo ODQ (0,1M; pD2 = 4,65 ± 0,07 e 10M; pD2 = 4,41 ± 0,04), um inibidor da ciclase de guanilil solúvel (CGs), reforçam a participação da via NO/CGs/GMPc/PKG. Por outro lado, as presenças de KCl 20mM (pD2 = 4,78 ± 0,04) e de TEA (1 mM; pD2 = 4,62 ± 0,04), um bloqueador de BKCa, foram capazes de interferir na resposta, mas 4-aminopiridina (1 mM; bloqueador de Kv) e Glibenclamida (10 M; bloqueador de KATP) não. Em combinações com ODQ (10M), apenas KCl 20 mM, interferiu no Emax, sugerindo que a contribuição dos canais para K+, principalmente dos BKCa, é dependente da ativação da CGs. Por relaxar anéis pré-contraídos com S(-)BayK 8644 (pD2 = 4,95 ± 0,05), um ativador direto dos Cav sensíveis à diidropiridinas, e anéis pré-contraídos com FEN na presença de nifedipino (1 M; inibidor dos Cav), E-CAOx pode também estar atuando por inibir o influxo de íons Ca2+ ou interferir em mecanismos contráteis posteriores à entrada de Ca2+, como é o caso do trocador Na+/Ca2+. Tal hipótese é justificada pela redução da resposta provocada pela presença do Ni+2 (inibidor do trocador Na+/Ca2+). Em conclusão, os dados demonstram que E-CAOx foi a oxima investigada mais potente e que produz NO via ação das redutases dependentes de NADPH com subseqüente ativação da via CGs/GMPc/PKG associada à ativação dos BKCa, inibição dos Cav e ativação do trocador Na+/Ca2+.

O consumo de frutas minimamente processadas tem crescido consideravelmente nos Ãltimos anos devido suas vantagens nutricionais e por estarem prontos para o consumo. PorÃm, a presenÃa de microrganismos patogÃnicos nestes produtos à um risco para a saÃde dos consumidores, pois sÃo consumidos crus. O foco principal desta pesquisa foi avaliar in vivo a eficiÃncia de uma cobertura de quitosana adicionada de trans-cinamaldeÃdo em melÃo (Cucumis melo L.) minimamente processado, sobre a microbiota prÃpria do melÃo e do melÃo inoculado com Escherichia coli (ATCC 25922TM) e Listeria innocua (ATCC 33090). Inicialmente determinou-se a concentraÃÃo inibitÃria mÃnima (CIM) e bactericida (CBM) do trans-cinamaldeÃdo a nÃvel in vitro para obter-se a concentraÃÃo efetiva como antimicrobiano. Posteriormente, os melÃes foram minimamente processados e divididos em trÃs partes, sendo uma sem inoculaÃÃo, outra inoculada com E. coli e outra com L. innocua, sendo em seguida imersos em dois tipos de cobertura: cobertura de quitosana de mÃdio peso molecular (2%) e em cobertura de quitosana de mÃdio peso molecular (2%) com 0,05% de trans-cinamaldeÃdo. Como controles foram utilizados o melÃo inoculado com Ãgua; inoculado com E. coli e inoculado com L. innocua. Foram realizadas determinaÃÃo de bactÃrias mesÃfilas, psicrÃfilas, coliformes, bolores e leveduras nos melÃes nÃo inoculados e contagem de E. coli e L. innocua nos melÃes inoculados, nos tempos: 0, 3, 7, 14 e 21 dias de armazenamento a 4 ÂC. Ambas coberturas apresentaram atividade antimicrobiana sobre E. coli, L. innocua, bactÃrias mesÃfilas, psicrÃfilas, coliformes, bolores e leveduras, nÃo ocorrendo entre elas uma diferenÃa estatÃstica significativa (P>0,001). A cobertura com trans-cinamaldeÃdo nÃo apresentou maior eficiÃncia na aÃÃo antimicrobiana com relaÃÃo aos microrganismos pesquisados. / The consumption of fresh-cut fruits have grown considerably in recent years due to its nutritional advantages and because these are ready-to-eat products. However, the potential presence of pathogenic microorganisms in these products is a health risk for consumers, as they are eaten raw. The main purpose of this research was to evaluate in vivo the efficiency of a chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde applied to fresh-cut melon (Cucumis melo L.), against fresh-cut melonâs own microflora and against Escherichia coli (ATCC 25922TM) and Listeria innocua (ATCC 33090). Firstly, in order to obtain the effective antimicrobial concentration, the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) and Minimal Bactericidal Concentration (MBC) were obtained in vitro. Subsequently, the melons were minimally processed and divided into three parts, the first part without inoculation, the second part inoculated with E. coli and the third part inoculated with L. inocua; immediately, the fresh-cut melon was immersed in two types of edible coating: a medium molecular weight chitosan edible coating (2%) and a chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde (0.05%). Fresh-cut melon inoculated with water, inoculated with E. coli and inoculated with L. inocua, was used as controls. The determination of mesophilic bacteria, psychrophilic, coliform, yeasts and moulds was realized in non inoculated fresh-cut melon. In the other hand, the counting of E. coli and L. innocua was realized in inoculated fresh-cut melon; these microbiological analysis were done, in times: 0, 3, 7, 14 and 21 days of storage at 4 ÂC. Both edible coatings showed antimicrobial action against E. coli and L. innocua, mesophilic, psychrophilic, coliform bacterias, yeasts and moulds, no statistically significant difference was found between them (P>0,001). The chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde (0.05%) do not show improved efficiency in its antimicrobial action, regarding the microorganisms used in this research.

Uma das principais fronteiras de desenvolvimento em catálise heterogênea envolve o uso de suportes de carbono grafitizados como vetores para modificação da estrutura eletrônica de catalisadores em reações catalíticas. Neste contexto os nanotubos de carbono (CNTs) são promissores, permitem boa dispersão e estabilização de nanopartículas (NPs) devido morfologia, defeitos superficiais, curvatura e geometria oca que resultam em interações específicas com catalisadores. Os CNTs podem apresentar uma distribuição variada de diâmetros, com presença de defeitos (vacâncias, pentágonos), podem ser dopados, intercalados com espécies que afetam a densidade eletrônica das suas paredes que podem ser funcionalizadas com uma variedade de moléculas, apresentando novas propriedades que podem influenciar na atividade catalítica de NPs. Apesar do potencial os CNTs quando usados na forma de material particulado, estes podem apresentar problemas em aplicações catalíticas associadas à sua aglomeração afetando a dispersão das NPs e principalmente suas propriedades eletrônicas, além de problemas de filtragem, contaminação dos produtos reacionais e limitações de fluxo. Uma alternativa para explorar os CNTs em catálise heterogênea são os materiais micrométricos com superfície nanoestruturada, baseado em CNTs, que constitui um material compósito cujas propriedades dependem da natureza dos CNTs e do substrato. Nesses compósitos, várias das propriedades dos CNTs podem ser mantidas, porém com uma aglomeração fixa, moldada pela superfície do material micrométrico que podem ser facilmente removidos do meio reacional e também usados em colunas sem comprometimento do fluxo. Neste trabalho foi desenvolvido um suporte catalítico baseado em carvão ativado (AC) e CNTs resultantes da decomposição catalítica de etanol constituindo um compósito micro-nanoestruturado (CNT/AC). Sobre o compósito foram suportadas NPs metálicas de rutênio preparadas por microemulsão com diferentes teores de rutênio. O comportamento catalítico deste novo material catalítico foi investigado frente as reações de oxidação do álcool benzílico e hidrogenação do cinamaldeído. Os resultados dos ensaios catalíticos quando foi utilizado o catalisador baseado em CNTs com um teor de rutênio de 3,2% foram comparados com um catalisador comercial contendo um teor de 5% de rutênio, se mostraram positivos para a reação de oxidação do álcool benzílico apresentando elevada conversão e seletividade para um carregamento de rutênio inferior ao catalisador comercial, com conversão superior a 99% e seletividade para benzaldeído de 100%, enquanto o comercial apresentou conversão de 91% e seletividade também de 100%. Na reação de hidrogenação do cinamaldeído utilizando o catalisador desenvolvido com um teor de 2% de rutênio, observou-se uma conversão de 45% com seletividade distribuída entre hidrocinamaldeído (25%), álcool hidrocinâmico (18%) e álcool cinâmico (2%). Quando se utilizou o catalisador comercial com teor de 5% de rutênio a conversão do cinamaldeído foi de 43% e seletividade para hidrocinamaldeído (37%), álcool hidrocinâmico (3,4%) e álcool cinâmico (3,3%). O catalisador micro-nanoestruturado contendo um carregamento de 1,3% de rutênio foi caracterizado por espectroscopia Raman que indicou a presença das bandas de segunda ordem na faixa de 2500-3200 cm-1 devido a presença dos CNTs, que após a incorporação das NPs de rutênio apresentou um deslocamento da banda G localizada em 1580 cm-1 em cerca de 2 eV, indicando um processo de transferência de carga entre as NPs e os CNTs. Os resultados de absorção de N2 indicou natureza mesoporosa dos catalisadores baseados em CNTs e os teores de rutênio contidos nas amostras destes catalisadores foram medidos por espectroscopia de absorção atômica e apresentaram uma proporção em massa de 1,3; 2,3 e 3,2% de rutênio em relação ao compósito, dados estes confirmados por espectroscopia de energia dispersiva quando utilizada para mapear a composição química do catalisador. Em conclusão, o compósito micro-nanoestruturado desenvolvido neste estudo apresenta um grande potencial para aplicações catalíticas, pois em testes de reciclagem, o catalisador apresentou baixa lixiviação das NPs e baixo desprendimento de CNTs do substrato apresentando desta forma boa estabilidade, além de apresentar uma excelente atividade catalítica na conversão do álcool benzílico acima de 95% após 4 ciclos catalíticos sucessivos e principalmente a seletividade máxima ao benzaldeído. / One of the main frontiers in the development of heterogeneous catalysis involves the use of graphitized carbon supports as vectors for the modification of the electronic structure of the catalysts utilized in catalytic reactions. In this sense, carbon nanotubes (CNTs) are promising materials because their morphology, surface defects, curvature, and hollow geometry allow for good dispersion and stabilization of nanoparticles (NPs), which culminates in specific interactions. CNTs can have a wide distribution of diameters, with the presence of defects (vacancies, pentagons) for this reason, they can be doped and then interspersed with species that affect the electron density of their walls, which can be functionalized with a variety of molecules. As a result, new properties that influence the catalytic activity of NPs arise. Despite their potential application, use of CNTs as particulate matter. This is because can propose problems to their application, due to their agglomeration. This is because the dispersion of NPs and their electronic properties can be affected, and problems contamination of the reaction, and flow limitations appear. An alternative for the use of CNTs in heterogeneous catalysis is the utilization of CNT-based materials with micrometric nanostructured surface. These are composite materials whose properties depend on the nature of the CNTs and the substrate. Various of the properties of CNTs can be maintained in composites, such as fixed clustering, shape of the surface of the micrometric material, which can be easily removed from the reaction medium and used in columns without compromising the flow. This work was based on a catalytic activated carbon (AC) support and CNTs, resulting from the catalytic decomposition of ethanol, which resulted in a micronanostructured composite (CNT/AC). Ruthenium metal NPs prepared by microemulsion and containing different amounts of ruthenium were supported onto the CNT/AC composite. The catalytic behavior of this new material was investigated for the oxidation of benzyl alcohol and hydrogenation of cinnamaldehyde. The obtained results were compared with those achieved with a commercial catalyst. Positive results were obtained for the oxidation of benzyl alcohol, with high substrate conversion and product selectivity having been achieved for a lower ruthenium load than the one present in the commercial catalyst (99% conversion and selectivity of 100 %. toward benzaldehyde. As for the hydrogenation of cinnamaldehyde, 45%, hydrocinnamaldehyde, hydrocinnamyl alcohol and cinnamyl alcohol, selectivities of 25, 18, and 2%, respectively. The micronanostructured catalyst was characterized by Raman spectroscopy, which indicated the presence of second-order bands in the range of 2500-3200 cm-1, due to the presence of CNTs. After incorporation of the ruthenium NPs, there was a shift in the G band located at 1580 cm-1 of about 2 eV, indicating a charge transfer process between the NPs and the CNTs. The results from N2 absorption indicated the mesoporous nature of the catalyst. The concentration of ruthenium catalysts present in the samples was measured by atomic absorption spectrometry. Ruthenium mass ratios of 1.3, 2.3, and 3.2% in relation to the composite, were detected. The composites were tested in various reuses experiments. There was low lixiviation of the NPs and low detachment of CNTs from the substrate. These data were confirmed by energy dispersive spectroscopy, which was used for mapping the chemical composition of the catalyst. In conclusion, the composite developed in this study has great potential for catalytic investigations, since the interaction between the carbon composite and the NPs was effective, and the catalytic activity was maintained for several cycles.

Um problema importante na produção de filmes ativos utilizando agentes ativos lipofílicos é a dificuldade de dispersão desses agentes na solução formadora de filme (SFF). As nanoemulsões podem ser uma alternativa para dispersar esses compostos na matriz biopolimérica. Os objetivos gerais desta pesquisa foram: 1) Desenvolver nanoemulsões óleo-em-água (O/A), com três agentes ativos na fase óleo, sendo dois antimicrobianos - cinamaldeído e óleo essencial de alho - e um antioxidante - alfa-tocoferol, e caracterizar essas nanoemulsões, inclusive sua estabilidade; e 2) Desenvolver, caracterizar e aplicar filmes ativos à base de gelatina-quitosana (G-Q), ativados com nanoemulsões O/A preparadas nas condições ótimas de processo: N1: α-tocoferol/cinamaldeído; N2: α-tocoferol/óleo essencial de alho; N3: α-tocoferol/cinamaldeído e óleo essencial de alho; e N4: óleo de canola. As nanoemulsões O/A foram preparadas usando um microfluidizador e Tween 20 e Span 60 como emulsificantes, caracterizadas e incorporadas na SFF. Os filmes foram produzidos pela técnica de Casting incorporando 0 ou 5 g agente ativo nanoemulsificado/100 g biopolímero e usando glicerol como plastificante. Os filmes foram caracterizados em termos de propriedades físicas, mecânicas, de permeabilidade ao vapor de água e isotermas de sorção, ópticas, microestruturais, e atividades antimicrobiana e antioxidante. Além disso, um estudo de migração dos agentes ativos em simuladores de alimentos foi realizado. A mortadela fatiada foi embalada em bandejas de poliestireno usando filmes como separador de fatias. Posteriormente, foi avaliada a aceitação sensorial da mortadela e sua vida útil com base em análises físico-químicas e microbiológicas. Os resultados mostraram emulsões O/A com tamanho de gota nanométrico, distribuição monomodal, potencial ζ >-30 mV, alta estabilidade física e eficiência de encapsulação e propriedades ativas. Por outro lado, os filmes ativos não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) quanto à espessura, umidade, permeabilidade ao vapor de água e propriedades térmicas. A solubilidade em água, ângulo de contato, transmissão de luz, rigidez e resistência à tração e o brilho dos filmes foram reduzidos (p<0,05), enquanto a deformação na ruptura, opacidade, grau de inchamento, cor e rugosidade da superfície aumentaram consideravelmente (p<0,05) em razão da incorporação das nanoemulsões. Os modelos matemáticos de BET, GAB, Peleg e Oswin descreveram o comportamento de absorção de vapor de água dos filmes. As análises de DSC, FTIR e de difração de raios-X sugeriram compatibilidade entre a gelatina e a quitosana. Uma boa distribuição das nanogotas de óleo que encapsulavam os agentes ativos na matriz biopolimérica foi confirmada pelas análises de MEV e MFA. As nanoemulsões e os filmes ativos foram efetivos contra a Pseudomonas aeruginosa e Listeria monocytogenes e apresentaram atividade antioxidante frente aos radicais DPPH•, ABTS•+ e o reagente FRAP. As cinéticas de migração dos agentes ativos apresentaram comportamento Fickiano, com valores de coeficientes de difusão efetiva (D) entre 10-14 e 10-15 m2/s. Por outro lado, as fatias de mortadela embaladas sem filme foram as mais aceitas sensorialmente. Porém, o filme ativo utilizado ofereceu a maior ação antimicrobiana contra a L. monocytogenes e P. aeruginosa, inicialmente inoculadas na mortadela, além do maior efeito protetor contra bactérias deteriorantes, assim como inibiu a oxidação lipídica por mais tempo (5 dias) durante o estudo de vida útil. Em geral, este estudo evidenciou que os filmes à base de G-Q carregados com agentes ativos nanoemulsificados pode ter potencial como material de embalagem para melhorar a vida útil de alimentos. / A major problem in the production of active films using lipophilic active agents is their poor dispersion in the film-forming solution (FFS). Nanoemulsions may be an alternative to disperse these compounds within the biopolymeric matrix. The main aims of this research were: 1) to develop oil-in-water (O/W) nanoemulsions incorporated with three active agents in the oil phase, two antimicrobials - cinnamaldehyde and garlic essential oil - and one antioxidant - α-tocopherol and characterize those nanoemulsions, even their stability, and 2) Develop, characterize and applicate gelatin-chitosan (G-Ch) based films activated with O/W nanoemulsions prepared under optimal conditions: N1: α-tocopherol/cinnamaldehyde; N2: α-tocopherol/garlic essential oil; N3: α-tocopherol/cinnamaldehyde and garlic essential oil; and N4: canola oil. The O/W nanoemulsions were prepared using a microfluidizer and Tween 20 and Span 60 as emulsifiers, characterized, and then loaded into the FFS. The films were produced by the casting method incorporating 0 or 5 g of nanoemulsified active agent/100 g biopolymer, using glycerol as a plasticizer, and subsequently characterized in terms of their physical, mechanical, water vapor permeability, water sorption, optical, microstructural, antimicrobial and antioxidant properties. In addition, a study of active agent migration into food simulants was performed. The sliced mortadella was packed in polystyrene trays using films as a slice separator. After, a sensorial acceptance evaluation and shelf life study, based on physicochemical and microbiological analyses, were performed for the mortadella sausage. The results showed O/A emulsions with nanometric droplet size, monomodal distribution, ζ potential greater than -30 mV, high physical stability, high encapsulation efficiency, and active properties. On the other hand, the active films presented no significant differences (p>0.05) in terms of thickness, moisture content, water vapor permeability, and thermal properties. The solubility in water, contact angle, light transmission, tensile strength, and brightness of films were reduced (p<0.05), whilst the deformation at break, opacity, degree of swelling, color, and surface roughness considerably increased (p<0.05), due to the incorporation of nanoemulsions. The mathematical models of BET, GAB, Peleg and Oswin described the water vapor absorption behavior of the films. The DSC, FTIR, and x-ray analyses suggested compatibility between the gelatin and chitosan. A good distribution of the oil nanodroplets encapsulating the active agents within the matrix was confirmed by AFM and SEM analyses. The active nanoemulsions and films were effective against Pseudomonas aeruginosa and Listeria monocytogenes, and showed antioxidant activity against the DPPH• and ABTS•+ free radicals, as well as the FRAP reagent. The kinetic migration of the active agents presented a Fickian behavior with values of effective diffusion coefficients (D) between 10-14 and 10-15 m2/s. On the other hand, the mortadella slices packed without films were the most sensorially accepted. However, the active films used offered the greatest effectiveness against L. monocytogenes and P. aeruginosa initially inoculated in the mortadella sausage, and highest protective effect against spoilage bacteria, as well as inhibiting lipid oxidation for longer time (5 days) during the shelf life study. Overall, this study offered clear evidence that G-Ch based films, loaded with nanoemulsified active agents, can have potential as packaging material for enhancing the shelf life of food.

UGARTE, Sheila Dayanna Milan. Atividade antimicrobiana da cobertura comestível de quitosana adicionada com trans-cinamaldeído sobre Escherichia coli E Listeria innocua em melão cantaloupe (Cucumus melo, L.) minimamente processado. 2012. 96 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Tecnologia de Alimentos, Fortaleza-CE, 2012 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-27T13:37:34Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_sdmugarte.pdf: 3028823 bytes, checksum: 631442b469207df51398ae6e1ded8c92 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-27T13:37:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_sdmugarte.pdf: 3028823 bytes, checksum: 631442b469207df51398ae6e1ded8c92 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T13:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_sdmugarte.pdf: 3028823 bytes, checksum: 631442b469207df51398ae6e1ded8c92 (MD5) Previous issue date: 2012 / The consumption of fresh-cut fruits have grown considerably in recent years due to its nutritional advantages and because these are ready-to-eat products. However, the potential presence of pathogenic microorganisms in these products is a health risk for consumers, as they are eaten raw. The main purpose of this research was to evaluate in vivo the efficiency of a chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde applied to fresh-cut melon (Cucumis melo L.), against fresh-cut melon’s own microflora and against Escherichia coli (ATCC 25922TM) and Listeria innocua (ATCC 33090). Firstly, in order to obtain the effective antimicrobial concentration, the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) and Minimal Bactericidal Concentration (MBC) were obtained in vitro. Subsequently, the melons were minimally processed and divided into three parts, the first part without inoculation, the second part inoculated with E. coli and the third part inoculated with L. inocua; immediately, the fresh-cut melon was immersed in two types of edible coating: a medium molecular weight chitosan edible coating (2%) and a chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde (0.05%). Fresh-cut melon inoculated with water, inoculated with E. coli and inoculated with L. inocua, was used as controls. The determination of mesophilic bacteria, psychrophilic, coliform, yeasts and moulds was realized in non inoculated fresh-cut melon. In the other hand, the counting of E. coli and L. innocua was realized in inoculated fresh-cut melon; these microbiological analysis were done, in times: 0, 3, 7, 14 and 21 days of storage at 4 °C. Both edible coatings showed antimicrobial action against E. coli and L. innocua, mesophilic, psychrophilic, coliform bacterias, yeasts and moulds, no statistically significant difference was found between them (P>0,001). The chitosan edible coating added with trans-cinnamaldehyde (0.05%) do not show improved efficiency in its antimicrobial action, regarding the microorganisms used in this research. / O consumo de frutas minimamente processadas tem crescido consideravelmente nos últimos anos devido suas vantagens nutricionais e por estarem prontos para o consumo. Porém, a presença de microrganismos patogênicos nestes produtos é um risco para a saúde dos consumidores, pois são consumidos crus. O foco principal desta pesquisa foi avaliar in vivo a eficiência de uma cobertura de quitosana adicionada de trans-cinamaldeído em melão (Cucumis melo L.) minimamente processado, sobre a microbiota própria do melão e do melão inoculado com Escherichia coli (ATCC 25922TM) e Listeria innocua (ATCC 33090). Inicialmente determinou-se a concentração inibitória mínima (CIM) e bactericida (CBM) do trans-cinamaldeído a nível in vitro para obter-se a concentração efetiva como antimicrobiano. Posteriormente, os melões foram minimamente processados e divididos em três partes, sendo uma sem inoculação, outra inoculada com E. coli e outra com L. innocua, sendo em seguida imersos em dois tipos de cobertura: cobertura de quitosana de médio peso molecular (2%) e em cobertura de quitosana de médio peso molecular (2%) com 0,05% de trans-cinamaldeído. Como controles foram utilizados o melão inoculado com água; inoculado com E. coli e inoculado com L. innocua. Foram realizadas determinação de bactérias mesófilas, psicrófilas, coliformes, bolores e leveduras nos melões não inoculados e contagem de E. coli e L. innocua nos melões inoculados, nos tempos: 0, 3, 7, 14 e 21 dias de armazenamento a 4 ºC. Ambas coberturas apresentaram atividade antimicrobiana sobre E. coli, L. innocua, bactérias mesófilas, psicrófilas, coliformes, bolores e leveduras, não ocorrendo entre elas uma diferença estatística significativa (P>0,001). A cobertura com trans-cinamaldeído não apresentou maior eficiência na ação antimicrobiana com relação aos microrganismos pesquisados.

Um problema importante na produção de filmes ativos utilizando agentes ativos lipofílicos é a dificuldade de dispersão desses agentes na solução formadora de filme (SFF). As nanoemulsões podem ser uma alternativa para dispersar esses compostos na matriz biopolimérica. Os objetivos gerais desta pesquisa foram: 1) Desenvolver nanoemulsões óleo-em-água (O/A), com três agentes ativos na fase óleo, sendo dois antimicrobianos - cinamaldeído e óleo essencial de alho - e um antioxidante - alfa-tocoferol, e caracterizar essas nanoemulsões, inclusive sua estabilidade; e 2) Desenvolver, caracterizar e aplicar filmes ativos à base de gelatina-quitosana (G-Q), ativados com nanoemulsões O/A preparadas nas condições ótimas de processo: N1: α-tocoferol/cinamaldeído; N2: α-tocoferol/óleo essencial de alho; N3: α-tocoferol/cinamaldeído e óleo essencial de alho; e N4: óleo de canola. As nanoemulsões O/A foram preparadas usando um microfluidizador e Tween 20 e Span 60 como emulsificantes, caracterizadas e incorporadas na SFF. Os filmes foram produzidos pela técnica de Casting incorporando 0 ou 5 g agente ativo nanoemulsificado/100 g biopolímero e usando glicerol como plastificante. Os filmes foram caracterizados em termos de propriedades físicas, mecânicas, de permeabilidade ao vapor de água e isotermas de sorção, ópticas, microestruturais, e atividades antimicrobiana e antioxidante. Além disso, um estudo de migração dos agentes ativos em simuladores de alimentos foi realizado. A mortadela fatiada foi embalada em bandejas de poliestireno usando filmes como separador de fatias. Posteriormente, foi avaliada a aceitação sensorial da mortadela e sua vida útil com base em análises físico-químicas e microbiológicas. Os resultados mostraram emulsões O/A com tamanho de gota nanométrico, distribuição monomodal, potencial ζ >-30 mV, alta estabilidade física e eficiência de encapsulação e propriedades ativas. Por outro lado, os filmes ativos não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) quanto à espessura, umidade, permeabilidade ao vapor de água e propriedades térmicas. A solubilidade em água, ângulo de contato, transmissão de luz, rigidez e resistência à tração e o brilho dos filmes foram reduzidos (p<0,05), enquanto a deformação na ruptura, opacidade, grau de inchamento, cor e rugosidade da superfície aumentaram consideravelmente (p<0,05) em razão da incorporação das nanoemulsões. Os modelos matemáticos de BET, GAB, Peleg e Oswin descreveram o comportamento de absorção de vapor de água dos filmes. As análises de DSC, FTIR e de difração de raios-X sugeriram compatibilidade entre a gelatina e a quitosana. Uma boa distribuição das nanogotas de óleo que encapsulavam os agentes ativos na matriz biopolimérica foi confirmada pelas análises de MEV e MFA. As nanoemulsões e os filmes ativos foram efetivos contra a Pseudomonas aeruginosa e Listeria monocytogenes e apresentaram atividade antioxidante frente aos radicais DPPH•, ABTS•+ e o reagente FRAP. As cinéticas de migração dos agentes ativos apresentaram comportamento Fickiano, com valores de coeficientes de difusão efetiva (D) entre 10-14 e 10-15 m2/s. Por outro lado, as fatias de mortadela embaladas sem filme foram as mais aceitas sensorialmente. Porém, o filme ativo utilizado ofereceu a maior ação antimicrobiana contra a L. monocytogenes e P. aeruginosa, inicialmente inoculadas na mortadela, além do maior efeito protetor contra bactérias deteriorantes, assim como inibiu a oxidação lipídica por mais tempo (5 dias) durante o estudo de vida útil. Em geral, este estudo evidenciou que os filmes à base de G-Q carregados com agentes ativos nanoemulsificados pode ter potencial como material de embalagem para melhorar a vida útil de alimentos. / A major problem in the production of active films using lipophilic active agents is their poor dispersion in the film-forming solution (FFS). Nanoemulsions may be an alternative to disperse these compounds within the biopolymeric matrix. The main aims of this research were: 1) to develop oil-in-water (O/W) nanoemulsions incorporated with three active agents in the oil phase, two antimicrobials - cinnamaldehyde and garlic essential oil - and one antioxidant - α-tocopherol and characterize those nanoemulsions, even their stability, and 2) Develop, characterize and applicate gelatin-chitosan (G-Ch) based films activated with O/W nanoemulsions prepared under optimal conditions: N1: α-tocopherol/cinnamaldehyde; N2: α-tocopherol/garlic essential oil; N3: α-tocopherol/cinnamaldehyde and garlic essential oil; and N4: canola oil. The O/W nanoemulsions were prepared using a microfluidizer and Tween 20 and Span 60 as emulsifiers, characterized, and then loaded into the FFS. The films were produced by the casting method incorporating 0 or 5 g of nanoemulsified active agent/100 g biopolymer, using glycerol as a plasticizer, and subsequently characterized in terms of their physical, mechanical, water vapor permeability, water sorption, optical, microstructural, antimicrobial and antioxidant properties. In addition, a study of active agent migration into food simulants was performed. The sliced mortadella was packed in polystyrene trays using films as a slice separator. After, a sensorial acceptance evaluation and shelf life study, based on physicochemical and microbiological analyses, were performed for the mortadella sausage. The results showed O/A emulsions with nanometric droplet size, monomodal distribution, ζ potential greater than -30 mV, high physical stability, high encapsulation efficiency, and active properties. On the other hand, the active films presented no significant differences (p>0.05) in terms of thickness, moisture content, water vapor permeability, and thermal properties. The solubility in water, contact angle, light transmission, tensile strength, and brightness of films were reduced (p<0.05), whilst the deformation at break, opacity, degree of swelling, color, and surface roughness considerably increased (p<0.05), due to the incorporation of nanoemulsions. The mathematical models of BET, GAB, Peleg and Oswin described the water vapor absorption behavior of the films. The DSC, FTIR, and x-ray analyses suggested compatibility between the gelatin and chitosan. A good distribution of the oil nanodroplets encapsulating the active agents within the matrix was confirmed by AFM and SEM analyses. The active nanoemulsions and films were effective against Pseudomonas aeruginosa and Listeria monocytogenes, and showed antioxidant activity against the DPPH• and ABTS•+ free radicals, as well as the FRAP reagent. The kinetic migration of the active agents presented a Fickian behavior with values of effective diffusion coefficients (D) between 10-14 and 10-15 m2/s. On the other hand, the mortadella slices packed without films were the most sensorially accepted. However, the active films used offered the greatest effectiveness against L. monocytogenes and P. aeruginosa initially inoculated in the mortadella sausage, and highest protective effect against spoilage bacteria, as well as inhibiting lipid oxidation for longer time (5 days) during the shelf life study. Overall, this study offered clear evidence that G-Ch based films, loaded with nanoemulsified active agents, can have potential as packaging material for enhancing the shelf life of food.