A determinação de macro- (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl e Ni) em folhas de plantas é recomendada para avaliar o estado nutricional das culturas de interesse econômico. A análise convencional envolve a decomposição ácida do material vegetal, geralmente assistida por radiação micro-ondas, seguida da determinação dos elementos por ICP OES. Nesta tese, duas técnicas multielementares foram avaliadas para acessar o status nutricional da cultura da soja rapidamente: a espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) e a espectrometria de fluorescência de raios X dispersiva em energia (EXDRF). Mapas microquímicos foram construídos empregando-se um sistema LIBS constituído por um laser de Nd:YAG (1064 nm, 5 ns, 360 mJ, 10 Hz) e um espectrômetro com óptica Echelle e detector ICCD, e um equipamento de bancada de micro-fluorescência de raios X dispersiva em energia (µ-EDXRF Orbis PC, EDAX) com tubo de Rh (50 kV, 50 W) e SDD. As distribuições elementares de Mg, Ca, P, S e K foram avaliadas, a fim de orientar e definir uma estratégia de amostragem para análise foliar direta da soja. Os mapas indicaram que a micro-heterogeneidade intrínseca dos elementos avaliados na amostra é significativa e há variações da composição foliar, tanto entre plantas de um mesmo tratamento, quanto entre folíolos de uma mesma planta. Esses fatores foram considerados críticos na definição de uma estratégia de amostragem única que pudesse abarcar e contornar os possíveis efeitos causados por esses fatores. Assim, definiu-se amostrar a maior área possível, sem privilegiar qualquer região específica da folha. Uma prova de conceito foi realizada, empregando-se LIBS para diagnose foliar de soja. Como as folhas secas de soja apresentaram baixa resistência mecânica, 30 folhas frescas de soja foram analisadas por LIBS, sendo acumulados 25 pulsos de laser por linha no modo de varredura, 12 linhas por folíolo e 3 folíolos por planta. Os resultados obtidos foram promissores em termos de comprovar a viabilidade técnica e prática do emprego de LIBS para análise direta de folhas frescas de soja. Análises de folhas frescas de soja também foram realizadas empregando-se um espectrômetro portátil de fluorescência de raios X dispersiva em energia (Tracer III-SD, Bruker) equipado com tubo de Rh (4W, 50 kV, 4,5 mm de diâmetro de feixe de raios X) e SDD. O status nutricional de plantas cultivadas sob condições controladas, com fornecimento adequado de nutrientes (tratamento controle) e com deficiência induzida de fósforo foi avaliado. Boas correlações foram obtidas para P (r = 0,838) e Zn (r = 0,888), que permitem inferir que a EDXRF pode ser recomendada para a quantificação desses nutrientes no campo. Os sinais detectados de Ca, Cu, Fe, K, Mn, P, S, Si, Zn e Rh (espalhamento Compton) permitiram a classificação das amostras em grupos utilizando análise de componentes principais (PCA). Os gráficos de scores e loadings da PCA mostraram: i) a separação entre os dois grupos de amostras (controle e deficientes em P), e ii) quais elementos foram responsáveis por esta separação. Dessa forma, a PCA constitui uma alternativa à análise quantitativa e pode ser utilizada em conjunto com EDXRF para identificar e classificar as amostras de soja como saudáveis ou deficientes em P. Assim, a partir dos resultados obtidos nesta tese, pode-se concluir que ambas as técnicas, LIBS e EDXRF, têm potencial para avaliar o estado nutricional da soja em tempo real, in situ e com mínimo tratamento de amostras. No entanto, para alcançar resultados quantitativos, diferentes estratégias de amostragem e calibração devem ser avaliadas criteriosamente a fim de superar os desafios aqui apresentados e criar condições de contorno para os inconvenientes que as folhas de soja apresentam como, por exemplo, a distribuição não-homogênea dos elementos e a baixa resistência mecânica quando secas / The determination of macro- (N, P, K, Ca, Mg and S) and micronutrients (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl and Ni) in plant leaves is recommended to evaluate the nutritional status of crops of economic interest. Traditional analysis involves microwave-assisted acidic digestion the plant material, followed by determination of the elements by ICP OES. In this thesis, two multielemental techniques were evaluated to access the nutritional status of the soybean crop quickly: laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (EXDRF). Microchemical maps were built using a LIBS system constituted by a Q-switched Nd:YAG laser (1064 nm, 5 ns, 360 mJ, 10 Hz) and a spectrometer with Echelle optics and ICCD detector, and a benchtop micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (?-EDXRF Orbis PC, EDAX) with Rh X-ray tube (50 kV, 50 W) and SDD. The elemental distributions of Mg, Ca, P, S and K were evaluated in order to guide and define a sampling strategy for direct analysis of soybean leaves. Maps indicated that intrinsic micro-heterogeneity of the elements evaluated in the sample is significant and there are variations in the leaf composition, between plants of the same treatment and between leaflets of the same plant. These factors were considered critical in defining a single sampling strategy that could encompass and circumvent the possible effects caused by them. Thus, it was decided to sample the largest possible area, without privileging any specific region of the leaf. A proof of concept was carried out using LIBS for foliar diagnosis of soybean. As the dry leaves of soybean presented low mechanical resistance, 30 fresh leaves of soybean were analyzed by LIBS, employing 25 laser pulses per line in the rastering mode, 12 lines per leaflet and 3 leaflets per plant. The obtained results were promising in order to prove technical and practical feasibility in using LIBS for direct analysis of fresh leaves of soybean. Analyzes of fresh leaves were also performed using a portable energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (Tracer III-SD, Bruker) equipped with Rh X-ray tube (4W, 50 kV, 4.5 mm diameter of X-ray beam) and SDD. The nutritional status of plants grown under controlled conditions, with good supply of nutrients (control treatment) and with phosphorus-induced deficiency were evaluated. Good correlations were obtained for P (r = 0.838) and Zn (r = 0.888), which allow to infer that EDXRF can be recommended for the quantification of these nutrients in the field. The detected signals of Ca, Cu, Fe, K, Mn, P, S, Si, Zn and Rh (Compton scattering) allowed the classification of samples into groups using Principal Component Analysis (PCA). The PCA scores and loadings graphs showed: i) the separation into two sample groups (control and P deficient), and ii) which elements were responsible for this separation. So, PCA constitutes an alternative method to quantitative analysis and it can be used with EDXRF in order to identify and classify soybean samples as healthy or P deficient. Thus, from the results obtained in this thesis, it can be concluded that both techniques, LIBS and EDXRF, have the potential to evaluate the nutritional status of soybean in real time, in situ and with minimal sample treatment. However, in order to achieve quantitative results, different sampling and calibration strategies should be carefully evaluated aiming to overcome the challenges presented here and circumvent the drawbacks of soybean leaves, such as the nonhomogeneous distribution of the elements and the low mechanical resistance when leaves are dried

Objetivo: O objetivo deste estudo foi analisar o consumo alimentar de gestantes portadoras de diabetes pré-gestacional, estimando a prevalência de deficiência ou excesso dos macronutrientes e micronutrientes na alimentação. Método: Foram analisadas 39 gestantes portadoras de diabetes pré-gestacional, em primeira consulta do seguimento de pré-natal, no setor de Endocrinopatias e Gestação da Clínica Obstétrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HCFMUSP). Os critérios de inclusão foram: gestante com diagnóstico de diabetes pré-gestacional, gestação única, alfabetizada, idade gestacional 24 semanas. Foram excluídas as gestantes que apresentassem impossibilidade de entender e/ou registrar as orientações nutricionais. As gestantes foram entrevistadas com a aplicação de inquérito alimentar recordatório de 24horas, registrando informações do consumo alimentar de três dias não consecutivos, incluindo-se um dia do final de semana. Na primeira avaliação pré-natal, determinou-se o estado nutricional pelo índice de massa corpórea pré-gestacional, e, em seguida, obteve-se o cálculo das recomendações energéticas, para posterior distribuição dos macronutrientes na dieta das gestantes. A avaliação da composição química dos alimentos da dieta foi calculada fornecendo dados de valor energético total (VET), macronutrientes e micronutrientes, que foram comparados com as recomendações nutricionais. Resultados: Nas 39 gestantes estudadas, observou-se um consumo energético abaixo do recomendado, representando apenas 89% do estimado. Houve maior distribuição do VET proveniente de proteínas e lipídeos que o previsto e, menor distribuição do VET em relação aos carboidratos. Observou-se inadequação da ingestão dos micronutrientes com maiores proporções de déficit de cálcio, ferro, cobre, magnésio, selênio, potássio, vitamina B1, B5 C, e ácido fólico. Identificou-se excesso dos seguintes micronutrientes: fósforo, sódio, iodo e vitamina B12. Houve inadequação de micronutrientes com distribuição variável entre déficit e excesso de manganês, zinco, vitamina A, vitamina D. Conclusões: Observou-se alta frequência de inadequação alimentar em pacientes diabéticas pré-gestacionais, tanto em relação ao valor energético total e quanto à distribuição de macronutrientes e micronutrientes / Objective: The objective of this study was to analyze the dietary intake of pregnant women with pregestational diabetes, estimating the prevalence of deficiency or excess of macronutrients and micronutrients in the diet. Method: Thirty-nine pregnant women with pregestational diabetes were evaluated in the first prenatal care assessment in Clínica Obstétrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP). Inclusion criteria were: literate pregnant women with pregestational diabetes, single pregnancy, gestational age less than or equal to 24 weeks. Pregnant women who present inability to understand or Record the nutritional guidance would be exclused. The women were interviewed with the application of a 24-hour recall (24 Hr) recording dietary intake information from three non-consecutive days, including one Day of the weekend. In the first prenatal assessment, we determined the nutritional status by body mass index before pregnancy, and then obtained the calculation of energy recommendations for further distribution of macronutrients in the diet of the pregnant women. The evaluation of the chemical composition of food was calculated providing data of the total energy (VET), macronutrients and micronutrients, wich were compared with dietary recommendations. Results: On the 39 pregnant women studied, there was an energy consumption lower than recommended, representing only 89% of the estimate. There was a greater distribution of daily energy intake from protein and lipid than expected and lower distribution of VET in relation to carbohydrates. There was inadequate intake of micronutrients with higher proportions of deficit of calcium, iron, copper, magnesium, selenium, potassium, vitamin B1, B5, C and folic acid. An excess of the following micronutrients was identified: phosphorus, sodium, iodine and vitamin B12. There was inadequacy of micronutrient with variable distribution between deficit and excess of manganese, zinc, vitamin A, vitamin D.Conclusions: There was a high frequency of inadequate diet in pregestational diabetic patients in terms of both total energy and the distribution of macronutrients and micronutrients

A ricinocultura tem se destacado como uma das culturas mais promissoras nas regiões do semi-árido e cerrado, pois o óleo de mamona, além de ser empregado como matéria prima em diversas indústrias, apresenta potencial para fabricação de biodiesel. Este trabalho está fundamentado nas seguintes hipóteses: a) a produção de sementes e óleo de mamona está relacionada com o suprimento de boro (B); b) a toxicidade por este elemento é tão grave quanto a sua deficiência; c) A redistribuição deste micronutriente na planta é baixa ou restrita. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da deficiência e toxicidade de B na mamoneira (Ricinus communis L.), utilizando doses deste micronutriente em solução nutritiva, e avaliar a dinâmica do B na mamoneira utilizando compostos enriquecidos isotopicamente em 10B, através de dois experimentos: 1) Doses de 0; 0,025; 0,05; 0,10; 0,27; 2,70; 5,40 mg L-1 B em solução nutritiva, com análises da produção de MS, avaliações ultra-estruturais, medições de fotossíntese e transpiração e também o teor e viscosidade do óleo presente nas sementes produzidas. 2) 3 Aplicações de solução de ácido bórico enriquecido isotopicamente em 10B, sendo 2,7 mg B via foliar por planta e 1,0 mg B em solução nutritiva por planta, com posterior determinação de boro total e 10B por ICP-MS das partes da planta. Dentre os resultados obtidos verificou-se que não houve produção de frutos em plantas submetidas às doses de 0 e 0,025 mg L-1 B. Entretanto, em plantas apresentando sinais de toxicidade nas folhas, a produção não foi afetada. As principais alterações ultra-estruturais manifestaram-se na deficiência de B, através do espessamento da lamela média e na ausência de grânulos de amido. Dentre as sementes produzidas, os atributos de teor e viscosidade não mostraram diferenças significativas entre os tratamentos. Os valores de fotossíntese e transpiração foram menores nas plantas com deficiência e não mostraram diferenças significativas nos tratamentos de toxicidade. No segundo experimento, constatou-se que houve redistribuição de B, aplicado via foliar, das folhas para os frutos, mas e pouca redistribuição para as raízes. A aplicação de 1 mg de B por planta em cada troca de solução nutritiva mostrou-se mais eficiente em elevar a produção e os teores de B na planta que as aplicações de 2,7 mg de B por planta através da aplicação foliar. Concluiu-se que, nesta espécie, a toxicidade de boro não é tão grave quanto a sua deficiência e ocorre redistribuição de boro da folha para o fruto, mas não para a raiz / The castor bean production has highlighted as one of the most promising crops in cerrado and semi-arid farmlands, as the castor oil, besides being used in several industries, presents potential for biodiesel production. This work is based in the following hypotheses: a) the production of seeds and castor oil is related with appropriate supply of boron (B), and the interval between the deficiency and boron toxicity is narrow; b) The B toxicity is as serious as its deficiency; c) the phloem mobility in this plant is low or restricted. The objective was to evaluate the effects of boron deficiency and toxicity in castor bean plants (Ricinus communis L.), utilizing doses of this micronutrient in nutrient solution, and to evaluate the phloem mobility of boron using 10B enriched compound, through two experiments: 1) doses of 0; 0.025; 0.05; 0.10; 0.27; 2.70; 5.40 mg L-1 B in nutrient solution, with analysis of dry matter weight, ultra-structural evaluations, photosynthesis and transpiration rates, and viscosity and oil content in the produced seeds. 2) Three applications of acid boron solution in leaves (2.7 mg of B enriched in 10B per plant) and in nutrient solution (1 mg of B enriched in 10B per plant) with analysis of boron isotope ratio by ICP-MS. Among the results it was verified that there was not fruit yield in plants submitted to doses of 0 and 0.025 mg L-1 B. However, the fruit yields were not affected in plants with boron toxicity symptoms in leaves. The main ultra-structural alterations showed in boron deficiency was the thickness (or swollen) of medium lamellae and the absence of starch granules. The oil contents and viscosity in produced seeds did not show differences among the treatments. The photosynthesis and transpiration rates were lower in the plants with deficiency and and there was not significant differences among the treatments with B toxicity. In the second experiment, it was verified the occurrence of boron phloem mobility to fruits from the B applied to the leaves, and low phloem mobility of boron from leaves to the roots. The application of 1 mg of B per plant in each changes of nutrition solution was shown more efficient to increase the production and B rates in plants than applications of 2.7 mg of B per plant through the foliar application. It concludes that, in this species, the boron toxicity is not as harmful to fruit production as boron deficiency and the phloem mobility occurs from leaves to fruits, but not to roots

A determinação de macro- (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl e Ni) em folhas de plantas é recomendada para avaliar o estado nutricional das culturas de interesse econômico. A análise convencional envolve a decomposição ácida do material vegetal, geralmente assistida por radiação micro-ondas, seguida da determinação dos elementos por ICP OES. Nesta tese, duas técnicas multielementares foram avaliadas para acessar o status nutricional da cultura da soja rapidamente: a espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) e a espectrometria de fluorescência de raios X dispersiva em energia (EXDRF). Mapas microquímicos foram construídos empregando-se um sistema LIBS constituído por um laser de Nd:YAG (1064 nm, 5 ns, 360 mJ, 10 Hz) e um espectrômetro com óptica Echelle e detector ICCD, e um equipamento de bancada de micro-fluorescência de raios X dispersiva em energia (µ-EDXRF Orbis PC, EDAX) com tubo de Rh (50 kV, 50 W) e SDD. As distribuições elementares de Mg, Ca, P, S e K foram avaliadas, a fim de orientar e definir uma estratégia de amostragem para análise foliar direta da soja. Os mapas indicaram que a micro-heterogeneidade intrínseca dos elementos avaliados na amostra é significativa e há variações da composição foliar, tanto entre plantas de um mesmo tratamento, quanto entre folíolos de uma mesma planta. Esses fatores foram considerados críticos na definição de uma estratégia de amostragem única que pudesse abarcar e contornar os possíveis efeitos causados por esses fatores. Assim, definiu-se amostrar a maior área possível, sem privilegiar qualquer região específica da folha. Uma prova de conceito foi realizada, empregando-se LIBS para diagnose foliar de soja. Como as folhas secas de soja apresentaram baixa resistência mecânica, 30 folhas frescas de soja foram analisadas por LIBS, sendo acumulados 25 pulsos de laser por linha no modo de varredura, 12 linhas por folíolo e 3 folíolos por planta. Os resultados obtidos foram promissores em termos de comprovar a viabilidade técnica e prática do emprego de LIBS para análise direta de folhas frescas de soja. Análises de folhas frescas de soja também foram realizadas empregando-se um espectrômetro portátil de fluorescência de raios X dispersiva em energia (Tracer III-SD, Bruker) equipado com tubo de Rh (4W, 50 kV, 4,5 mm de diâmetro de feixe de raios X) e SDD. O status nutricional de plantas cultivadas sob condições controladas, com fornecimento adequado de nutrientes (tratamento controle) e com deficiência induzida de fósforo foi avaliado. Boas correlações foram obtidas para P (r = 0,838) e Zn (r = 0,888), que permitem inferir que a EDXRF pode ser recomendada para a quantificação desses nutrientes no campo. Os sinais detectados de Ca, Cu, Fe, K, Mn, P, S, Si, Zn e Rh (espalhamento Compton) permitiram a classificação das amostras em grupos utilizando análise de componentes principais (PCA). Os gráficos de scores e loadings da PCA mostraram: i) a separação entre os dois grupos de amostras (controle e deficientes em P), e ii) quais elementos foram responsáveis por esta separação. Dessa forma, a PCA constitui uma alternativa à análise quantitativa e pode ser utilizada em conjunto com EDXRF para identificar e classificar as amostras de soja como saudáveis ou deficientes em P. Assim, a partir dos resultados obtidos nesta tese, pode-se concluir que ambas as técnicas, LIBS e EDXRF, têm potencial para avaliar o estado nutricional da soja em tempo real, in situ e com mínimo tratamento de amostras. No entanto, para alcançar resultados quantitativos, diferentes estratégias de amostragem e calibração devem ser avaliadas criteriosamente a fim de superar os desafios aqui apresentados e criar condições de contorno para os inconvenientes que as folhas de soja apresentam como, por exemplo, a distribuição não-homogênea dos elementos e a baixa resistência mecânica quando secas / The determination of macro- (N, P, K, Ca, Mg and S) and micronutrients (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl and Ni) in plant leaves is recommended to evaluate the nutritional status of crops of economic interest. Traditional analysis involves microwave-assisted acidic digestion the plant material, followed by determination of the elements by ICP OES. In this thesis, two multielemental techniques were evaluated to access the nutritional status of the soybean crop quickly: laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (EXDRF). Microchemical maps were built using a LIBS system constituted by a Q-switched Nd:YAG laser (1064 nm, 5 ns, 360 mJ, 10 Hz) and a spectrometer with Echelle optics and ICCD detector, and a benchtop micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (?-EDXRF Orbis PC, EDAX) with Rh X-ray tube (50 kV, 50 W) and SDD. The elemental distributions of Mg, Ca, P, S and K were evaluated in order to guide and define a sampling strategy for direct analysis of soybean leaves. Maps indicated that intrinsic micro-heterogeneity of the elements evaluated in the sample is significant and there are variations in the leaf composition, between plants of the same treatment and between leaflets of the same plant. These factors were considered critical in defining a single sampling strategy that could encompass and circumvent the possible effects caused by them. Thus, it was decided to sample the largest possible area, without privileging any specific region of the leaf. A proof of concept was carried out using LIBS for foliar diagnosis of soybean. As the dry leaves of soybean presented low mechanical resistance, 30 fresh leaves of soybean were analyzed by LIBS, employing 25 laser pulses per line in the rastering mode, 12 lines per leaflet and 3 leaflets per plant. The obtained results were promising in order to prove technical and practical feasibility in using LIBS for direct analysis of fresh leaves of soybean. Analyzes of fresh leaves were also performed using a portable energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (Tracer III-SD, Bruker) equipped with Rh X-ray tube (4W, 50 kV, 4.5 mm diameter of X-ray beam) and SDD. The nutritional status of plants grown under controlled conditions, with good supply of nutrients (control treatment) and with phosphorus-induced deficiency were evaluated. Good correlations were obtained for P (r = 0.838) and Zn (r = 0.888), which allow to infer that EDXRF can be recommended for the quantification of these nutrients in the field. The detected signals of Ca, Cu, Fe, K, Mn, P, S, Si, Zn and Rh (Compton scattering) allowed the classification of samples into groups using Principal Component Analysis (PCA). The PCA scores and loadings graphs showed: i) the separation into two sample groups (control and P deficient), and ii) which elements were responsible for this separation. So, PCA constitutes an alternative method to quantitative analysis and it can be used with EDXRF in order to identify and classify soybean samples as healthy or P deficient. Thus, from the results obtained in this thesis, it can be concluded that both techniques, LIBS and EDXRF, have the potential to evaluate the nutritional status of soybean in real time, in situ and with minimal sample treatment. However, in order to achieve quantitative results, different sampling and calibration strategies should be carefully evaluated aiming to overcome the challenges presented here and circumvent the drawbacks of soybean leaves, such as the nonhomogeneous distribution of the elements and the low mechanical resistance when leaves are dried

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula Stocco1.pdf: 1129675 bytes, checksum: 46a4cde727f11b90a80dafb705d23871 (MD5) Previous issue date: 2009-05-12 / Industrial processes generate a series of products, often without applicability becomes waste that contribute to pollution of soil, air and water. Some products may be reused and / or processed into raw materials for other processes. In this context, analyzed the water of oil shale (a byproduct of the process of obtaining the oil shale) using an Instrumental techniques (UV / VIS; of Flame Photometry, Atomic Absorption, potentiometry) and Analytical (Permanganometria, complexometry with EDTA, Total Nitrogen by the Kjeldahl method). In water of shale it was found significant levels of some nutrients in the form elements available to the plant as the phosphate and sulfate, and total nitrogen content and high concentration of organic matter. The basic character of water in shale could assist in the correction of soil acidity. After testing of a column leaching in Oxisol in three different depths, the leachate was subjected to the same analysis for the water of oil shale. Data from atomic absorption spectroscopy revealed the shale of low water levels of calcium and magnesium, and concentrations of micronutrients such as zinc, manganese and iron, and low levels of lead, cadmium and chromium. Concentrations of calcium, magnesium and potassium in the form available to the plant were not detected. The analysis of the leachate showed that variation of pH was slightly acid, besides the reduction in the concentration of nitrogen, phosphate and sulfate and organic matter. Concentrations of calcium, magnesium and potassium in the form available to the plant that had not been detected before the percolation, the traditional methods of analysis, appear in the analysis of the leachate, indicating that the soil was removed during the process. Data of Atomic Absorption Spectroscopy indicate significant withdrawal of calcium, magnesium and potassium for the three soil depths, and the most superficial layer was the one with a greater quantity of calcium and magnesium. Another element that has undergone leaching and the iron concentration was high, with the layer deeper water by the leaching of shale occurred with greater intensity. The manganese was leached soil at all depths, and the deepest layer presented the highest content. The zinc was leached in greater proportion in the most superficial layer. Lead, cadmium and chromium in the leachate remained virtually the same concentrations in the water of oil shale, indicating that they were not incorporated into the soil. The copper remained constant in its concentration compared to leachate water from shale In general, all soil cations were leached by ground water from shale. / Os processos industriais geram uma série de subprodutos, que muitas vezes sem aplicabilidade se tornam resíduos que contribuem na poluição do solo, do ar e da água. Alguns subprodutos podem ser reaproveitados e/ou transformados em matéria prima para outros processos. Nesse contexto, analisou-se a água de xisto (um subproduto do processo da obtenção do óleo de xisto) utilizando-se Técnicas Instrumentais (UV/VIS; Fotometria de Chama; Absorção Atômica; Potenciometria) e Analíticas (Permanganometria, Complexometria com EDTA, Nitrogênio Total pelo método de Kjeldahl). Na água de xisto verificou-se teores significativos de alguns elementos macronutrientes na forma disponível para a planta como o fosfato e o sulfato, além de teores de nitrogênio total e alta concentração de matéria orgânica. O caráter básico da água de xisto poderia auxiliar na correção da acidez do solo. Após ensaio de lixiviação em coluna de um Latossolo Vermelho Distrófico em três profundidades diferentes, o percolado foi submetido às mesmas análises feitas para a água de xisto. Os dados de Espectroscopia de Absorção Atômica revelaram na água de xisto baixos teores de cálcio e magnésio, e concentrações de micronutrientes como zinco, manganês e ferro, além de baixos teores de chumbo, cádmio e cromo. Concentrações de cálcio, magnésio e potássio na forma disponível para a planta não foram detectadas na água de xisto. A análise do percolado demonstrou variação de pH que ficou ligeiramente ácido, além da redução na concentração de nitrogênio, sulfato e fosfato e matéria orgânica. Concentrações de cálcio, magnésio e potássio na forma disponível para a planta que não haviam sido detectadas antes da percolação, pelos métodos clássicos de análises, aparecem nas análises do percolado, indicando que foram retirados do solo durante o processo. Dados de Espectroscopia de Absorção Atômica indicam a retirada significativa de cálcio, magnésio e potássio do solo para as três profundidades, sendo que a camada mais superficial foi a que apresentou uma maior quantidade de cálcio e magnésio. Outro elemento que sofreu lixiviação e em alta concentração foi o ferro, sendo que na camada mais profunda a lixiviação pela água de xisto ocorreu com maior intensidade. O Manganês também foi lixiviado do solo em todas as profundidades, sendo que a camada mais profunda foi a que apresentou o teor mais elevado. O zinco foi lixiviado em maior proporção na camada mais superficial. Chumbo, cádmio e cromo se mantiveram no percolado praticamente nas mesmas concentrações que na água de xisto, indicando que os mesmos não foram incorporados ao solo. O cobre manteve sua concentração constante no percolado comparado à água de xisto de modo geral, todos os cátions do solo foram lixiviados do solo pela água de xisto. Palavras chave: espécies metálicas, macronutrientes, micronutrientes.

Objetivo: O objetivo deste estudo foi analisar o consumo alimentar de gestantes portadoras de diabetes pré-gestacional, estimando a prevalência de deficiência ou excesso dos macronutrientes e micronutrientes na alimentação. Método: Foram analisadas 39 gestantes portadoras de diabetes pré-gestacional, em primeira consulta do seguimento de pré-natal, no setor de Endocrinopatias e Gestação da Clínica Obstétrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HCFMUSP). Os critérios de inclusão foram: gestante com diagnóstico de diabetes pré-gestacional, gestação única, alfabetizada, idade gestacional 24 semanas. Foram excluídas as gestantes que apresentassem impossibilidade de entender e/ou registrar as orientações nutricionais. As gestantes foram entrevistadas com a aplicação de inquérito alimentar recordatório de 24horas, registrando informações do consumo alimentar de três dias não consecutivos, incluindo-se um dia do final de semana. Na primeira avaliação pré-natal, determinou-se o estado nutricional pelo índice de massa corpórea pré-gestacional, e, em seguida, obteve-se o cálculo das recomendações energéticas, para posterior distribuição dos macronutrientes na dieta das gestantes. A avaliação da composição química dos alimentos da dieta foi calculada fornecendo dados de valor energético total (VET), macronutrientes e micronutrientes, que foram comparados com as recomendações nutricionais. Resultados: Nas 39 gestantes estudadas, observou-se um consumo energético abaixo do recomendado, representando apenas 89% do estimado. Houve maior distribuição do VET proveniente de proteínas e lipídeos que o previsto e, menor distribuição do VET em relação aos carboidratos. Observou-se inadequação da ingestão dos micronutrientes com maiores proporções de déficit de cálcio, ferro, cobre, magnésio, selênio, potássio, vitamina B1, B5 C, e ácido fólico. Identificou-se excesso dos seguintes micronutrientes: fósforo, sódio, iodo e vitamina B12. Houve inadequação de micronutrientes com distribuição variável entre déficit e excesso de manganês, zinco, vitamina A, vitamina D. Conclusões: Observou-se alta frequência de inadequação alimentar em pacientes diabéticas pré-gestacionais, tanto em relação ao valor energético total e quanto à distribuição de macronutrientes e micronutrientes / Objective: The objective of this study was to analyze the dietary intake of pregnant women with pregestational diabetes, estimating the prevalence of deficiency or excess of macronutrients and micronutrients in the diet. Method: Thirty-nine pregnant women with pregestational diabetes were evaluated in the first prenatal care assessment in Clínica Obstétrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP). Inclusion criteria were: literate pregnant women with pregestational diabetes, single pregnancy, gestational age less than or equal to 24 weeks. Pregnant women who present inability to understand or Record the nutritional guidance would be exclused. The women were interviewed with the application of a 24-hour recall (24 Hr) recording dietary intake information from three non-consecutive days, including one Day of the weekend. In the first prenatal assessment, we determined the nutritional status by body mass index before pregnancy, and then obtained the calculation of energy recommendations for further distribution of macronutrients in the diet of the pregnant women. The evaluation of the chemical composition of food was calculated providing data of the total energy (VET), macronutrients and micronutrients, wich were compared with dietary recommendations. Results: On the 39 pregnant women studied, there was an energy consumption lower than recommended, representing only 89% of the estimate. There was a greater distribution of daily energy intake from protein and lipid than expected and lower distribution of VET in relation to carbohydrates. There was inadequate intake of micronutrients with higher proportions of deficit of calcium, iron, copper, magnesium, selenium, potassium, vitamin B1, B5, C and folic acid. An excess of the following micronutrients was identified: phosphorus, sodium, iodine and vitamin B12. There was inadequacy of micronutrient with variable distribution between deficit and excess of manganese, zinc, vitamin A, vitamin D.Conclusions: There was a high frequency of inadequate diet in pregestational diabetic patients in terms of both total energy and the distribution of macronutrients and micronutrients

O tratamento de sementes pode ser uma importante técnica para o fornecimento de micronutrientes na cultura do milho (Zea mays L.), sendo capaz de promover um melhor estabelecimento da cultura no campo. Solos contendo níveis insuficientes de zinco e de cobre para as plantas são frequentes em grande parte das regiões agrícolas do Brasil e do mundo. Deste modo, o fornecimento destes elementos via sementes pode ser uma alternativa viável e eficaz para produtores de milho. Este trabalho teve como objetivo avaliar diferentes tratamentos de sementes de milho contendo Zn e Cu, considerando aspectos relacionados à qualidade fisiológica das sementes e à eficiência nutricional. Para tal, foram utilizados quatro lotes do híbrido 2B688Hx, apresentando diferenças quanto ao tamanho e vigor das sementes. Os tratamentos foram compostos por diferentes dosagens e combinações de suspensões líquidas contendo óxido de Zn e carbonato de Cu, fornecidos juntos ou separadamente. Os lotes foram avaliados pelo teor de água das sementes, germinação e teste de frio em cinco épocas: 0, 30, 60, 180 e 360 dias. Nas três primeiras épocas, também foram realizados os testes de emergência de plântulas, velocidade de emergência de plântulas e análises do crescimento de raiz por meio do software SVIS®. O desenvolvimento inicial das plantas foi avaliado pela altura, área foliar e massa seca de raiz e de parte aérea. Os dados de massa seca associados aos teores de Zn e de Cu nos tecidos permitiram calcular as eficiências de absorção, transporte e utilização dos mesmos. A qualidade fisiológica de sementes de milho tratadas com Zn e Cu, isoladamente ou associados, não é afetada ao longo de doze meses de armazenamento; por outro lado, o Cu utilizado isoladamente causa fitotoxicidade quando a avaliação é realizada tendo o papel como substrato, afetando principalmente o desenvolvimento radicular das plântulas. O tratamento de sementes com zinco e cobre se constitui em alternativa viável e eficaz para o fornecimento destes elementos para as plantas de milho. / Seed treatment is a potential tool for supplying micronutrients on maize crop (Zea mays L.), enabling a better plant stand establishment in the field. Soils presenting insufficient levels of zinc and copper to plants are common in various agricultural regions throughout Brazil and the world. Thus, the supply of such elements via seeds can be viable and effective for maize crop. This study aimed to evaluate different maize seed treatments containing Zn and Cu, related to the effects on seeds physiological quality and nutritional efficiency. Thus, four seeds lots of the corn hybrid 2B688Hx, differing in size and vigor, were used for this study. The treatments were composed of liquid suspensions containing Zn oxide and Cu carbonate, applied together or separately at different dosages. The lots were evaluated by seed moisture, germination and cold test in five periods: 0, 30, 60, 180 and 360 days. Seedling emergence, seedling emergence speed and image analysis of root growth (software SVIS®) were also performed in the first three periods. The plants development was assessed by height, leaf area and dry weight of roots and shoots. The efficiencies of absorption, transport and utilization were calculated with the data of seedlings dry weight and tissues content of Zn and Cu. The physiological quality of maize seeds is not affected by the treatments containing Zn and Cu, together or separated, during the twelve-month storage period; on the other hand, the treatments containing only Cu caused phytotoxicity on paper-based tests, affecting mainly the seedlings root development. Seed treatment with zinc and copper is a viable and effective approach for supplying these elements to maize plants.

Introdução Hiperomocisteinemia é um fator de risco para defeitos de fechamento no tubo neural e doenças vasculares e neurodegenerativas, e possui determinantes ambientais, metabólicos e genéticos. Estudos sobre freqüência de polimorfismos relacionados ao metabolismo da homocisteína (Hcy) e sua relação com dieta, fatores do estilo de vida e concentração plasmática de Hcy na população brasileira são ainda escassos. Objetivo Investigar a frequência de polimorfismos das enzimas metilenotetraidrofolato redutase (MTHFR C677T [rs1801133] e A1298C [rs1801131]), metionina sintase (MTR A2756G [rs1805087]), metionina sintase redutase (MTRR A66G [rs1801394]) e do carreador de folato reduzido (RFC G80A [rs1051266]) e sua associação com fatores dietéticos, estilo de vida e concentrações séricas ou plasmáticas de Hcy e vitaminas B12, B6 e folato em mulheres de São Paulo. População e métodos Análise transversal de dados de 609 mulheres (21-65 anos) participantes do estudo caso-controle de base hospitalar The Brazilian Investigation into Nutrition and Cervical Cancer Prevention (BRINCA) Study, excluindo-se os casos de câncer. A ingestão alimentar habitual foi avaliada por questionário de freqüência alimentar. Amostras sangüíneas em jejum foram obtidas sob proteção da luz, com separação imediata do plasma e armazenamento a -70ºC. Concentrações séricas de ácido fólico e vitamina B12 foram analisadas por técnica de fluoroimunoensaio, enquanto concentrações plasmáticas de Hcy e vitamina B6 foram analisadas por cromatografia líquida de alta performance em fase reversa. A detecção dos polimorfismos foi realizada por técnica de reação de cadeia de polimerase. As análises estatísticas foram realizadas através do programa STATA versão 10.0, ao nível de significância p<0,05. Resultados Genótipo homozigoto polimórfico foi observado em 6,6 por cento (MTHFR 677TT), 4,4 por cento (MTHFR 1298CC), 4,5 por cento (MTR 2756GG), 17,1 por cento (MTRR 66GG) e 24,4 por cento (RFC 80AA) das mulheres analisadas. Genótipo MTHFR 677TT associou-se a maiores concentrações plasmáticas de Hcy e menores concentrações séricas de folato e vitamina B12, quando comparadas aos genótipos 677CT e 677CC (p<0,005). Em contraste, mulheres portadoras de homozigose selvagem para os polimorfismos MTHFR A1298C, MTR A2756G e MTRR A66G apresentaram maiores concentrações plasmáticas de Hcy quando comparadas às mulheres portadoras de heterozigose e/ou homozigose polimórfica (p<0,005). O efeito de maior consumo de vitamina B6 na concentração de Hcy foi mais pronunciado entre fumantes que entre não-fumantes (p da interação=0,025). Entre fumantes, valores médios de Hcy em mulheres 677TT foram 64,8 por cento e 51,8 por cento maiores quando comparadas às 677CT e 677CC, respectivamente; portadoras do genótipo 1298CC apresentaram maiores concentrações plasmáticas de Hcy em relação àquelas com genótipo 1298AA e 1298AC; entre não-fumantes, entretanto, mulheres 1298AC apresentaram menores concentrações plasmáticas de Hcy do que as mulheres 1298AA. Fumantes que reportaram ingestão de café >173 g/dia tiveram concentrações plasmáticas de Hcy 1,3 mol/L (12,7 por cento) mais altas do que as não-fumantes com consumo de café 173 g/dia (p da interação=0,042). Mulheres sem ingestão alcoólica habitual e que reportaram ser fumantes apresentaram concentrações medianas de Hcy 3,4 mol/L (35 por cento) mais elevadas do que mulheres com consumo de álcool >21,4 g/dia, mas não-fumantes (p da interação=0,008). Conclusão Nesta população de mulheres com baixa prevalência de deficiência de folato sérico (5,1 por cento), fatores do estilo de vida, sobretudo tabagismo e ingestão habitual de álcool, modificam a relação entre consumo alimentar, polimorfismos e concentrações de Hcy, reforçando as recomendações para não fumar e de consumo de álcool com moderação / Introduction Hyperomocysteinemia is a risk factor for neural tube defect and vascular and neurodegenerative diseases, and has genetic, metabolic and environmental determinants. Studies evaluating frequency of polymorphisms related to homocysteine (Hcy) metabolism and its relation with diet, lifestyle factors and plasma Hcy concentration in Brazilian population are scarce. Objectives To assess the frequency of methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T and A1298C, methionine synthase (MTR) A2756G, methionine synthase reductase (MTRR) A66G and reduced folate carrier (RFC) A80G gene polymorphisms, and examine its association with dietary factors, lifestyle and serum or plasma Hcy and vitamins B12, B6 and folate among low-income Brazilian women. Subjects and methods This cross-sectional study included 609 women (21-65 years) participating in The Brazilian Investigation into Nutrition and Cervical Cancer Prevention Study (BRINCA Study), excluding cancer cases. The dietary intakes regarding the previous year were estimated using a validated food frequency questionnaire. Fasting blood samples were taken from each study participant, protected from light, immediately separated plasma or serum and storaged at -70oC. Serum folate and vitamin B12 concentrations were measured by fluoroimmunoassay, and plasma vitamin B6 and Hcy concentrations were assessed by reverse-phase high performance liquid chromatography. Gene polymorphisms were ascertained using the protein chain reaction-based method. Statistical analyses were performed using STATA 10.0, using a statistical significance level of p<0,05. Results Frequencies for the homozygous variant genotypes were: 6.6 per cent (MTHFR 677TT), 4.4 per cent (MTHFR 1298CC), 4.5 per cent (MTR 2756GG), 17.1 per cent (MTRR 66GG) and 24.4 per cent (RFC 80AA) of the analysed women. MTHFR 677TT genotype has been associated to higher plasma Hcy concentration and lower serum folate and vitamin B12 concentration, compared to 677CT and 677CC genotypes (p<0,005). On the contrary, women carrying MTHFR A1298C, MTR A2756G and MTRR A66G wild homozygous have presented higher plasma Hcy concentrations when compared to those heterozygous and/or polymorphic homozygous (p<0,005). The effect of a higher vitamin B6 consumption on plasma Hcy concentration was more pronounciated among smokers than non-smokers (interaction p=0.025). Among smokers, mean Hcy values among 677TT subjects were 64.8 per cent and 51.8 per cent higher than 677CT and 677CC, respectively; 1298CC subjects presented higher plasma Hcy concentrations than 1298AA and 1298AC; among non-smokers, however, 1298AC subjects showed lower plasma Hcy concentrations than 1298AA subjects. Smokers who reported coffee intake >173g/d had plasma Hcy concentrations 1.3 mol/L (12.7 per cent) higher than non-smokers consuming coffee 173g/d (interaction p=0.042). Non-drinkers women who reported be smokers showed median plasma Hcy concentrations 3.4 mol/L (35 per cent) higher than those with alcohol consumption >21.4g/d, but non-smokers (interaction p=0.008). Conclusion In this women sample with low prevalence of serum folate deficiency (5.1 per cent), lifestyle factors, especially smoking and alcohol consumption, modifie the relation among food intake, polymorphisms and plasma Hcy concentration, reforcing the health recommendations to stop smoking and moderate alcohol consumption

A doença de Cronh é uma doença inflamatória intestinal que, por ter como seus sintomas mais comuns a diarreia, a dor abdominal e febre, a perda de peso e a desnutrição são os distúrbios nutricionais mais prevalentes, como resultado de muitos fatores, como a diminuição da ingestão, má absorção, aumento das perdas intestinais e aumento da demanda energética, podendo comprometer o estado nutricional e a qualidade de vida, tornando-se importante estudar o perfil dietético e o nutricional desses pacientes. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o consumo alimentar e o estado nutricional de portadores de doença de Crohn acompanhados em ambulatório do HCFMUSP. A avaliação do estado nutricional foi baseada em exames bioquímicos, composição corporal e pelo IMC; a avaliação do consumo alimentar foi feita pelo Registro Alimentar de 3 dias alternados, e a adequação da ingestão avaliada de acordo com referências nacionais e internacionais. Participaram do estudo 217 pacientes e 65 controles. Entre os pacientes, 54,4% foram classificados em eutrofia, porém o IMC médio ficou abaixo dos controles (23,8 vs 26,9kg/m2, p=0). O IMC dos pacientes com ressecção intestinal foi menor daqueles sem ressecção (23,1 vs 24,4kg/m2, p=0,045). A deficiência de vitamina B12 foi de 19% entre os pacientes e 9% entre os controles, sendo mais comum naqueles pacientes com localização ileal (23%) e com ressecção intestinal (23%). Os níveis de vitamina B12 foram correlacionados negativamente com a PCR (r=-0,13, p=0,059). A insuficiência de 25-hidroxivitamina D foi de 63% entre os pacientes e 74% entre os controles, sendo mais comum nos pacientes com PCR > 3mg/l (69%) e, a deficiência foi de 6% entre os pacientes e 3% entre os controles, sendo que aqueles com deficiência apresentam mais tempo de doença (13,9 anos). Os pacientes tiveram menores níveis de colesterol (163,9 vs 180,7mg/dl, p=0,001) e de LDL (83,9 vs 109,9mg/dl, p=0) e maiores de HDL (56,6 vs 51,1mg/dl, p=0,026) e triglicérides (121,7 vs 100,7mg/dl, p=0,091) que os controles, acontecendo o mesmo naqueles pacientes com ressecção intestinal. Apresentaram anemia 20% dos pacientes e apenas 3% dos controles, sendo mais comum naqueles pacientes com PCR > 3mg/l (25%) e com ressecção intestinal (23%). Apesar de 54,4% dos pacientes não atingirem 90% da necessidade de consumo energética, essa inadequação foi mais comum nos controles (89%). Pacientes e controles tiveram singelas adequações ao consumo de macronutrientes e fibras, porém o alto consumo de proteínas foi maior nos controles. O consumo de colesterol foi maior e o de fibras, menor nos pacientes em atividade. A inadequação do consumo de micronutrientes foi alta e equivalente entre pacientes e controles para vitamina D, E e Ca, sendo maior nos pacientes para Se, Zn e as vitaminas B1, B3, B6, B12 e C. Houve altas prevalências de pacientes e controles com baixo consumo de \"cereais, tubérculos e raízes\", frutas, hortaliças e lácteos, e com alto consumo de \"carnes e ovos\", \"açúcares e doces\" e \"óleos e gorduras\". Apesar de a qualidade da dieta não diferir muito entre pacientes e controles, tendo até uma maior proporção destes com baixo consumo energético, e de o estado nutricional dos pacientes estar melhorando, pelas características da doença, eles continuam em risco nutricional, sendo de vital importância o monitoramento nutricional, principalmente daqueles que apresentam maior risco nutricional, os pacientes em atividade, com PCR > 3mg/l, com ressecções intestinais e com maior tempo de doença / Crohn\'s disease (CD) is an inflammatory bowel disease whose most common symptoms are diarrhea, abdominal pain and fever. As a result, weight loss and malnutrition are the most prevalent nutritional disorders due to many factors: decreased intake, poor absorption, increased intestinal losses and increased energy demand. As many factors may compromise the nutritional status and quality of life of these patients, it is important to study their dietary and nutritional profile. Thus, the aim of this study is to assess the dietary intake and nutritional status of Crohn\'s disease outpatients. The nutritional status was based on biochemical tests, body composition and body mass index. Food intake was evaluated by an alternate three-day Food Record, and the adequacy of intake was evaluated according to national and international references. The study included 217 patients and 65 controls. Out of the patients, 54.4% were classified as normal-weight, but the mean body mass index was lower than controls (23.8 vs. 26.9 kg/m2, p = 0). The body mass index of patients with bowel resection was lower than those without resection (23.1 vs. 24.4 kg/m2, p = 0.045). Vitamin B12 deficiency was 19% among patients and 9% among controls, being more common in patients with the disease located in the ileum (23%) and bowel resection (23%). Vitamin B12 levels were negatively correlated with CRP (r = -0.13, p = 0.059). The 25- hydroxyvitamin D insufficiency was 63% among patients and 74% among controls, and was more common in patients with CRP > 3mg / l (69%), whereas the deficiency reported was 6% among patients and 3% among controls, and those who presented with deficiency had the disease over long periods of time (13.9 years). Patients had lower cholesterol levels (163.9 vs. 180.7 mg/dl, p = 0.001) and LDL (83.9 vs. 109.9 mg/dl, p = 0) and higher HDL (56.6 vs. 51.1 mg/dl, p = 0.026) and triglycerides (121.7 vs. 100.7 mg/dl, p = 0.091) than controls, and the same was reported in those patients with intestinal resection. Anemia was present in 20% of patients and only 3% of controls, being more common in those patients with CRP > 3mg/l (25%) and bowel resection (23%). Although 54.4% of patients did not attain 90% of estimated energy requirement, this inadequacy was more common in controls (89%). Patients and controls had modestly adequate consumption for macronutrients and fiber, but higher protein intake than controls. Active patients had higher intake of cholesterol but lower intake of fibers. Inadequate intake of micronutrients was high and similar between patients and controls for vitamin D, E and calcium, and higher in patients for selenium, zinc and vitamins B1, B3, B6, B12 and C. There was a high prevalence of patients and controls with low consumption of \"cereals, tubers and roots\", fruit, vegetables and dairy products, and high consumption of \"meat and eggs\", \"sugars and sweets\" and \"oils and fats\". Although the quality of the diet did not differ greatly between patients and controls, and considering that there was a high proportion of controls with low energy intake and that the CD patients\' nutritional status improved due to the characteristics of the disease, these patients remain at nutritional risk. Therefore, it is imperative to continuously monitor their nutritional status, mainly those presenting with higher nutritional risk, patients with active CD, CRP > 3mg/l, bowel resection and those with CD over long periods of time

<p></p><p></p><p><br></p><p></p><p>Vitamin A deficiency is the leading cause of childhood blindness affecting over 190 million preschool children around the world where the highest rates are found in Sub-Saharan Africa (1). The coexistence of this deficiency with shortfalls in iron and zinc has resulted in a shift in intervention strategies from single targeted approach to broader diet diversification. As a result, food-based strategies leveraging local nutrient-dense plants as natural fortificants have gained significant interest for their potential to simultaneously address multiple micronutrient, and in some instances macronutrient, deficiencies. However, the efficacy of such approach depends upon several factors including knowledge on the nutritional composition of native plant materials as well as strategies for their incorporation into staple consumer products. Additionally, there is lack of information on impact of concurrent introduction of mineral and provitamin A rich plants on the stability and bioavailability of each individual nutrients including changes in these factors over extended periods of exposure. This is a key point considering that many of these materials are reported to have potential inhibitors of carotenoid absorption (minerals, fiber and phenolics).</p><p></p><p>To address these research gaps, this dissertation focuses on three areas including 1) micronutrient, phytochemical and polysaccharide characterization of three commercially available native micronutrient dense African plant materials [Adansonia digitata (baobab), Moringa Oleifera (moringa) and Hibiscus Sabdariffa (hibiscus)] that have been targeted for use as natural iron fortificants; 2) determination of the impact of these materials on the bioaccessibility and intestinal uptake of provitamin A carotenoids from model composite cereal products and 3) assess the effect of longer term exposure to baobab and moringa on provitamin A carotenoid absorption and cellular differentiation biomarkers of human intestinal Caco-2 cells to better understand the potential impacts of extended exposure periods on long term micronutrient uptake. </p><p><br></p><p>Characterization of the plant fortificants focused on understanding both nutritive components and potential limiters of carotenoid bioavailability. Baobab, moringa and hibiscus all were found to contain key phytochemical and polysaccharide components that could be leveraged as nutritional and function ingredients. The relatively higher levels of lutein (57  4.6 g/g), zeaxanthin (11  0.1g/g) and -carotene (20  2 g/g) in moringa leaf powder support the notion that this plant material can be used as a source of provitamin A and non-provitamin A carotenoids. Phenolic analysis revealed the presence of substantial amounts of flavan-3-ols (1234  16 mg/100g) in baobab, anthocyanins (2001  56 mg/100g) in hibiscus, and flavonols (5352  139 mg/100g) in moringa leaf powder. Polysaccharide analysis demonstrated that the primary monosaccharide in baobab was found to be xyloglucan (47 %) which is in agreement with the tentative identification Xyloglucans (hemicellulosic polysaccharide) based on linkage analysis. Hibiscus was found to contain similar amounts of xylose (20%) and galactose (27%) supporting the presence of similar proportions of xyloglucans and pectic polysaccharides (type I, type II AG, RG I). The main monosaccharide in moringa was found to be galactose (36%) followed by glucose (23%) and linkage analysis revealed the presence of high proportions of pectic polysaccharides (type I, type II AG, RG I). These results provide insight into presence of potential enhancer or inhibitors of target micronutrient (provitamin A carotenoids or iron/zinc) bioavailability when used as functional and nutritional food ingredients.</p><p><br></p><p>Subsequently, the impact of mineral-rich baobab formulated at levels relevant for iron fortification on the bioaccessibility of provitamin A carotenoids (proVAC) from composite millet porridges containing dried carrot and mango was assessed using in vitro digestion. Proportions of millet flour and plant materials were dry blended to deliver ~25% of the RDA for vitamin A(VA) and iron(Fe) as follows: decorticated extruded millet (Senegalese Souna var.) (40-60%), dried proVA rich carrot and mango blend (30%), and dried Fe and ascorbic acid rich Adansonia digitata (baobab) (0-25%). While there were no significant differences in proVAC bioaccessibility from porridge formulations with 5 and 15% baobab (18.8+/-2.0 and 18.8±2.0% respectively) as compared to control containing no mineral-rich plant (23.8 +/- 1.2%), 25% baobab resulted in a significant decrease (p<0.05) in bioaccessibility of proVAC (13.3+/-1.6%). However, baobab inclusion did not impact intestinal uptake efficiency of provitamin A carotenoids by Caco-2 human intestinal cells</p><p><br></p><p>(3.3-3.6% -carotene and 3.7-4.5% for -carotene) across all formulation. These results suggest that any potential negative effects of baobab inclusion may be limited to food matrix interactions and digestion. This was confirmed in separate experiments that with experiments on baobab and carotenoid blends showing that digested baobab did not affect carotenoid absorption by Caco-2 cells. Overall these data support the notion that that modest inhibition of carotenoid bioaccessibility by baobab may not significantly limit carotenoid delivery from composite porridges. Furthermore, bioaccessible provitamin A content of a serving (200 g) of composite porridges can provide 27 - 48% of the RDA of vitamin A for children 1-3 years of age. </p><p><br></p><p>Finally, we evaluated the impact of long-term exposure to baobab and moringa digesta on Caco-2 cell differentiation biomarkers and provitamin A uptake to gain insight into how inclusion of these materials in to a daily diet may alter absorption and transport of nutrients or otherwise have potential negative effects on the intestine. Based on NMR analysis of intracellular metabolites in differentiating Caco-2 monolayers, significant alterations in specific osmotic pressure regulators, particularly glycerophosphocholine, taurine and myo-inositol were observed with repeated exposure to all treatment groups including the control (digested 0.9% saline solution). Changes in these metabolites levels have been linked with specific cellular function including protection against hyperosmotic stress and regulation of paracellular permeability of Caco-2 cells. Evaluation of carotenoid uptake comparing acute and acute on repeated exposure to treatment groups demonstrated that there was an overall significant reduction in carotenoid uptake with repeated exposure across all treatment groups including the control. Despite the reduction in carotenoid uptake, mRNA and protein levels of carotenoid transporters (CD-36, SR-B1 and FABP1) were not significantly altered with exposure through differentiation (except for SR-B1 protein levels). Decrease in SR-B1 levels may be due to bile acid accumulation from the digesta matrix which is known to regulate its own biosynthesis by a mechanism that involves the down-regulation SR-B1 expression to protect cells from cytotoxicity. Our results provide some insight into the impact of simulated gastrointestinal fluids alone on provitamin A uptake in this model system which are usually not taken into consideration in most Caco-2 cell studies. However, overall, these findings indicate that the introduction of baobab and moringa at levels relevant for delivery of meaningful levels of iron (15-23% RDA) should not have negative impacts on human intestinal function or carotenoid uptake over chronic use. </p><p>Taken together, our findings indicate that the three native Africa plant materials selected for investigation in these studies can be important sources of key micronutrients (iron, zinc and provitamin A carotenoids) and have potential as natural fortificants with application in staple foods such as cereal porridges. Incorporation of these plant materials, do not appear to negatively affect carotenoid bioavailability although there is a potential for their interaction during micellarization of carotenoids during normal digestion. While in vivo studies evaluating the bioavailability of provitamin A carotenoids from such composite formulations are required, these data support the further exploration of such natural fortification strategies in addressing micronutrient deficiencies in local African communities. </p><div><br></div><p><br></p>