Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O estudo dos diferentes fenômenos de separação tem sido cada vez mais importante para os diferentes ramos da indústria e ciência. Devido à grande capacidade computacional atual, é possível modelar e analisar os fenômenos cromatográficos a nível microscópico. Os modelos de rede vêm sendo cada vez mais utilizados, para representar processos de separação por cromatografia, pois através destes pode-se representar os aspectos topológicos e morfológicos dos diferentes materiais adsorventes disponíveis no mercado. Neste trabalho visamos o desenvolvimento de um modelo de rede tridimensional para representação de uma coluna cromatográfica, a nível microscópico, onde serão modelados os fenômenos de adsorção, dessorção e dispersão axial através de um método estocástico. Também foram utilizadas diferentes abordagens com relação ao impedimento estérico Os resultados obtidos foram comparados a resultados experimentais. Depois é utilizado um modelo de rede bidimensional para representar um sistema de adsorção do tipo batelada, mantendo-se a modelagem dos fenômenos de adsorção e dessorção, e comparados a sistemas reais posteriormente. Em ambos os sistemas modelados foram analisada as constantes de equilíbrio, parâmetro fundamental nos sistemas de adsorção, e por fim foram obtidas e analisadas isotermas de adsorção. Foi possível concluir que, para os modelos de rede, os fenômenos de adsorção e dessorção bastam para obter perfis de saída similares aos vistos experimentalmente, e que o fenômeno da dispersão axial influência menos que os fenômenos cinéticos em questão / The study of different phenomena of separation has been most important for the different areas of industry and science. Due to the large computational available, we can model and analyze the chromatographic phenomena at the microscopic level. The network model has been most used to represent processes of separation by chromatography, because through them we are able represent the topological and morphological aspects of different adsorbent materials available on the market. In this work we aim at studying the dynamics of percolation chromatography through the phenomenology of adsorption, desorption and axial dispersion. In this work we aim to develop a three-dimensional network model representation of a chromatographic column, microscopic level, which will model the phenomena of adsorption, desorption and axial dispersion through a stochastic method. After that, a two-dimensional network model is used to represent a system of adsorption in batch, keeping the modeling of the adsorption / desorption, and then compare to real systems. In both systems modeled are analyzed the equilibrium constant, the basic parameter in the adsorption systems, and at the end are obtained and analyzed adsorption isotherms. We concluded for the network models the phenomena of adsorption and desorption were sufficient to obtain output profiles similar to those seen experimentally, the phenomenon of axial dispersion effect unless the kinetic phenomena in question.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A quantidade de resíduos gerados tem crescido rapidamente, sendo maior que a taxa de crescimento populacional, indicando um aumento na geração per capita. Este fato torna preocupante a maneira como é realizada a disposição final de resíduos e o impacto ambiental gerado com isso. Dentre os impactos está a produção de chorume, um poluente de elevada carga orgânica com altas concentrações de amônio e forte coloração, produzido pela decomposição química e microbiológica dos resíduos sólidos depositados em um aterro. Em locais de destino como aterros sanitários, este chorume é drenado para tratamento a fim de não impactar o local onde foi implantado o aterro. Porém, no Brasil, em grande parte dos casos, este tratamento não acontece, deixando o ambiente mais suscetível à contaminação. Este trabalho teve como finalidade determinar a quantidade de amônio presente em amostras de chorume do aterro de Gramacho no Rio de Janeiro, utilizando a cromatografia de íons para a sua quantificação, além de estudar a remoção de amônio por processos de adsorção em materiais como argilominerais. As amostras de chorume in natura apresentaram valores de pH em torno de 8,0 e concentrações de amônio entre 1665,0 e 2788,8 mg.L-1. Nas amostras analisadas após a destilação do chorume foram encontrados valores de pH entre 8,6 e 9,7 e concentrações de amônio de até 6362,3 mg.L-1, verificando que a maior concentração deste íon é arrastada nos primeiros 50 mL da destilação. Os testes de adsorção obtiveram um potencial de remoção de até 47 % do total de amônio. A metodologia aplicada se mostrou eficiente para determinação de amônio, uma vez que o tratamento prévio minimiza a ação de interferentes. Os baixos valores de remoção de amônio reforçam a necessidade de maior aprofundamento deste estudo, o que seria uma alternativa interessante para minimizar a ação deste poluente no meio ambiente / The amount of waste generated has grown rapidly, being larger than the population growth rate, indicating an increase in per capita generation becoming worrisome, as the final disposal of waste is performed and environmental impact. Among the impacts, is the production of leachate, a high organic pollutant with high concentrations of ammonium and strong staining, produced by chemical and microbiological decomposition of solid waste deposited in a landfill. In destinations such as landfills, the leachate is drained to the treatment to minimize the impact at the local landfill where it was deployed. However, in Brazil, in most cases, this treatment does not happen, leaving the environment more susceptible to contamination. This study aimed to determine the amount of ammonium present in samples of leachate from Gramacho landfill in Rio de Janeiro, using ion chromatography for its quantification, and perform a preliminary study of ammonium removal by adsorption processes in materials as clay minerals. The samples of fresh leachate had pH values around 8.0 and ammonium concentrations between 1665.0 and 2788.8 mg.L-1. In samples analyzed after the leachate distillation were found pH between 8.6 and 9.7 and ammonium concentrations of up to 6362.3 mg.L-1, noting that the largest concentration of this ion is drawn in the first 50 mL of distillation. The adsorption tests had a potential to remove up to 47 % of total ammonia. The methodology is efficient for determination of ammonium, since the pretreatment minimizes the action of interfering components. The low levels of ammonium removal reinforce the need for more study, which would be an interesting alternative to minimize the action of this pollutant in the environment

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-22Bitstream added on 2014-06-13T18:41:40Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_oa_dr_arafcf.pdf: 2189639 bytes, checksum: 802d62d6e97402bb210b732010f065f8 (MD5) / O soro proveniente da fabricação de queijo tem sido utilizado para fins diversos, sendo uma importante fonte proteica de baixo custo apresentando alta percentagem de aminoácidos essenciais. Nesse contexto, a hidrólise de suas proteínas melhora a biodisponibilidade e permite que peptídeos bioativos formados sejam absorvidos. O objetivo desse estudo foi verificar a biodisponibilidade in vitro das proteínas do soro de queijo e seus hidrolisados com diferentes teores de hidrólise e o efeito da suplementação da dieta de ratos wistar adultos com esses hidrolisados. As soroproteínas foram submetidas a tratamento com as proteases pepsina, quimotripsina, carboxipeptidase-A e tripsina em pH e temperatura específicos, produzindo suplementos com médio (MTH) e alto (ATH) teor de hidrólise. A biodisponibilidade dos hidrolisados foi analisada por meio da simulação da digestão gástrica e duodenal. Os peptídeos e aminoácidos foram analisados por CLAE e o perfil proteico por SDS-PAGE. O perfil sérico, cálcio ósseo e a proteína muscular dos animais foram avaliados após suplementação com proteínas integrais e hidrolisados de alto e médio teor por um período de 43 dias. A biodisponibilidade de aminoácidos foi maior nos hidrolisados MTH e ATH após a simulação da digestão gastrointestinal, indicando que a hidrólise das soroproteínas pode aumentar a absorção destes compostos. O perfil sérico dos ratos apresentou alterações significativas principalmente em relação à glicemia após suplementação da dieta, sendo que os animais que receberam o suplemento MTH apresentaram uma grande redução nesse parâmetro e também excelente resultado em relação ao HDL, cálcio sérico e massa muscular. Embora de forma menos expressiva, os animais... / The whey from cheese production has been used for various purposes and it is an important low cost protein source with high proportion of essential amino acids. In this context, the hydrolysis of its proteins improves the bioavailability and allows the absorption of bioactive peptides formed. The aim of this research was to determine the in vitro bioavailability of whey proteins and their hydrolysates with different hydrolysis levels and the effect of supplementing the diet of adult Wistar rats with these hydrolysates. Whey proteins were subjected to treatment with proteases pepsin, trypsin, chymotrypsin, and carboxypeptidase A in specific pH and temperature, producing supplements with medium (MTH) and high (ATH) content of hydrolysis. The hydrolysates bioavailability was analyzed by simulating the gastric and duodenal digestion. Peptides and amino acids were analyzed by HPLC and protein profile by SDS-PAGE. The animals serum profile, bone calcium and muscle protein were evaluated after supplementation with integral proteins, high and medium hydrolyzed levels over a period of 43 days. The amino acid bioavailability was greater in hydrolysates MTH and ATH after simulating gastrointestinal digestion, indicating that the hydrolysis of whey proteins may increase the absorption of these compounds. The serum profile of the rats showed significant changes mainly related to glucose after dietary supplementation, and the animals that received the MTH supplement showed a large reduction in this parameter and also excellent results compared to HDL, serum calcium and muscle mass. The animals that received the ATH supplement showed satisfactory results for serum phosphorus and total protein. Thus, MTH supplement showed better results in terms of bioavailability and when used how supplement, and its excellent performance with respect... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Alberto José Cavalheiro / Banca: Cíntia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Marcelo Telascrêa / Resumo: As 5,6-diidro-2-pironas 6-substituídas, também conhecidas como estirilpironas, são uma importante classe de metabólitos secundários presentes em plantas. São substâncias biologicamente ativas, apresentando como, por exemplo, atividade anticâncer, antioxidante, antifúngica e antiviral. O gênero Cryptocarya, pertence à família Lauraceae e apresenta diversas estirilpironas em suas mais diversas partes: folhas, cascas, sementes e raízes. Foram selecionadas para análise as espécies C. mandioccana, C. moschata e C. botelhensis. Foram utilizadas apenas as folhas, por apresentarem facilidade para coleta e abundância. Este trabalho tem como objetivo a identificação das estirilpironas presentes em três espécies brasileiras de Cryptocarya com o uso das técnicas HPLC-DAD-MS. Foi desenvolvido método cromatográfico para análise do extrato hidroalcoólico das folhas de espécies de Cryptocarya por HPLC-DAD-MS utilizando etanol como fase orgânica na fase móvel. Com os espectros no UV foi possível identificar que as classes de metabólitos presentes nas amostras eram alcaloides, flavonoides e estirilpironas. Utilizando os dados de MS e MS/MS, foi possível a caracterização de estirilpironas presentes nos extratos, assim como a sugestão de suas fragmentações por espectrometria de massas, além da identificação dos íons m/z 163 e m/z 189 característicos da fragmentação das estirilpironas. Foi detectado o íon m/z 423 no extrato de C. moschata, referente a um possível dímero da goniotalamina, sem rela... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The 6 - substituted 5,6 - dihydro - 2 - pyrones, also known as styryl py rone s, are an important class of secondary metabolites present in plants. They are biologically active substances, presenting, for examp le, anticancer, antioxidant, antifungal and antiviral activity. The genus Cryptocarya belongs to the family Lauraceae and presents several styrylpyrones i n its most diverse parts: leaves, barks, seeds and roots. The species C. mandioccana, C. moschata and C. botelhensis were selected for an alysis. We chose to use only leaves, because they are easy to collect and abu n dant . The objective of this work is to identify the styrylpyrones present in three Brazilian Cryptocarya species using the HPLC - DAD - MS technique s. A chromatographic method was developed to analyze the hydroal coholic extract from leaves Cryptocarya species by HPLC - DAD - MS using ethanol as the organic solvent in the mobile phase. With the UV spectra were possible to identify the classes of metabolites present in the samples as alkaloids, flavonoids and styrylpyrones . Addtitionaly, with the MS and MS 2 data, was possible to characterize the styrylpyrones present in the extracts, as well as the suggestion of their fragments by mass spectrometry, in additi on to the identification of íons m/z 163 and m/z 189 characteristics of the f ragmentation of styry lpi rones. The m/ z 423 ion detected in C. moschata extract was tentatively attributed to a goniotalamine dimer, with no previuous reports for Cryptocarya species. W ith the help of purified pirones obtained by the group, it was possible to compare their retention times with the data obtained from leaf extracts of the Cryptocarya species, helping to identify the substances present. Besides the styrylpyrones, the alkaloids menisperin and xantoplanin were also identified in the three species studied. There is a great difference in the amount of... / Mestre

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Ivo Mottin Demiate / Resumo: A fécula de mandioca (Manihot esculenta Crantz) contém aproximadamente 98 % de amido, em peso seco. Este amido é constituído por dois tipos de polissacarídeos: a amilose ( de 16 a 20 % ), com cadeias lineares de monômeros de glicose e peso molecular 1,5.105 a 1,0.106 Da; e amilopectina ( de 80 a 84 % ), com cadeias ramificadas e peso molecular 5,0.106 a 1,0.108 Da. A estrutura molecular desses polissacarídeos influi diretamente nas propriedades funcionais dos amidos, as quais são interessantes para diversos usos industriais. O principal objetivo desta pesquisa é avaliar e adaptar a técnica de separação de moléculas conhecida por cromatografia de permeação em gel, seguida da caracterização das frações coletadas na permeação e verificar as propriedades viscográficas do amido. Nesta principal técnica utilizada, conhecida também por cromatografia por exclusão de tamanho, as moléculas se separam de acordo com seus tamanhos e pesos moleculares. Sendo assim, moléculas maiores que os poros do gel, saem primeiro da coluna, enquanto moléculas de tamanhos intermediários aos dos poros do gel, saem no final da permeação. As amostras usadas neste trabalho foram féculas extraídas de sete etnovariedades de mandioca, que foram previamente tratadas e posteriormente solubilizadas em solventes adequados e injetadas na coluna de permeação contendo um gel de porosidade pré-determinada. Foi usado um sistema completo para permeação em gel, contendo colunas, géis, coletor automático das frações permeadas, bomba peristáltica, kit de proteínas e carboidrato padrão, dentre outros acessórios fornecidos pela Amersham Pharmacia Biotech. Empregou-se solventes P.A. e enzima pura (Sigma-Aldrich); equipamento analisador de carbono (TOC), marca Shimadzu e espectrofotômetro UV-visível com varredura de 190 a 1100 nm, marca Varian... / Abstract: Cassava starch ( Manihot esculenta Crantz ) contains approximately 98 % of starch in dry weight. This starch is constituted of two polysaccharide: amylose ( 16 to 20% ), with lineal chains of glucose monomers and molecular weight 1,5.105 to 1,0.106 Da; and amylopectin ( 80 to 84% ), with ramified chains and molecular weight from 5,0.106 to 1,0.108 Da. The molecular structure of these polysaccharides influences directly the functional properties of the starches, which are interesting for several industrial uses. The main objective of this research is to evaluate and to adapt the technique of separation of molecules known by gel permeation chromatography, followed by the characterization of the fractions collected in the permeation and to verify the viscographic properties of the starch. In this main used technique, also known by size exclusion chromatography, the molecules are separated in agreement with sizes and molecular weights. So, molecules larger than the pores of the gel, leave the column first, while molecules of intermediary sizes come out in the end of the permeation. The samples used in this work were starches extracted from seven cassava ethnovarieties, that were previously treated and then dissolved in appropriate solvents and injected in the permeation column that was filled with a gel of defined porosity. A complete system for gel permeation was used, constituted of columns, gels, automatic collector, peristaltic pump, kit of proteins and standard carbohydrate, among other accessories supplied by Amersham Pharmacia Biotech. Solvents (for analysis) and pure enzyme (Sigma-Aldrich) were used; equipment to analyze organic carbon (TOC), from Shimadzu and UV-visible spectrophotometer with scanning from 190 to 1100 nm, from Varian were employed... / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudia Comandolli.pdf: 4289017 bytes, checksum: 2bef35ae167e04ceccfedeedc54fbb31 (MD5) Previous issue date: 2010-12-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of the present study was to evaluate the antimicrobial, antioxidant and cytotoxicity potentials of extracts of leaves and branches of Casearia javitensis, and to purify and identify their secondary metabolites. Leaves and branches were collected in Reserva Adolpho Ducke, Manaus, AM. The plant material was dried, grinded and the extracts were prepared with DCM, MeOH and water using ultrasound for 20 minutes each. The extracts were concentrated and tested for antibacterial, cytotoxicity and antioxidant activity. Antibacterial activity assays were done using the agar diffusion method by well technique, against Aeromonas hydrophila, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. Minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC) were measured for the most active extracts. The cytotoxicity assay employed brine shrimp Artemia salina and the evaluation of antioxidant activity used a method with DPPH and ascorbic acid. DCM branches extract was fractioned in chromatographic column (CC), and recrystallization. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analyses afforded steroids, as β-sitosterol. DCM extracts of leaves and branches were analyzed by GC-MS in appropriated conditions to steroids and triterpenes analyses, and triterpene friedelin was detected in branches extracts. Antimicrobial assay showed high activity for branches MeOH extract and leaves MeOH extract against A. hydrophila, MIC value < 2 mg/mL and showed no cytotoxicity in Artemia salina. These MeOH extracts were dissolved in water and partitioned between dichloromethane (DCM), ethyl acetate (AcOEt) and n-buthanol (n-BuOH), and these phases were tested for antibacterial activity. The AcOEt phases were the most active, and showed high antimicrobial activity. The DCM phase from branches MeOH extract was fractioned by CC and afforded β-friedelanol. The AcOEt fraction of branches MeOH extract was fractioned by CC and some fractions were purified by HPLC, and afforded five phenolic glycosides, which structures are not yet determined. 1D and 2D-NMR and mass spectrometry analyses are still on progress. The n BuOH phase from branches MeOH extract was fractioned by exclusion chromatography (Sephadex LH-20) and subjected to CC over a Poliamide-6 column, and NMR analyses of one fraction suggest the presence of a phenolic glycoside. / O presente trabalho teve por objetivo isolar e identificar os metabólitos secundários presentes nos extratos de Casearia javitensis, assim como avaliar o potencial antimicrobiano, citotóxico e antioxidante destes extratos. Para o trabalho, foram realizadas quatro coletas na Reserva Adolpho Ducke, Manaus-AM. Os materiais coletados foram secos, moídos e extraídos em ultrassom com diclorometano (DCM), metanol (MeOH) e H2O. Para os testes antimicrobianos, utilizou-se o método de difusão em ágar, pela técnica de poço, contra Aeromonas hydrophila, Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. A Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Mínima Bactericida (CMB) foram determinadas para os extratos mais ativos. O ensaio citotóxico utilizou Artemia salina como organismo-teste e o ensaio de atividade antioxidante empregou o método quantitativo utilizando o radical DPPH e equivalência com o ácido ascórbico. O extrato DCM dos galhos foi fracionado por coluna cromatográfica (CC) e uma fração foi purificada através de recristalização. Frações analisadas por Cromatográfo à Gas acoplado à Espectrometria de Massas (CG-EM) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN) mostraram presença de esteroides, possuindo o β-sitosterol como majoritário nas frações. Os demais extratos DCM foram analisados por CG-EM em uma condição para análise de esteroides e triterpenos, e o triterpeno friedelina foi detectado nos extratos dos galhos. O extrato metanólico dos galhos da primeira coleta e o extrato metanólico das folhas da terceira coleta apresentaram halos de inibição superiores a 10 mm no teste contra Aeromonas hydrophila, CIM abaixo de 2 mg/mL e ausência de atividade citotóxica em Artemia salina. Estes extratos foram submetido à partição com diclorometano (DCM), acetato de etila (AcOEt) e n-butanol (n-BuOH), e as fases obtidas foram avaliadas para atividade antimicrobiana. As fases AcOEt destes extratos mostraram-se como as mais ativas, concentrando a atividade antimicrobiana. A fase DCM do extrato MeOH dos galhos foi fracionada por sucessivas CCs e uma fração mostrou a presença de β-friedelanol por análise em CG-EM. A fase AcOEt foi fracionada por CC e algumas frações foram purificadas por CLAE, fornecendo cinco fenólicos glicosilados, os quais a determinação estrutural ainda não está concluída, pois espectros de RMN mono e bidimensionais são necessários para a conclusão desta etapa. A fase n -BuOH foi fracionada em CC utilizando Sephadex LH-20 e CC de Poliamida-6, e o espectro de RMN de uma fração semipurificada sugere a presença também de fenólicos glicosilados.

Diversos estudos relacionados ao consumo de café na literatura não apresentam um consenso do papel deste alimento na saúde. Esta divergência pode ser o reflexo da utilização do consumo habitual auto-relatado pelos indivíduos como o único fator de exposição avaliado, visto que não existem biomarcadores de consumo, além de diferenças na composição química e na metabolização interindividual dos compostos bioativos (CBAs) da bebida. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo identificar as alterações no perfil metabolômico de indivíduos saudáveis após o consumo controlado de café, bem como em extratos de café do tipo tradicional e expresso de diferentes marcas. Participaram deste estudo 35 homens saudáveis divididos entre os grupos café (n = 30) e controle (n = 5). As amostras de soro foram coletadas em jejum e 6, 12 e 24 horas após consumo de café (grupo café) ou água (grupo controle) seguida da extração de metabólitos, derivação com reagentes químicos e avaliação pelo método CG-EM. Posteriormente, os metabólitos foram identificados, selecionados, caracterizados e estatisticamente analisados. A análise metabolômica não direcionada permitiu a identificação de três compostos específicos do café (Caffeine, Quinic acid, m-Hydrocoumaric acid) a partir de 6 horas no grupo café. Além destes compostos, o metabólito Methylmalonic acid também demonstrou ser um candidato à biomarcador sérico da ingestão de café. Por meio das comparações entre os grupos café e controle ao decorrer dos tempos no modelo misto observamos diferentes respostas do perfil metabolômico de aminoácidos, carboidratos e lipídeos, promovidas pelos fatores tempo e grupo como também sua interação. Os aminoácidos 4-Hydroxyproline 1, LAlanine 1, L-Cystine 3, L-Methionine 1 e L-Threonine 2 apresentaram diferentes perfis de comportamento no grupo café ao longo de 24 horas, em relação ao grupo controle. Em paralelo, foram realizadas às análises metabolômicas de dois tipos de café: tradicional (Pilão, Melitta, 3 Corações e Prima Qualitá) e expresso (Nespresso, Dolce Gusto e Café Do Ponto). Após a preparação das bebidas, os extratos foram submetidos aos mesmos procedimentos do estudo de intervenção nutricional. No grupo tradicional, nenhum metabólito exclusivo foi identificado nas 4 marcas, porém o perfil metabolômico das marcas Melitta e 3 Corações foram similares e diferentes das demais. No grupo expresso, os cafés Nespresso e Dolce Gusto mostraram perfis semelhantes e diferentes do Café do Ponto, o qual apresentou exclusivamente Cellobiose 2 e beta- Gentiobiose. A comparação entre os grupos tradicional e expresso demonstrou que seus perfis metabolômicos foram distintos, bem como cada um deles apresentou metabólitos exclusivos com algumas funções celulares e moleculares diferentes. A quantidade dos principais compostos bioativos do café foi diferente entre os dois tipos e suas marcas. A caracterização do metaboloma em um grupo homogêneo de indivíduos saudáveis permitiu identificar candidatos à biomarcadores e alterações no perfil de alguns aminoácidos após a ingestão controlada de café. Assim, a identificação de candidatos à biomarcadores de efeito agudo do café mostra a importância de validar um painel com biomarcadores de alta confiabilidade e que possam colaborar com futuros estudos de intervenção nutricional, não apenas baseado do consumo de café reportado. Além disso, diferentes métodos de preparo do café, tradicional e expresso, bem como as diversas marcas analisadas, apresentaram diferença nos seus perfis metabolômicos. Desta forma, este estudo também pode ressaltar a importância de se considerar não somente a quantidade, mas também o tipo e a marca de café consumido como fatores de exposição em estudos de intervenção nutricional e de associação entre o consumo de café e seus efeitos no organismo / There are several studies associating coffee consumption and diseases, however they are not concordant about the coffee role in health. This divergence may reflect a lack of standard in data acquisition since most of the time the subjects\' self-reported habitual consumption is the only exposure factor evaluated and there is no biomarker. Add, there are differences of coffee beverage bioactive compounds composition and subjects show difference in coffee metabolization resulting in many covaries to be considered in these studies. Our study aimed to identify changes in metabolomic profile of healthy individuals after controlled consumption of coffee, as well as metabolic profile of traditional and espresso coffee beverages from different brands. 35 healthy men were distributed into coffee (n = 30) and control (n = 5) groups. Serum was sampled at fasting and 6, 12 and 24 hours after coffee (coffee group) or water (control group) intake. Metabolites were extracted, derivatized with MSTFA and TMCS, and run in GC-MS. Subsequently, the metabolites were identified using Fiehn Metabolomics Library and NIST, filtered, characterized and statistically analyzed. Untargeted metabolomic analysis identified three specific compounds of coffee (Caffeine, Quinic acid, m-Hydrocoumaric acid) in serum of subjects six hours after coffee intake. In addition to these compounds, Methylmalonic acid showed as a potential biomarker candidate of coffee intake in serum. Comparing coffee and control groups over time in a mixed model, we observed difference in the metabolomic profile related to amino acids, carbohydrates and lipids. 4-Hydroxyproline 1, L-Alanine 1, L-Cystine 3, L-Methionine 1 and L-Threonine 2 showed different profiles in coffee group over 24 hours compared to control group. In parallel to serum samples, we performed metabolomic analysis of the beverage. Two types of coffee were used: traditional powder (Pilão, Melitta, 3 Corações and Prima Qualitá) and capsule espresso (Nespresso, Dolce Gusto and Café Do Ponto). After beverages preparation, extracts were submitted to same metabolites extraction and analysis procedures of serum samples. In traditional coffee group, no exclusive metabolites were identified in four brands, but metabolomic profile of Melitta and 3 Corações were similar between them and different from the others. In espresso coffee group, Nespresso and Dolce Gusto showed similarity and they were different from of Café do Ponto, which presented exclusively Cellobiose 2 and beta-Gentiobiose. The comparison between traditional coffee and espresso coffee groups showed a difference in their metabolomic profiles, as well as each of them presented exclusive metabolites with different cellular and molecular functions. The amount of major bioactive compounds in coffee was different between the two modes of preparation and their brands. The characterization of metabolome in a homogeneous group of healthy individuals allowed the identification of potential biomarkers and showed alterations in some amino acids profile after controlled coffee intake. The identification of candidates for biomarkers of acute coffee effect showed the importance of validating a panel with biomarkers of high reliability and that may collaborate with future studies of nutritional intervention, not only based on the reported coffee consumption. In addition, coffee brewing method and brand of the product resulted in differences in their metabolomic profiles. Thus, this study may also highlight the importance of considering not only quantity, but also the brewing method and brand of coffee consumed as exposure factors in studies of nutritional intervention

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A formaÃÃo de trihalometanos na Ãgua de abastecimento humano representa um grande problema para a saÃde pÃblica, visto que esses compostos sÃo suspeitos de serem carcinogÃnicos. A tÃcnica referenciada para determinaÃÃo de trihalometanos na Ãgua à a cromatografia gasosa, onde se utiliza o detector de captura de elÃtrons. Essa tÃcnica apresenta algumas desvantagens que inviabilizam sua implantaÃÃo em uma estaÃÃo de tratamento de Ãgua (ETA). Um mÃtodo espectrofotomÃtrico desenvolvido pela empresa Hach pode auxiliar a operaÃÃo de uma ETA quanto ao monitoramento dos trihalometanos, pois esse mÃtodo analÃtico tem menor custo, uma resposta imediata dos resultados e à de fÃcil implantaÃÃo e operaÃÃo quando se compara com a cromatografia gasosa. Nesta pesquisa, foi realizada uma avaliaÃÃo do mÃtodo espectrofotomÃtrico comercial por alguns parÃmetros do Instituto Nacional de Metrologia, NormalizaÃÃo e Qualidade Industrial (INMETRO) e foi dividida em trÃs etapas. Na primeira etapa, realizou-se um teste para certificar-se que o agente redutor neutralizava todo o cloro residual presente na Ãgua. Foi adicionado tiossulfato de sÃdio na Ãgua final da ETA GaviÃo e determinou-se concentraÃÃo de âzeroâ mg L-1 na determinaÃÃo de cloro residual. A segunda etapa consistiu na implantaÃÃo e operaÃÃo da anÃlise de trihalometanos por cromatografia gasosa. Foram realizadas duas curvas utilizando dois padrÃes diferentes: um padrÃo de clorofÃrmio e um padrÃo de uma mistura contendo os quatro trihalometanos, todos com a mesma concentraÃÃo. Nessa etapa, todas as curvas construÃdas apresentaram um Ãndice de correlaÃÃo dentro da faixa exigida pelas normas do INMETRO e do mÃtodo. A terceira etapa consistiu na construÃÃo de curvas utilizando novamente os dois padrÃes, porÃm utilizando a tÃcnica espectrofotomÃtrica. Foram realizadas duas curvas de cada padrÃo pelo mesmo analista e uma curva de cada padrÃo por outro analista. Com os dados obtidos, estudou-se a precisÃo, exatidÃo, robustez, seletividade, linearidade, faixa de trabalho e faixa linear. AlÃm disso, foram realizados testes de adiÃÃo de padrÃo e um teste para verificar a interferÃncia de diferentes matrizes na anÃlise. Constatou-se que o mÃtodo nÃo apresentou precisÃo, nem exatidÃo. Pequenas mudanÃas realizadas no procedimento analÃtico causaram alteraÃÃo no resultado, indicando falta de robustez do mÃtodo analÃtico, alÃm de ser extremamente suscetÃvel a erros aleatÃrios e, possivelmente, quantificar outros subprodutos da desinfecÃÃo / The formation of trihalomethanes in human water supply represents a big problem to the public health, since these compounds are suspected carcinogens. The technique referred for determination of trihalomethanes in water is gas chromatography, which uses an electron capture detector. This technique has some disadvantages that unfeasible the implantation in the water treatment plant. A spectrophotometry method developed by Hach can assist the operation of a water treatment plant on the monitoring of trihalomethanes, since this analytical method has a lower cost, an immediate response by the results and is easy to implantation and operate when compared with gas chromatography. In this research, an evaluation of commercial spectrophotometry method was realized for some parameters of the Instituto Nacional de Metrologia, NormalizaÃÃo e Qualidade Industrial (INMETRO) and was divided into three stages. In the first stage, performed a test to make sure that the reducing agent neutralize any residual chlorine in the water. Sodium thiosulfate was added treated water of GaviÃoÂs water treatment plant, to determine the concentration of âzeroâ mg L-1 in the determination of residual chlorine. The second stage consists in the implantation and operation of the analysis of trihalomethanes by gas chromatography. Two curves were performed using two different standards: a standard of chloroform and a standard of a mixture containing the four trihalomethanes, all with the same concentration. At this stage, all curves constructed showed a correlation coefficient in the range required by the rules of the INMETRO and of the method. The third step was the construction of curves by using again the two standards, but using the spectrophotometric method. Two curves of each standard by the same analyst and a curve of each standard of the other analyst were performed. With the data obtained, was studied the precision, accuracy, robustness, selectivity, linearity, working range and linear range. In addition, a standard addition test and a test for interference in the analysis of different matrices were performed. It was found that the method no had precision and accuracy. Small changes made in the analytical procedure caused change in the result, indicating lack of robustness of the analytical method, besides being extremely susceptible to random errors and possibly quantify other disinfection byproducts

A cromatografia a líquido de alta eficiência e a voltametria de onda quadrada foram estudadas e comparadas estatisticamente para a detecção do contaminante emergente metilparabeno (MePa). Os parabenos vêm sendo amplamente utilizados como conservantes em cosméticos, alimentos e remédios. É crescente o número de estudos que visam à detecção dos parabenos em virtude dos males causados à saúde humana, devido às suas características de serem carcinogênicos e interferentes endócrinos. Para determinação cromatográfica, foi desenvolvido um método analítico que utilizou filtração à vácuo seguida de análise cromatográfica acoplada a um detector UV. O eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) foi utilizado para determinação eletroanalítica de MePa pela técnica voltamétrica. Para a análise cromatográfica, foi observada boa linearidade (0,999) na faixa de 0,5 a 30 mgL-1, com limite de detecção e quantificação de 0,49 mgL-1 e 0,73 mgL-1, respectivamente, para amostra de água natural superficial e para a amostra de cosmético 1,26 mgL-1 e 1,88 mgL-1, respectivamente. A dependência da corrente pelo pH e os parâmetros eletroquímicos (frequência, amplitude e step) foram estudados para obtenção de condições experimentais ótimas na determinação de MePa. Foi observado que o eletrólito suporte ideal é o tampão PBS 0,1 molL-1 (pH 7,5). Linearidade adequada (0,998), na mesma faixa de trabalho, com limite de detecção e quantificação de 0,43 mgL-1 e 1,44 mgL-1, respectivamente, foram encontrados para a técnica voltamétrica. Os métodos utilizados em ambas as técnicas foram validados em uma amostra de água natural superficial, coletada em região pouco impactada, e em uma amostra de cosmético. Utilizando o método cromatográfico, foram obtidos intervalos de recuperação entre 95,6% e 101,6% com RSD inferior a 4,8% (n = 3) e entre 78,0% e 99,8% com RSD inferior a 2,2% (n = 3) para amostras de água natural superficial e de cosmético, respectivamente. Na determinação eletroanalítica, soluções fortificadas daquelas amostras mostraram intervalo de recuperação entre 92,6% e 106,4%, com um desvio-padrão relativo (RSD) inferior a 9,76% (n = 3), para amostra de água superficial natural, e entre 90,0% e 112,6% com RSD inferior a 7,4% (n = 3), para amostra de cosmético. Os resultados das detecções cromatográfica e eletroanalítica foram comparados e analisados estatisticamente segundo o método de Miller e Miller. Através do teste t de Student pareado, demonstrou-se que a metodologia eletroanalítica é capaz de determinar MePa com boa precisão tal como a técnica padrão de detecção, a cromatografia, na faixa de trabalho de 1,0 a 30 mgL-1. / The high performance liquid chromatography and square wave voltammetry have been studied and compared statistically to detect the emerging contaminant methylparaben (MePa). Parabens have been widely used as preservatives in cosmetics, food and drugs. It is increasing the number of studies that aimed the detection of parabens because of its possible hazardous effect in the human health, as probably being carcinogenics and endocrine disruptors. For chromatographic determination, an analytical method that used vacuum filtration followed by chromatographic analysis coupled to a UV detector was developed. The boron doped diamond electrode (BDD) was used to electroanalytical determination to MePa by voltammetric technique. The chromatographic analysis showed good linearity (0.999) in the range from 0.5 to 30 mgL-1, with detection and quantification limit of 0.49 mgL-1 and 0.73 mgL-1, respectively, for natural surface water sample and to the cosmetic sample 1.26 mgL-1 and 1.88 mgL-1, respectively. The dependence of the current to pH and electrochemical parameters (frequency, amplitude and step) were studied to obtain the optimal experimental conditions in determining MePa. It has been observed that the ideal supporting electrolyte is PBS 0.1 molL-1 (pH 7.5). Adequate linearity (0.998), in the same working range, with detection and quantification limit of 0.43 mgL-1 and 1.44 mgL-1, respectively, were found for the voltammetric technique. The methods used in both techniques were validated in a sample of natural surface water, collected in little impacted region, and a cosmetic sample. Using the chromatographic method were obtained recovery intervals between 95.6% and 101.6% with RSD less than 4.8% (n = 3) and between 78.0% and 99.8% with RSD less than 2.2% (n = 3) for samples of natural surface water and cosmetic, respectively. In electroanalytic determination, fortified solutions of those samples showed a recovery range between 92.6% and 106.4% with a relative standard deviation (RSD) less than 9.76% (n = 3) for natural surface water sample and between 90.0% and 112.6% with RSD less than 7.4% (n = 3), for cosmetic sample. The results of chromatographic and electroanalytical detections were compared and statistically analyzed by the Miller and Miller\'s method. Using the Student\'s paired t-test, it was demonstrated that electroanalytical methodology is able to determine MePa with good accuracy as standard detection technique, chromatography, on working range of 1.0 to 30 mgL-1.

A presença de fármacos no ambiente é um problema preocupante em virtude dos efeitos ecotoxicológicos conhecidos, e ainda os que continuam desconhecidos. A água é um dos compartimentos ambientais mais afetado por esses contaminantes, já que é utilizado em diversas atividades humanas. A contaminação da água afeta não somente os humanos, mas também todos os demais seres vivos que vivem ou utilizam dessa água. Por esse motivo, o desenvolvimento de métodos para análise de medicamentos em matrizes ambientais é essencial para o monitoramento desses contaminantes. Além disso, os métodos já desenvolvidos podem ainda ser aplicados para auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento de água, bem como no estudo de produtos de degradação de fármacos durante as etapas de tratamento. Para essas finalidades, são utilizadas técnicas cromatográficas com detecção por espectrometria de massas para obter a separação dos compostos, permitindo a quantificação e a identificação inequívoca. Para realização dessas análises é necessário adotar métodos de preparo de amostra que possibilitem a concentração dos analitos presentes, e também, a eliminação dos interferentes presentes na matriz. Dessa maneira, nesse trabalho foram desenvolvidos 2 métodos de análise, um usando a cromatografia gasosa convencional acoplada a espectrometria de massas (GC-MS), e outro usando a cromatografia bidimensional abrangente com detecção por espectrometria de massas usando analisador do tipo tempo de voo (GCxGC-ToF/MS) para análise de resíduo de fármacos em matrizes aquosas, ambos utilizando como técnica de preparo de amostra a microextração em fase sólida (SPME). Na análise usando SPME-GC-MS foi utilizado a derivatização in situ para evitar picos assimétricos e possibilitar uma melhor separação cromatográfica. Esse método foi aplicado em amostras de rio, águas residuárias de entrada e saída de estação de tratamento (ETE) e esgoto industrial. Em todas as amostras foi possível detectar a presença dos fármacos, porém somente na entrada da ETE foi possível quantificar a presença de cetoprofeno (KET) presente na concentração de 1050 ng L-1. Já para o método SPME-GCxGC-ToF/MS, devido o alto poder de separação do sistema bidimensional, foi possível separar 13 fármacos sem necessitar de derivatização. O método foi aplicado para amostra de rio, sendo que em nenhuma das amostras não foi detectado e quantificado os medicamentos em estudo. Em ambos os métodos foi aplicado planejamento experimental para otimizar o preparo de amostra e a reação de derivatização in situ quando utilizada. Após o desenvolvimento desses métodos, uma nova vertente foi estudada com o desenvolvimento de novas fases extratoras para extração por sorção em barras de agitação (SBSE) labmade foram desenvolvidas. Cerca de 7 novas fases extratoras foram desenvolvidas, sendo mistas tendo como base uma mistura de polidimetilsiloxano (PDMS) com outros polímeros e/ou outro material adsorvente. Essas fases foram testadas e comparadas com a barra de PDMS comercial na extração de 9 fármacos presentes em água. A barra que apresentou melhor desempenho tinha como fase extratora uma mistura de PDMS com 30% OV-17-vinil. Além disso, uma barra de SBSE contendo 5% carvão ativo foi aplicado com sucesso na análise de fenol em urina. Além dessas novas fases, foi explorado em conjunto o desenvolvimento de novas fases extratoras para extração por sorção nas paredes do frasco (VWSE) direcionados para extração de fármacos em água. As fases desenvolvidas eram compostas por uma mistura de carvão ativo com PDMS, e PDMS com divinilbenzeno (PDMS/DVB), em diferentes proporções. Por último, um aperfeiçoamento foi realizado na técnica de VWSE. Essas modificações foram testadas na extração de compostos com caracerísticas não-polares (progesterona) e polares (cafeína), e demonstrou eficiência na extração de ambos. / The occurrence of pharmaceutical drugs in the environment is a worldwide problem caused by the genotoxicity and ecotoxicity activities of those compounds. Water is one of most used natural resource in human activities which explain the presence of emerging contaminants. Those compounds affect not only humans but also aquatic animals that spend the whole life cycle in this environment. In order to monitor drugs in the environment, it is essential the development of analytical methods to analyze pharmaceutical drugs in environmental matrices. Moreover, those methods developed are useful for the development of new water treatment techniques, and analysis of drug metabolites formed during the water treatment process. To accomplish all these purposes, chromatographic methods of analysis coupled to mass spectrometry detection are essential to separate the analytes, and further to identify and quantify them unequivocally. Before the analysis, the sample preparation step is fundamental to concentrate the analytes, eliminate and clean-up all the matrices interferents. Thus, in this thesis is described the development of 2 methods, one using conventional gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), the latter one using comprehensive two dimensional gas chromatography coupled to time of flight mass spectrometry (GCxGC-ToF/MS) to analyze pharmaceutical drugs in water matrices. In both methods, solid phase microextraction (SPME) was used in the sample preparation procedure. In the SPME-GC-MS method in situ derivatization was applied to improve the chromatographic separation, providing neat and sharp peaks. This method were applied to analyze river, sewage and wastewater samples. In all samples were detected the presence of pharmaceutical drugs. However, one wastewater sample from the entrance of wastewater treatment plants (WWTP) presented ketoprofen in the concentration level of 1050 ng L-1. GCxGC-ToF/MS method it was possible to accomplish a complete separation of 13 analytes absent of peak tailing, co-elution and degradation without a derivatization reaction. River water samples were analyzed using this method, although, in none of the compounds were present in the samples. In both methods, an experimental design was used to optimize the SPME extraction and derivatization reaction. A second phase in this study explored the development of new polymeric phases for stir bar sorptive extraction (SBSE). About 7 new phases were developed, all phases were mixed of polidimethylsiloxane (PDMS) with other polymeric phases or with adsorptive material. All these new phases were tested and compared against the comercial version in the extraction of 9 pharmaceuticals compounds in water. The mixed polymeric phase of PDMS and OV-17-vinyl demonstrated a suitable selectivity to extract all pharmaceutical drugs in water. Also, a SBSE bar containing activated carbon 5% was applied in the analysis of phenol in urine. Also, it was studied the development of new polymeric phases applied for the vial wall sorptive extraction (VWSE) used in the analysis of drugs in water. These new phases were based on a mixture of PDMS with activated carbon, and PDMS combined with divinylbenzene (PDMS/DVB) in different amounts of each compound. At least, a new configuration in the VWSE was purposed. This new configuration was tested for the extraction of non-polar (progesterone) and polar (caffeine) compounds in water, and presented adequate response for both compounds.