Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2017-06-13T13:30:56Z No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T13:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / C4 plants have been classified into three groups based on the enzymes used to decarboxylate C4 acids in the bundle sheath: NADP-ME, NAD-ME and PEPCK subtypes. Numerous molecular, biochemical and physiological evidences indicate that C4 plants could exhibit a certain degree of flexibility in the use of the three established decarboxylation mechanisms, depending on environmental factors. In this context, the objective of this work was to evaluate the modulation of the pathways of decarboxylation of the C4 photosynthesis in sugarcane (NADP-ME specie) under water deficit. The experiment was realized with two genotypes - RB92579 (tolerant to water deficit) and SP80-3280 (susceptible to water deficit) submitted to four treatments: control (normal conditions of water supply), moderate stress (-1,5 to -1,8 MPa), severe stress (below -2,0 MPa) and recovery (48 hours after rehydration). Leaf water potential, leaf gas exchange and biomass production were measured for the physiological characterization of the plants. Changes in the transcriptional responses of genes encoding C4-cycle enzymes (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH and PPDK) and the activities of the enzymes NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT and AlaAT were analyzed by RT-qPCR and spectrophotometry, respectively. Under water deficit conditions the genotypes SP80-3280 was more sensitive to drought stress in terms of increased loss of above ground biomass and lower leaf water potential. It also showed less capacity of photosynthetic recovery following rehydration compared to the tolerant genotypes RB92579. The analysis of transcriptionals and of the activities of enzymes involved in the C4 photosynthetic pathway showed that sugarcane uses the PEPCK pathway as a decarboxylation mechanism in addition to the NADP-ME, which was more evident under water deficit conditions for both the drought tolerant and susceptible genotypes. Finally, the results here obtained, together with the existing information, do not support the established classification of sugarcane (Saccharum spp.) as a classical NADP-ME C4 subtype, but instead should be considered as a NADP-ME + PEPCK species. / As plantas C4 são classificadas em três grupos de acordo com as enzimas utilizadas para descarboxilação de ácidos C4 na bainha dos feixes vasculares: subtipos NADP-ME, NAD-ME e PEPCK. Inúmeras evidências moleculares, bioquímicas e fisiológicas indicam que plantas C4 podem exibir certo nível de flexibilidade na utilização dos três mecanismos de descarboxilação, dependendo de fatores ambientais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a modulação das vias de descarboxilação da fotossíntese C4 em cana-de-açúcar (espécie NADP-ME) sob déficit hídrico. O experimento foi realizado com dois genótipos - RB92579 (tolerante ao déficit hídrico) e SP80-3280 (suscetível ao déficit hídrico) submetidos a quatro tratamentos: controle (condições normais de suprimento de água), estresse moderado (-1,5 a -1,8 MPa), estresse severo (abaixo de -2,0 MPa) e recuperação (48 hrs após a reidratação). Foram realizadas análises de potencial de água foliar, trocas gasosas foliares e biomassa para caracterização fisiológica das plantas. As alterações nas respostas transcricionais dos genes codificadores de enzimas do ciclo C4 (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH e PPDK) e atividades das enzimas NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT e AlaAT, foram analisadas por RT-qPCR e espectrofotometria, respectivamente. Em condições de déficit hídrico, o genótipo SP80-3280 foi mais sensível ao estresse por seca em termos de aumento da perda de biomassa e menor potencial de água foliar. Também mostrou menor capacidade de recuperação fotossintética após reidratação do que o genótipo tolerante RB92579. As análises transcricionais e das atividades das enzimas envolvidas na via fotossintética C4 mostraram que a cana-de-açúcar utiliza a via PEPCK como mecanismo de descarboxilação, além da NADP-ME, mais evidente em condições de déficit hídrico tanto para genótipos tolerantes à seca como para suscetíveis. Finalmente, os resultados aqui obtidos, juntamente com a informação existente, não suportam a classificação estabelecida da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) como um subtipo C4 NADP-ME clássico, mas considerá-la como uma espécie NADP-ME + PEPCK.

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho produtivo, a atividade enzimática pancreática e o rendimento de carcaça e cortes de frangos alimentados com rações fareladas e peletizadas com ou sem adição de protease. Foi realizada, também, a análise econômica dos tratamentos experimentais. Para tanto, foram utilizadas 768 aves, criadas de 1 a 42 dias de idade, distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2x2x2 (formas físicas da ração, níveis nutricionais e inclusão ou não de protease) com oito repetições por tratamento. As aves receberam os seguintes tratamentos experimentais: T1- ração farelada com redução de níveis nutricionais e sem adição de protease; T2- ração farelada com redução de níveis nutricionais e com adição de protease; T3- ração farelada com níveis nutricionais recomendados e sem adição de protease; T4- ração farelada com níveis nutricionais recomendados e com adição de protease; T5- ração peletizada com redução de níveis nutricionais e sem adição de protease; T6- ração peletizada com redução de níveis nutricionais e com adição de protease; T7- ração peletizada com níveis nutricionais recomendados e sem adição de protease; T8- ração peletizada com níveis nutricionais recomendados e com adição de protease. Os resultados foram analisados por meio do pacote estatístico SAS (2012). A peletização das rações promoveu melhora nos índices zootécnicos de frangos de corte. A adição de protease exógena não exerceu efeito principal sobre o desempenho e rendimento de carcaça e cortes, mas em dietas com redução de proteína bruta e aminoácidos, melhorou os índices econômicos da criação de frangos de corte, assim como o processo de peletização de forma geral. A adição de protease exógena e redução dos níveis de proteína e aminoácidos promoveram menor atividade da quimotripsina. Rações peletizadas com níveis nutricionais recomendados e adição de protease apresentaram os maiores custos de produção / The aim of this study was to evaluate the performance, pancreatic enzyme activity and carcass yield and cuts of broilers fed with mashed and pelleted diets with or without addition of protease. Also, it was performed economic analysis of experimental diets. Seven hundred sixty eight birds were reared from 1 to 42 days old, distributed in a completely random design in a 2x2x2 factorial arrangement (physical forms of feed, nutritional levels and with or without addition of protease) with eight replicates per treatment. The birds had received the following experimental treatments: T1 mashed diet with reduced nutritional levels and without addition of protease; T2 mashed diet with reduced nutritional levels and with addition of protease; T3 mashed diet with recommended nutritional levels and without addition of protease; T4 mashed diet with recommended nutritional levels and with addition of protease; T5 pelleted diet with reduced nutritional levels and without addition of protease; T6 pelleted diet with reduced nutritional levels and with addition of protease; T7 pelleted diet with recommended nutritional levels and without addition of protease;T8 pelleted diet with recommended nutritional levels and with addition of protease. The results were analyzed using the statistical program SAS (2012). The pelleted diets provided improvement in performance parameters of broilers. The addition of exogenous protease did not have main effect on the performance and carcass yield and cuts, but in diets with reduced crude protein and amino acids, improved economic index of the rearing of broilers, as well as the pelleting process generally. The addition of exogenous protease and reduced levels of protein and amino acids provided lower activity of chymotrypsin. Pelleted diets with recommended nutritional levels and addition of protease showed the highest production costs

Orientador: Flávia Cristina Rodrigues-Lisoni / Coorientador: Sonia Maria Oliani / Banca: Eny Maria Goloni Bertollo / Banca: Cristiane Damas Gil / Resumo: O carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço (CECP) representa o sexto câncer mais comum em todo o mundo, sendo o câncer na cavidade oral o mais comum entre as regiões anatômicas de abrangência do CECP. Há evidências de que o desenvolvimento e a progressão do câncer dependem não somente de suas características genéticas, mas também de interações de suas células com as células do microambiente tumoral. A carcinogênese também está relacionada com angiogênese e processos inflamatórios, que podem ser controlados pela ação de mediadores anti-inflamatórios, e entre esses, destacamos a proteína anti-inflamatória anexina A1 (ANXA1). Mas os mecanismos pelos quais a ANXA1 atua na tumorigênese e a sua relação com a interação entre células endoteliais e tumorigênicas não são bem conhecidos e, considerando seu papel na inflamação, compreendem um alvo importante para estudo. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo, analisar a interação de células endoteliais e tumorigênicas juntamente com a ação do peptídeo sintético Ac2-26 da proteína ANXA1(ANXA1Ac2-26) em linhagem de carcinoma de cabeça e pescoço, verificando como o peptídeo atua junto ao meio condicionado de células endoteliais e/ou de células tumorais, elucidando como os fatores excretados por ambas as células e o peptídeo atuam no processo tumorigênico. Para isso, a observação da morfologia foi realizada em microscópio invertido, o índice de proliferação pela curva de crescimento, a viabilidade celular foi determinada pelo... / Abstract: Head and Neck Squamous Cells Carcinoma (HNSCC) is the sixth most common cancer in the world, being cancer in the oral cavity the most common among the anatomical regions of HNSCC. There is evidence that the development and progression of cancer depends not only on its genetic characteristics, but also because of the interactions of cells, cancer and tumor microenvironment cells. Carcinogenesis is also related to angiogenesis and inflammatory processes which can be controlled by the action of anti-inflammatory mediators, among which we highlight the anti-inflammatory protein annexin A1 (ANXA1). But the mechanisms that ANXA1 acts in tumorigenesis and its relation to the interaction between endothelial and tumorigenic cells are not well known and considering their role in inflammation, comprise an important target for study. Therefore, the present study aimed to analyze the interaction of endothelial and tumorigenic cells with the action of the synthetic peptide Ac2-26 of the ANXA1 protein (ANXA1Ac2-26) in head and neck carcinoma cell line, verifying how the peptide acts with the conditioned medium of endothelial cells and/or tumor cells, elucidating how the factors excreted by both cells and the peptide acts in the tumorigenic process. For this, the morphology observation was performed under inverted microscope, proliferation index by growth curve, cell viability was determined by the colorimetric method MTS (IC50), cell migration by transwell bilayer method, genotoxicity by ... / Mestre

El consumo de arándanos (Vaccinium corymbosum) despierta, actualmente, un gran interés debido a los efectos beneficiosos que tienen para la salud, relacionado con su alto contenido en componentes antioxidantes, principalmente, en antocianinas. Distintos autores le atribuyen propiedades farmacológicas y funcionales como anticarcinogénesis, reducción de enfermedades coronarias, tratamientos contra desórdenes en el tracto urinario y mejoramiento de la memoria. Si bien en España, la producción y consumo son reducidos, en Argentina, un excedente de producción obliga a considerarlo como ingrediente para la fabricación de nuevos productos. Por esta razón, en colaboración con la Facultad de Ciencias de la Alimentación de la Universidad Nacional de Entre Ríos de Argentina, se plantea el estudio de la elaboración de un zumo de arándanos con alto contenido en compuestos antioxidantes que pueda ser utilizado para el desarrollo de alimentos funcionales. En la elaboración de zumo de arándanos se plantea estudiar dos etapas importantes, la despectinización y la homogenización a altas presiones. Los arándanos poseen una alta concentración de pectinas que combinado con su bajo pH, provocan una rápida gelificación durante la etapa de triturado, impidiendo su posterior procesado. Por esta razón, es fundamental realizar una despectinización, utilizando enzimas pectolíticas. En el mercado existen distintos packs enzimáticos con actividad hidrolítica sobre las cadenas pécticas que actualmente se utilizan durante la maceración de vino; además también se plantea la utilización de levaduras con alta capacidad pectolítica que han sido seleccionadas genéticamente por el grupo de investigación en biotecnología del Instituto de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo. Una vez obtenido el zumo, se estudia el efecto de la aplicación de altas presiones de homogenización sobre las propiedades del zumo. Someter el zumo a procesos de altas presiones puede mejorar no solo sus características reológicas, sino también sus características funcionales y su estabilidad microbiológica durante el almacenamiento. Para el desarrollo de un alimento funcional se utiliza la técnica de impregnación a vacío. El equipo investigador, en el que se integra esta tesis, ha desarrollado un procedimiento que permite incluir cualquier componente con actividad fisiológica en el interior de la matriz de una fruta u hortaliza (Patente P99 02730-5 ¿Procedimiento de impregnación de alimentos naturales con productos nutracéuticos y dispositivo para su puesta en práctica¿. Además, ha demostrado la factibilidad de desarrollo de un alimento funcional mediante esta técnica en distintas tesis doctorales. Aplicando este procedimiento, se puede incluir el zumo de arándanos, dentro de una matriz porosa como rodajas de manzana para producir un alimento tipo snack. Este snack se puede estabilizar por reducción de la actividad de agua, aplicando una operación de secado con aire caliente. De esta manera, se obtiene un producto con atributos funcionales del zumo de arándanos sumados a los atributos nutritivos que posee la manzana. / Castagnini, JM. (2014). Estudio del proceso de obtención de zumo de arándanos y su utilización como ingrediente para la obtención de un alimento funcional por impregnación a vacío [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38988 / Alfresco

Tesis por compendio / [EN] In the present Doctoral Thesis, the suitability of the use of microwave energy as an alternative to conventional heating to safely pasteurise and efficiently preserve the quality of a kiwifruit puree was investigated. To this end, the impact of microwave heating on the enzymatic activity, microorganisms, pathogenic or spoilage, physicochemical, sensory, nutritional and functional properties of the product was studied, following the processing step and during successive storage. On this basis, a pasteurisation microwave treatment was designed and validated, and effectiveness of microwave technology and conventional heating to preserve the safety and quality of the product were compared based on several criteria. Although microwave processing led to a non-uniform heating of the kiwifruit puree, with the coldest and the hottest spots being located at its central region and its edges, respectively, this technology allowed an effective inactivation of enzymes and microorganisms (pathogenic or spoilage) without severely affecting the quality of the product. On the basis of the data provided by the inactivation kinetics of L. monocytogenes under microwave heating, along with the outputs of an experimental design, which was used to study the effect of microwave power and process time on the enzymatic inactivation and the functional properties of the product, the best processing conditions were chosen. These treatment conditions permitted to reach the target level of microbial inactivation as well as minimise the enzymatic activity and maximise the preservation of the functional value of the product were selected. The optimum microwave treatment was found to cause a 90% of peroxidase inactivation and reduce more than 5-log10 cycles of L. monocytogenes, with a 99.9% of probability. An equivalent conventional pasteurisation treatment was designed with comparative purposes. From the comparison established, superiority of microwaves over conventional heating to inactivate enzymes and microorganisms was pointed out, given that, on the one hand, lower thermal load (lower value of pasteurisation units) was needed in order to achieve the same level of peroxidase inactivation and, on the other hand, a shorter decimal reduction time (lower D-value) of L. monocytogenes was obtained when the kiwifruit puree was processed by means of microwave technology. Accordingly, although microwave pasteurisation led to an analogous inactivation of L. monocytogenes and similarly affected the consistency and carotenoids content of the puree, this treatment gave rise to a superior preservation of the bioactive compounds and antioxidant activity, as well as, the chlorophylls content of the product. Additionally, the microwave pasteurised kiwifruit puree showed a colour more similar to that of the fresh fruit, a greater sensory acceptability, a longer shelf-life (123 days at 4 ºC) and greater stability during storage. In conclusion, more than conventional heating, microwave technology was found to be an appropriate means of processing a kiwifruit puree, as well as any other fruit puree with similar characteristics, so as to obtain high-quality and safe pasteurised fruit-based products. / [ES] En la presente Tesis se evalúa la idoneidad del uso de las microondas como tecnología alternativa a la pasteurización convencional, para preservar un puré de kiwi desde el punto de vista de la seguridad y la calidad del mismo. Para ello, se ha estudiado el impacto de esta tecnología sobre diversas enzimas, microorganismos patógenos y alterantes y distintas propiedades fisicoquímicas, sensoriales, nutricionales y funcionales del puré, tras el procesado y durante el almacenamiento. Se ha establecido y validado un tratamiento de pasteurización por microondas y se ha comparado la efectividad de esta tecnología frente al calentamiento convencional a la hora de conservar el producto en base a diversos criterios. Aunque la energía microondas dio lugar a un calentamiento heterogéneo del puré, detectándose el punto más frío en la zona central del producto y el punto más caliente en la zona superior de sus laterales, éste resultó efectivo frente a la inactivación tanto de enzimas como de microorganismos patógenos y alterantes, sin causar un excesivo deterioro de su calidad. Se obtuvieron diversos modelos cinéticos que permitieron predecir la inactivación microbiológica del puré de kiwi durante el calentamiento por microondas. Se empleó un diseño de experimentos para determinar las condiciones de proceso más adecuadas para pasteurizar el producto mediante esta tecnología, en base a la inactivación enzimática y al deterioro de sus propiedades funcionales. El tratamiento por microondas seleccionado dio lugar a un puré de kiwi tanto estable (90% de inactivación de la enzima peroxidasa) como inocuo (> 5 reducciones logarítmicas de L. monocytogenes) a un 99,9% de probabilidad. Asimismo, se estableció un tratamiento de pasteurización convencional equivalente con fines comparativos. A raíz de la comparación establecida, quedó patente la superioridad de las microondas para inactivar tanto enzimas como microorganismos, ya que, por un lado, se requirió de una menor carga térmica (menos unidades de pasteurización) para alcanzar un nivel equivalente de inactivación de peroxidasa y, por el otro, el tiempo de reducción decimal (valor de D) del microorganismo patógeno estudiado L. monocytogenes resultó ser menor, cuando el puré de kiwi se procesó mediante la aplicación de microondas que cuando éste se sometió al calentamiento convencional. En consecuencia, la pasteurización por microondas, aunque causó un nivel de inactivación de L. monocytogenes semejante y afectó de forma similar a la consistencia y al contenido en carotenoides del mismo que el tratamiento térmico convencional, permitió alcanzar una mayor inactivación de la flora alterante del producto, así como, de las enzimas polifenoloxidasa y pectinmetilesterasa. Además, el tratamiento de pasteurización por microondas preservó en mayor medida el contenido en compuestos bioactivos, la actividad antioxidante y el contenido en clorofilas del producto, dando lugar a un puré de kiwi con un color más semejante al propio de la fruta fresca, que presentó además, una mayor aceptabilidad sensorial, una vida útil más larga (123 días a 4 ºC) y una mayor estabilidad de sus propiedades durante el almacenamiento. En base a todo lo anterior, se recomienda la aplicación de la tecnología microondas como una alternativa interesante al procesado térmico convencional a la hora de pasteurizar un puré de kiwi, así como de otras frutas de características similares, con el fin de obtener productos procesados a base de fruta de mayor calidad sin que la innocuidad de los mismos se vea comprometida. / [CA] En la present Tesi s'avalua la idoneïtat de l'ús de les microones com a tecnologia alternativa a la pasteurització convencional, per a preservar un puré de kiwi des del punt de vista de la seguretat i la qualitat del mateix. Per a això, s'ha estudiat l'impacte d'esta tecnologia sobre diversos enzims, microorganismes patògens i alterants i distintes propietats fisicoquímiques, sensorials, nutricionals i funcionals del puré, després del processat i durant l'emmagatzemament. S'ha establit i validat un tractament de pasteurització per microones i s'ha comparat l'efectivitat d'esta tecnologia enfront del calfament convencional a l'hora de conservar el producte basant-se en diversos criteris. Encara que l'energia microones va donar lloc a un calfament heterogeni del puré, detectant-se el punt més fred en la zona central del producte i el punt més calent en la zona superior dels seus laterals, aquest va resultar efectiu per a inactivar tant enzims com microorganismes patògens i alterants, sense causar un excessiu deteriorament de la seua qualitat. Es van obtindre diversos models cinètics que van permetre predir la inactivació microbiològica del puré de kiwi durant el calfament per microones i es va utilitzar un disseny d'experiments per a determinar les condicions de procés més adequades per a pasteuritzar el producte per mitjà d'esta tecnologia, basant-se en la inactivació enzimàtica i el deteriorament de les seues propietats funcionals. El tractament per microones seleccionat va donar lloc a un puré de kiwi tant estable (90% d'inactivació de l'enzim peroxidasa) com innocu (> 5 reduccions logarítmiques de L. monocytogenes) a un 99,9% de probabilitat. Així mateix, es va establir un tractament de pasteurització convencional equivalent amb fins comparatius. Arran de la comparació establida, va quedar patent la superioritat de les microones per a inactivar tant enzims com microorganismes, ja que, d'una banda, es va requerir d'una menor càrrega tèrmica (menys unitats de pasteurització) per a aconseguir un nivell equivalent d'inactivació de peroxidasa i, per l'altre, el temps de reducció decimal (valor de D) del microorganisme patogen L. monocytogenes va resultar ser menor, quan el puré de kiwi es va processar per mitjà de l'aplicació de microones que quan este es va sotmetre al calfament convencional. En conseqüència, la pasteurització per microones, encara que va causar un nivell d'inactivació de L. monocytogenes semblant i va afectar de forma anàloga a la consistència i al contingut en carotenoides del mateix que el tractament tèrmic convencional, va permetre aconseguir una major inactivació de la flora alterant del producte, així com, dels enzims polifenoloxidasa i pectinmetilesterasa. A més, el tractament de pasteurització per microones va preservar en major grau el contingut en compostos bioactius i activitat antioxidant i el contingut en clorofil·les del producte, donant lloc a un puré de kiwi amb un color més semblant al propi de la fruita fresca, que va presentar a més, una major acceptabilitat sensorial, una vida útil més llarga (123 dies a 4 ºC) i una major estabilitat de les seues propietats durant l'emmagatzemament. Basant-se en tot l'anterior, es recomana l'aplicació de la tecnologia microones com una alternativa interessant al processat tèrmic convencional a l'hora de pasteuritzar un puré de kiwi, així com d'altres fruites de característiques semblants, a fi d'obtindre productes processats a base de fruita de major qualitat sense que la innocuïtat dels mateixos es veja compromesa. / Benlloch Tinoco, M. (2015). ESTUDIO COMPARATIVO DE LA CALIDAD Y SEGURIDAD DE UN PURÉ DE KIWI PASTEURIZADO POR CALENTAMIENTO CONVENCIONAL O POR MICROONDAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53708 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Tesis por compendio / As stated by the United Nations Department of Economic and Social Affairs, the first half of the present century will experience a significant increase in global energy demand due to the expected growth of world population and global economic development. On the other hand, recent reports from the Intergovernmental Panel on Climate Change definitely evidence the link between the continued use of fossil fuels and the increasing concentration of greenhouse gases into the atmosphere being responsible for climate change. In this context, a global commitment is needed in the search for cleaner, environmentally friendly and sustainable energy sources, such as second¿generation bioethanol from agro¿industrial waste. Thus, this PhD Thesis aims to advance in the agro¿industrial waste recovery of fruits such as pineapple and persimmon. Specifically, different strategies for enhancing the bioethanol production process were evaluated. Additionally on¿line monitoring of the saccharification step and final alcohol content in the studied wastes were taken into consideration. Thus, different technologies were studied to improve the enzymatic hydrolysis performance in pineapple waste. First, hydrolytic performances of commercial enzymes produced by the filamentous fungi Aspergillus niger and Trichoderma reesei were compared. Next, the use of microwave pretreatments, alone or combined with an alkali treatment, was evaluated to improve the saccharification performance. On the other hand, "Rojo Brillante" persimmon waste wasstudied as a potentialsource of high added value products. Finally, electrochemical impedance spectroscopy based techniques were evaluated for monitoring saccharification and quantifying ethanol in pineapple waste. Results showed that A. niger cellulase is an effective alternative to that obtained from T. reesei for the saccharification of industrial pineapple waste, especially when combined with hemicellulase. On the other hand, microwave pretreatments at appropriate power and exposure times significantly improved the enzymatic hydrolysis performance. This improvement was particularly remarkable when microwaves were combined with an alkali treatment. On the other hand, industrial persimmon waste was shown to be a low¿cost source of bioethanol and antioxidant compounds, mainly carotenoids. Finally, electrochemical impedance spectroscopy was validated as an easy, fast, non¿destructive, inexpensive and alternative methodology to the traditional laboratory ones for monitoring saccharification and fermentation processes. This validation was achieved by combining impedance spectroscopy with mathematical models based on artificial neural networks, being robust, reliable, adaptive and easily implementable in electronic systems.   To conclude, the present PhD Thesis has provided substantial progress towards agro¿industrial waste recovery processes. In fact, several technological developments have been implemented in order to increase the saccharification yield in pineapple waste. Moreover, high added value products have been obtained from persimmon residue. Likewise, these processes can be accurately controlled on¿line by electrochemical impedance spectroscopy based techniques combined with specific mathematical models,  representing a significant advance in this field. / Durante la primera mitad de este siglo, se espera que la demanda mundial de energía aumente significativamente debido al previsible incremento de la población mundial y al desarrollo económico global, tal como afirman recientes estudios de la Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas. Por otro lado, los datos del Panel Intergubernamental del Cambio Climático vinculan el uso continuado de los combustibles fósiles con el aumento de la concentración de CO2 y partículas contaminantes a la atmósfera causantes, entre otros, del cambio climático. En este contexto, es necesario seguir avanzando en la búsqueda de alternativas energéticas más limpias y medioambientalmente sostenibles, como es el caso del bioetanol de segunda generación obtenido a partir de residuos agroindustriales. Así, la presente Tesis Doctoral plantea como objetivo profundizar en la revalorización de los residuos agroindustriales de frutas como la piña y el caqui. En concreto, se evaluaron diferentes estrategias para la mejora del proceso de obtención de bioetanol y el control en línea de la sacarificación y contenido en alcohol en los residuos. Para ello, se estudiaron diferentes tecnologías para la mejora del rendimiento de la hidrólisis enzimática de los residuos de piña. En primer lugar se comparó la acción hidrolítica de las enzimas comerciales producidas por los hongos filamentosos Aspergillus niger y Trichoderma reesei. A continuación, se evaluó la aplicación de pretratamientos con microondas, solos o combinados con un medio alcalino, para la mejora del rendimiento de la sacarificación. Por otro lado, se analizó el potencial de revalorización del residuo industrial de caqui de la variedad "Rojo Brillante". Finalmente se estudió la aplicación de técnicas basadas en la espectroscopía de impedancias para la monitorización de la sacarificación y la cuantificación de bioetanol en piña. Los resultados obtenidos demostraron que la celulasa de A. niger es una alternativa eficaz a la obtenida a partir de T. reesei para la sacarificación de los residuos industriales de piña, especialmente cuando se combina con hemicelulasa. Por otra parte, la aplicación de pretratamientos con microondas a potencias y tiempos de exposición apropiados mejoraron significativamente el rendimiento de la hidrólisis enzimática. Esta mejora demostró ser particularmente destacable cuando se combinaron las microondas con un medio alcalino. Por otra parte, se demostró que los residuos industriales de caqui son una fuente de obtención de compuestos de alto valor añadido tales como: bioetanol y compuestos antioxidantes, principalmente carotenoides. Por último, se validó la espectroscopía de impedancias electroquímica como una metodología fácil, rápida, no destructiva, económica y alternativa a las técnicas de laboratorio tradicionales para el control de la sacarificación y fermentación. Esto se consiguió combinando la espectroscopía de impedancias con el desarrollo de modelos matemáticos basados en redes neuronales artificiales que se caracterizan por ser robustos, fiables, adaptativos y fácilmente implementables en sistemas electrónicos. A modo de conclusión, la presente Tesis Doctoral ha permitido avanzar en el conocimiento sobre el proceso de revalorización de los residuos industriales de frutas mediante la implementación de desarrollos tecnológicos para el aumento del rendimiento de la hidrólisis enzimática del residuo de piña y la obtención de compuestos de alto valor añadido a partir de caqui. Asimismo, se ha demostrado que es posible aplicar técnicas basadas en la espectroscopía de impedancias y modelos matemáticos específicos para mejorar la monitorización y control en línea de estos procesos, lo que supone un avance significativo en este campo. / Durant la primera meitat d'aquest segle, s'espera que la demanda mundial d'energia augmente significativament a causa del previsible increment de la població mundial i al desenvolupament econòmic global, tal com afirmen recents estudis del Departament d'Assumptes Econòmics i Socials de les Nacions Unides. D'altra banda, les dades del Panell Intergovernamental del Canvi Climàtic vinculen l'ús continuat dels combustibles fòssils amb l'augment de la concentració de CO2 i partícules contaminants a l'atmosfera causants, entre uns altres, del canvi climàtic. En aquest context, és necessari seguir avançant en la cerca d'alternatives energètiques més netes i mediambientalment sostenibles, com és el cas del bioetanol de segona generació obtingut a partir de residus agroindustrials. Així, la present Tesi Doctoral planteja com a objectiu aprofundir en la revalorització dels residus agroindustrials de fruites com la pinya i el caqui. En concret, es van avaluar diferents estratègies per a la millora del procés d'obtenció de bioetanol i el control en línia de la sacarificació i contingut en alcohol en els residus. Per a això, es van estudiar diferents tecnologies per a la millora del rendiment de la hidròlisi enzimàtica dels residus de pinya. En primer lloc es va comparar l'acció hidrolítica dels enzims comercials produïts pels fongs filamentosos Aspergillus niger i Trichoderma reesei. A continuació, es va avaluar l'aplicació de pretractaments amb microones, sols o combinats amb un medi alcalí, per a la millora del rendiment de la sacarificació. D'altra banda, es va analitzar el potencial de revaloració del residu industrial de caqui de la varietat "Rojo Brillante". Finalment es va estudiar l'aplicació de tècniques basades en l'espectroscòpia d'impedàncies per al monitoratge de la sacarificació i la quantificació de bioetanol en pinya. Els resultats obtinguts van demostrar que la cel¿lulasa d'A. niger és una alternativa eficaç a l'obtinguda a partir de T. reesei per a la sacarificació dels residus industrials de pinya, especialment quan es combina amb hemicel¿lulasa. D'altra banda, l'aplicació de pretractaments amb microones a potències i temps d'exposició apropiats van millorar significativament el rendiment de la hidròlisi enzimàtica. Aquesta millora va demostrar ser particularment destacable quan es van combinar les microones amb un medi alcalí. D'altra banda, es va demostrar que els residus industrials de caqui són una font d'obtenció de compostos d'alt valor afegit tals com: bioetanol i compostos antioxidants, principalment carotenoides. Finalment, es va validar l'espectroscòpia d'impedàncies com una metodologia fàcil, ràpida, no destructiva, econòmica i alternativa a les tècniques de laboratori tradicionals per al control de la sacarificació i fermentació. Això es va conseguir combinant l'espectroscòpia d'impedàncies amb el desenvolupament de models matemàtics basats en xarxes neuronals artificials que es caracteritzen per ser robustos, fiables, adaptatius i fàcilment implementables en sistemes electrònics. A manera de conclusió, la present Tesi Doctoral ha permès avançar en el coneixement del procés de revalorització dels residus industrials de fruites mitjançant la implementació de desenvolupaments tecnològics per a l'augment del rendiment de la hidròlisi enzimàtica del residu de pinya i l'obtenció de compostos d'alt valor afegit a partir de caqui. Així mateix, s'ha demostrat que és possible aplicar tècniques basades en l'espectroscòpia d'impedàncies i models matemàtics específics per a millorar el monitoratge i control d'aquests processos, fet que suposa un avanç significatiu en aquest camp. / Conesa Domínguez, C. (2017). DESARROLLOS TECNOLÓGICOS PARA LA MEJORA Y CONTROL DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS AGROALIMENTARIOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86143 / Compendio

O presente trabalho teve como objetivo o aprimoramento da transesterificação do óleo de palmiste por rota etílica, por meio da atuação simultânea de lipases de diferentes fontes microbianas, visando a produção de biodiesel com teores residuais de monoacilglicerol (MAG) e diacilglicerol (DAG) dentro dos limites exigidos pela legislação ANP no 45/2014 para biocombustíveis. Para tal propósito, as lipases foram imobilizadas em suporte híbrido sílica-hidroxietilcelulose (SiO2- HEC) e os ensaios foram iniciados em regime descontínuo em reator de tanque agitado, temperatura fixa de 45 °C e razão molar óleo:álcool de 1:8. As lipases de Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens e Thermomyces lanuginosus, foram utilizadas de maneira isolada e em associação, com base no conhecimento prévio do bom desempenho destas enzimas para a produção de biodiesel. Conforme a capacidade de atuar em diferentes posições da molécula de triacilglicerol, as associações formaram combi-lipases de mesma especificidade (B. cepacia e P. fluorescens) e de diferente especificidade (B. cepacia e T. lanuginosus), com proporções de cada lipase variando de 75, 50 e 25% em relação ao seu par enzimático. Os melhores resultados foram observados quando utilizadas ambas as combinações em proporções equivalentes. Nestas condições, foram obtidas conversões similares (?98%) e ausência de DAG, com redução da viscosidade cinemática do óleo de palmiste de 30,35 para aproximadamente 4,00 mm2/s. Embora as conversões tenham sido próximas, a combi-lipase de diferente especificidade apresentou menor teor de MAG (1,68%, m/m), sendo escolhida como biocatalisador para o estudo em reatores de leito fixo em regime contínuo. Nesta etapa, foram realizados ensaios para testar os efeitos da razão molar óleo:álcool (1:12, 1:10 e 1:8) e do tempo espacial (16 e 14 h) na conversão, qualidade e produtividade do biodiesel. O melhor desempenho foi apresentado pela razão molar de 1:8 com tempo espacial de 16 h, proporcionando teor em MAG residual de 0,62% (m/m), conversão de 98% e produtividade de 30,9 mmolésteres.gcatalisador -1.h-1. Com relação à qualidade do biodiesel formado em termos de viscosidade cinemática (4,22 mm2/s), massa específica (870 kg/m3) e teor residual de MAG (0,62%, m/m), foi verificada adequação aos parâmetros exigidos pela ANP (3-6 mm2/s, 850-900 kg/m3 e <= 0,7%, m/m, respectivamente). / The objective of the present work was to improve the transesterification of palm kernel oil by ethanolic route through simultaneous action of lipases from different microbial sources, aiming to produce biodiesel with residual levels of monoacylglycerol (MAG) and diacylglycerol (DAG) within the limits required by ANP regulation 45/2014 for biofuels. For this purpose, lipases were immobilized on silica-hydroxyethylcellulose hybrid support (SiO2-HEC) and the assays were first carried out in a stirred tank batch reactor, at fixed temperature of 45 oC and oil -to-alcohol molar ratio of 1:8. The lipases from Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens and Thermomyces lanuginosus isolated and in association were used, based on the previous knowledge of the good performance of these enzymes for the biodiesel production. According to the ability to act at different positions of the triacylglycerol molecule, the associations formed combilipases of the same specificity (B. cepacia and P. fluorescens) and different specificities (B. cepacia and T. lanuginosus) at proportion of each lipase ranging from 75, 50 and 25% relative to their enzymatic pair. The best results were attained when both combinations were used at equivalent proportions. Under these conditions, similar conversions (?98%) and absence of DAG were obtained, which was consistent with the kinematic viscosity reduction of the palm kernel oil from 30.35 to 4.00 mm2/ s, approximately. Although similar conversions were attained, the combi-lipase of different specificities provided lower MAG contentes (1.68 wt%), being chosen as a biocatalyst for performing continuous runs in packed-bed reactor. In this step, the effects of the molar ratios oil-to-alcohol (1:12, 1:10 and 1:8) and space-times (16 and 14 h) on biodiesel production, quality and productivity were evaluated. The best performance was achieved by using molar ratio of 1:8 and space-time of 16 h, yielding residual MAG contents of 0.62 wt%, conversion of 98% and productivity of 30.9 mmolester.gcatalyst-1.h-1. The quality of biodiesel produced in terms of kinematic viscosity (4.22 mm2/s), specific mass (870 kg/m3) and residual MAG content (0.62 wt%) was found in accordance of ANP resolution (3-6 mm/ s, 850-900 kg/m3 and <= 0.7 wt%, respectively).

Resumo: --- / Doutor

Orientador: Osmar Malaspina / Resumo: As abelhas Apis mellifera africanizadas são consideradas importantes polinizadores no Brasil, uma vez que muitas culturas de alimentos dependem da polinização promovida por esses insetos. No entanto, com o crescimento da produtividade agrícola houve aumento do uso de agrotóxicos para o controle de pragas, os quais podem atingir também insetos não-alvo. Com a ação dos inseticidas como uma das possíveis causadoras da morte massiva desses polinizadores, pesquisas sobre o impacto dos agrotóxicos em abelhas receberam destaque. Diante do exposto, o presente estudo propôs investigar os efeitos de uma dose subletal de tiametoxam (TMX) (0,0227 ng de ingrediente ativo/μl de alimento), importante inseticida da classe dos neonicotinóides, no cérebro e no intestino de Apis mellifera africanizadas, por meio da avaliação da atividade de biomarcadores enzimáticos de exposição e de estresse oxidativo e pela ocorrência de peroxidação lipídica. O nível de estresse celular também foi investigado pela imunomarcação das proteínas de choque térmico HSP70 e HSP90 em conjunto com a detecção de morte celular pelo ensaio de TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling). Os dados mostraram que, no cérebro, o TMX aumentou a atividade de acetilcolinesterase (AChE) em 1, 3 e 5 dias de exposição, enquanto a carboxilesterase (CaE) diminuiu no primeiro dia e a glutationa s-transferase (GST) aumentou no quinto dia. Por sua vez, as enzimas antioxidantes foram menos atuantes no cérebro, se... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Africanized Apis mellifera bees are considered important pollinators in Brazil, since many food crops depend on the pollination by these insects. However, with the growth of agricultural productivity there has been an increase in the use of insecticides for pest control, which also can reach non-target insects. With the action of insecticides as one of the possible causes of the massive death of these pollinators, the studies of the effects of pesticides on bees were highlighted. Given the context, the present study aimed to investigate the effects of a sub lethal dose of thiamethoxam - TMX (0.0227 ng of active ingredient / μl of food), a insecticide of the class of neonicotinoids, in the brain and intestine of Africanized Apis mellifera, through the evaluation of the activity of enzymatic biomarkers of exposure and of oxidative stress and by the occurrence of lipid peroxidation. The level of cell stress was also investigated by the immunostaining of the HSP70 and HSP90 proteins together with the detection of cell death by the TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) assay. The data showed that, in the brain, TMX increased acetylcholinesterase activity (AChE) at 1, 3 and 5 days of exposure, while carboxylesterase (CaE) decreased on the first day and glutathione s-transferase (GST) increased in the fifth day. On the other hand, antioxidant enzymes were less active in the brain, and only glutathione peroxidase (GPX) showed increased activity on the f... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Introdução: As mucopolissacaridoses (MPSs) são doenças de deposito lisossômico causadas por deficiências enzimáticas envolvidas na degradação das glicosaminoglicanas. O catabolismo das glicosaminoglicanas pode ser bloqueado isoladamente ou em combinações, podendo ocorrer o acúmulo de dermatan sulfato, heparan sulfato, queratan sulfato, e o acido hialurônico. Existem sete tipos de MPSs (tipos I, II, III, IV, VI, VII e IX) causados por onze deficiências enzimáticas conhecidas; o comprometimento multissistêmico progressivo é uma característica comum à maioria dos tipos. O espectro de manifestações neurológicas é amplo e o diagnóstico precoce de tais manifestações é fundamental para um melhor prognóstico. A terapia de reposição enzimática (TRE) é atualmente disponível para o tratamento de alguns tipos de MPS, entretanto não há evidências de melhorias dos sintomas neurológicos com o uso da TRE. Objetivo: O objetivo deste estudo foi descrever as alterações neurológicas e de neuroimagem nos diversos tipos de MPSs. Métodos: Vinte pacientes com diagnóstico de mucopolissacaridoses (MPS) foram incluídos no estudo e avaliados conforme o protocolo clínico e de neuroimagem pré-estabelecido. Os pacientes foram submetidos à ressonância magnética (RM) de crânio e coluna em aparelhos de 1,5 Tesla. Resultados: Dentre os 20 pacientes da amostra, dois pacientes apresentavam MPS I (10%), três MPS II (15%), nove MPS IV (45%) e seis MPS VI (30%). As idades variaram de três a 26 anos (12,5 ± 6,1) e 13 (65%) pacientes eram do sexo masculino. Os pacientes com MPSs tipo I e II apresentaram uma ampla diversidade clínica e de neuroimagem. Desde casos oligossintomáticos com exame neurológico normal até um atraso significativo do desenvolvimento neuropsicomotor (DNPM), com alterações cognitivas, motoras e sensitivas persistentes foram encontrados. Os exames de RM dos pacientes com MPSs I e II apresentaram alterações tais como espessamento da díploe, alargamento dos espaços perivasculares, dilatação ventricular e comprometimento da substância branca. Alterações degenerativas na coluna vertebral estiveram presentes em todos os pacientes com MPSs I e II, a despeito da maioria estar em regime de TRE. Compressão medular foi observada em apenas um paciente com MPS I e em nenhum paciente MPS II. Dos nove pacientes com MPS IV, dois apresentaram atraso do DNPM, um deles com alterações cognitivas persistentes; em todos os pacientes encontramos déficits motores e seis dentre os nove apresentaram alterções de sensibilidade profunda. Na RM dos pacientes com MPS IV, observamos hipoplasia do processo odontóide em todos os pacientes, e em oito foram encontrados sinais de compressão medular. Subluxação atlanto-axial foi vista em seis pacientes. Estenose do canal e lipomatose epidural também contribuíram para compressão medular, e três pacientes apresentaram dois níveis de compressão. Na RM do crânio, dois pacientes com MPS IV apresentaram alterações da substância branca. Nos pacientes com MPS VI, a cognição esteve preservada e alterações de reflexos e sensibilidade profunda foram encontradas. Além das alterações clássicas encontradas em outros pacientes com outros tipos de MPSs, a RM dos pacientes com MPS VI mostrou alterações morfológicas dos diâmetros do crânio e da fossa média. Mesmo apresentando força muscular normal, todos os pacientes com MPS VI apresentaram algum grau de compressão medular. Em quatro pacientes encontramos subluxação atlanto-axial e em três estenose do canal medular. Conclusões: A heterogeneidade clínica e de neuroimagem foram marcantes nos pacientes com MPSs tipos I e II. Alterações degenerativas do coluna vertebral estiveram presentes em todos os pacientes destes grupo, a despeito da TRE. Os achados clínicos e de neuroimagem nos pacientes com MPS IV reforçam o comprometimento primário do sistema nervoso central neste tipo de MPS. Além disso, os efeitos secundários da doença sobre o medula requerem avaliação neurológica e RM da coluna total periodicamente. Nos pacientes com MPS VI, apesar do exame clínico mostrar apenas alterações sutis, o comprometimento do neuroeixo foi um achado universal pela RM, demonstrando a necessidade de seguimento radiológico mesmo em pacientes oligossintomáticos em regime de TRE / Introduction: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lisosomal storage disorders caused by deficiencies of glycosaminoglycans catabolism enzymes, leading to deposition of mucopolysaccharides; over time, there is cellular damage affecting several organs and systems. There are seven distinct phenotypes of MPS (types I, II, III, IV, VI, VII e IX) with eleven known enzymatic defects, which may result in accumulation of dermatan sulfate, heparan sulfate, queratan sulfate, and hyaluronic acid. Neurological manifestations are broad, and an early detection of these manifestations is essential to ensure a better prognosis of MPS patients. Enzymatic replacement therapy (ERT) is currently available to treat some types of MPS, albeit there is no evidence of direct neurological improvement with ERT. Objective: The objective of this study was to describe the clinical neurological abnormalities and neuroimaging findings in a sample of patients with diagnosis of MPS. Methods: Twenty patients previously diagnosed with distinct types of MPS were enrolled in the clinical and MRI protocol. Brain and spinal cord MRI were performed in 1.5 Tesla machines. Results: Amongst the 20 patients, two had diagnosis of MPS I (10%), three had MPS II (15%), nine had MPS type IV (45%), and six had MPS type VI (30%). The ages ranged between three and 26 years-old (mean 12,5 ± 6,1) and 13 pacients (65%) were male. Clinical findings in patients with MPS I and II were broad, ranging from an unremarkable neurologic examination to severe milestones delay, and cognitive, motor, and sensitive impairment. Neuroimaging features in patients with MPS I and II showed diploe thickness, enlargement of perivascular spaces, hydrocephalus and white matter abnormalities. Degenerative abnormalities in the spine were present in all patients with MPS I and MPS II. On the other hand, spinal cord compression was found in only one patient with MPS I and in none of the MPS II patients. Among the nine MPS IV patients, two had delayed milestones and one of those exhibited persistent cognitive impairment. All patients with MPS IV had motor deficits and six of them presented impairment of deep sensory modalities. Neuroimaging of patients with MPS IV showed white matter abnormalities in two and spinal cord compression in eight patients, with three of them presenting two levels of spinal cord compression. The main mechanism of compression was atlantoaxial subluxation; in addition, other abnormalities such as spinal stenosis and epidural lipomatosis also contributed to spinal cord compression in MPS IV patients. Patients with MPS VI had preserved cognition, but sensory exam and deep tendon reflex were abnormal. Other than classical brain MRI abnormalities, patients with MPS type VI also presented with changes in the middle cranial fossa and increased anteroposterior skull diameter. Even though all six patients with MPS VI presented normal muscle strength, all of them had some degree of spinal cord compression; four patients had atlantoaxial subluxation and three had spinal stenosis. Conclusions: Clinical and neuroimaging heterogeneity was remarkable in patients with MPS types I and II. Degenerative features in vertebrae were found in all patients with MPS I and II, despite ERT. Our clinical and neuroimaging findings in patients with MPS IV support the central nervous system impairment in these patients; additionally, it was possible to understand the underlying spinal cord compression mechanisms in MPS. Although clinical abnormalities were not meaningful in patients with MPS VI, they presented significant MRI abnormalities despite ERT. Routine assessments including neurologic examination and spinal cord MRI is extremely important in MPS patients