A agroindústria canavieira no Brasil é um setor de destaque por exercer papel fundamental na economia, sendo responsável pela geração de empregos, renda e produtos e subprodutos de interesse como, açúcar, etanol e energia. A clarificação do caldo de cana é um dos processos unitários mais críticos das usinas açucareiras. Atualmente, o açúcar brasileiro é clarificado utilizando-se o processo de contato com dióxido de enxofre, conhecido como sulfitação. Existe, porém, uma tendência mundial na redução do uso de compostos à base de enxofre nos alimentos, devido a possíveis efeitos nocivos à saúde. Além disso, a queima de enxofre elementar nas usinas é fonte de emissões de gases sulforosos, desconforto no ambiente de trabalho das fábricas e corrosão de metais nas instalações industriais. Dessa forma, alternativas à sulfitação têm sido avaliadas, entre as quais a ozonização, processo que carece de estudos fundamentais. No presente trabalho foram avaliados parâmetros de transferência de massa do ozônio, tanto em água como em solução modelo contendo sacarose e compostos fenólicos presentes no caldo de cana (ácidos ácido p-cumárico, cafeico, siríngico e clorogênico, além do flavonoide quercetina). A partir destes experimentos foi verificado que a ozonização da mistura de fenólicos é caracterizada por uma reação lenta devido à presença de ozônio dissolvido no meio. Observou-se que não houve degradação da sacarose e os principais intermediários identificados foram ácidos orgânicos, não ocorrendo, porém, mineralização completa dos compostos fenólicos. Após este estudo foram realizados experimentos de ozonização com caldo de cana seguindo um projeto experimental com o objetivo de verificar a remoção de cor ICUMSA e também de compostos fenólicos. Verificou-se importante remoção de cor (80%) após duas horas de ozonização a 40 oC, empregando-se 30 mg L-1 de ozônio no gás alimentado à vazão de 0,5 L min-1. Por outro lado, obtiveram-se 50% de remoção de compostos fenólicos para concentração de O3 no gás de 20 mg L-1, vazão de gás de 0,5 L min-1 e temperatura de 60 °C. Realizou-se por fim uma análise econômica preliminar para fins de comparação entre o processo de sulfitação e ozonização. O processo de ozonização demanda um investimento inicial maior que a sulfitação e à peroxidação. Quando os custos operacionais são comparados verifica-se que o custo operacional para a ozonização é 29% menor que a sulfitação e 43% menor que a peroxidação. Os resultados sugerem a possível aplicação da ozonização como tecnologia alternativa à utilização de enxofre no processo de clarificação. / The sugarcane agroindustry in Brazil currently stands out because it plays a major role in the economy, being responsible for generating jobs, income and products and by-products of interest, such as sugar, ethanol and power. The clarification of sugarcane juice is one of the most critical unit processes in sugar mills. Brazilian sugar is clarified using the sulphitation process. There is a worldwide trend in reducing the use of sulfur compounds in food because of its possible harmful effects on the consumer. In addition, burning elemental sulfur causes serious environmental problems, such as emissions of sulfurous gases, causing acid rain, discommodity in the working environment of plants and corrosion of metals in industrial facilities. Alternative treatments of sugarcane juice, replacing sulfur dioxide have been considered, among them ozonation. The main limitation of ozonation processes is gas-liquid mass transfer. In the present work, ozone mass transfer parameters were evaluated both in water and in model solutions of sucrose containing phenolic compounds present in the sugarcane juice. The main degradation products formed during the process were identified. From these experiments, ozonation of phenolic compounds in solution is characterized by a slow reaction due to the presence of dissolved ozone in the medium. The main intermediates identified were organic acids demonstrating that complete mineralization of the phenolic compounds does not occur. Ozonation experiments with sugarcane juice were carried out following an experimental design aiming at studying color and phenolic compounds removals. After two-hour experiments 80% color removal was achieved ozone concentration of 30 mg L-1, 0.5 L min-1 flow rate and 40 ° C. Moreover, 50% removal of phenolic compounds was achieved for 20 mg L-1 ozone concentration, 0.5 L min-1 flow rate and 60 ° C. The results confirm the efficiency of color removal, main target of the sugar industry. Finally, a preliminary economic analysis was carried out the purpose of comparing the sulphitation and ozonation process, and it was verified that ozonation requires an initial investment greater than sulphitation. Ozonation process requires an initial investment greater than sulphitation and peroxidation. On the other hand, operating costs were compared, the operating cost for ozonation is 29% lower than sulphitation and 43% lower than peroxidation. Results suggest the possible application of ozonation as an alternative technology to the use of sulfur in the clarification process.

O oxigênio, em determinadas condições, pode promover efeitos prejudiciais à saúde, pois pode produzir moléculas reativas e radicais livres. Como mecanismo de proteção, os organismos desenvolveram sistemas defensivos que, quando em desequilíbrio, podem desencadear o estresse oxidativo. Estudos têm indicado que antioxidantes naturais presentes em alguns alimentos são capazes de auxiliar na contenção deste processo. Os compostos fenólicos, presentes em várias plantas, têm despertado a atenção dos pesquisadores devido à atividade antioxidante. O guaraná (Paullinia cupana), planta originária da Amazônia, contém altas concentrações de substâncias bioativas. No entanto, a literatura científica ainda é escassa em relação à semente e praticamente inexistente em relação à casca e polpa no que diz respeito à caracterização química do guaraná, bem como sua atividade antioxidante. Desta forma, o presente projeto pretendeu determinar as principais substâncias bioativas e a atividade antioxidante nestas três frações do guaraná e do guaraná processado, visando ampliar o conhecimento acerca deste alimento e verificar possível utilização de partes hoje descartadas. Inicialmente, foi otimizado um método de extração de compostos fenólicos do guaraná em pó empregando-se diferentes etapas, incluindo solventes e suas concentrações, método de homogeneização, tempo e número de extrações, e os resultados baseados no teor de compostos fenólicos totais. O teor de CF totais foi analisado utilizando o reagente Folin-Ciocalteu. Em seguida, foi desenvolvido um delineamento composto central rotacional (DCCR), utilizando 2 variáveis independentes (22 = 4 ensaios + 4 pontos axiais + 3 pontos centrais, totalizando 11 ensaios), sendo cada variável avaliada em 5 níveis diferentes. Neste caso, além do teor de CF totais, avaliou-se também o teor de proantocianidinas (PA) totais por hidrólise ácida (butanol-HCl). Após esta padronização, as amostras foram submetidas à análise de composição centesimal, quantificação dos compostos fenólicos e proantocianidinas totais (extraíveis e não extraíveis), carotenóides totais por método espectrofotométrico, avaliação do perfil dos principais fenólicos e metilxantinas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência e fitosteróis por Cromatografia Gasosa, e análise da atividade antioxidante in vitro pelos métodos de Teste da capacidade de absorbância de oxigênio radical (ORAC) e Ensaio radical 1,1-difenil-2-2picrilhidrazil (DPPH). O método de extração mais eficiente foi o que consistiu em: agitação magnética por 1 h com metanol 30%, centrifugação, re-extrações com metanol 30% seguidas de pelo menos uma etapa de extração com acetona 70%, perfazendo um total de 4 extrações da mesma amostra. O modelo de extração de CF totais apresentou regressão não significativa. O modelo de extração de PA totais apresentou regressão significativa e R2 de 96%, indicando que para atingir uma extração acima de 80% de PA totais a porcentagem de água deve ser inferior a 20% e a proporção dos solventes acetona/metanol não interferiu na extração desses compostos. As frações polpa, casca e semente do guaraná e o guaraná em pó comercial apresentaram, em média, 2, 14, 51 e 129 mg EAG/ g amostra e 0, 3, 2 e 4 mg EAG/ g de amostra de fenólicos extraíveis e não extraíveis, respectivamente. Os teores de proantocianidinas extraíveis e não extraíveis das frações foram 6, 15, 28 e 46 mg de PA em EqCI/ g de amostra e 0, 3, 2 e 4 mg de PA em EqCI/ g de amostra, respectivamente. Os compostos bioativos encontrados nas amostras foram catequina, epicatequina, PA B1, PA B2, cafeína e teobromina nas seguintes concentrações: 30,05; 20,23; 3,72; 3,37; 39,82 e 0,14 mg/g de pó comercial, respectivamente; 6,63; 0,26; 0,17; 0,06; 35,63 e 0,25 mg/g de semente, respectivamente; e 0,07; 0,01; 0,03; 0,03; 0,02 e 1,17 mg/g de casca, respectivamente. Não foram encontrados CF na polpa. A casca apresentou maior conteúdo de teobromina e nenhuma das amostras apresentou teofilina. Os carotenóides só foram encontrados na casca (34 µg/g). Os fitosteróis encontrados nas amostras foram o brassicasterol, campesterol, stigmasterol e β-sitosterol nas seguintes concentrações: 0; 8,01; 6,45 e 40,45 µg/ g de polpa, respectivamente; 225,79; 1110,34; 126,41 e 830,49 µg/g de casca, 4,19; 7,94; 9,86 e 98,59 µg/ g de semente; e 5,85; 23,90; 11,92 e 151,33 µg/g de pó comercial, respectivamente. A atividade antioxidante dos extratos de fenólicos extraíveis pelo método ORAC foi de 258, 1007, 948 e 2693 µM ET/g de polpa, casca, semente e pó, respectivamente. Por DPPH foi possível avaliar a fração extraível e a não extraível das amostras, sendo necessários 119, 67 e 24 g de casca, semente e pó de guaraná para inibir 1g de DPPH, e 475, 347 e 249 g de casca, semente e pó de guaraná para inibir 1g de DPPH, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem que o guaraná é uma boa fonte de compostos bioativos, oferendo possível atividade antioxidante in vitro. / The oxygen, in certain circumstances, can promote adverse health effects due to its capacity to produce reactive molecules and free radicals. As a protective mechanism, organisms have developed defensive systems that, when unbalanced, can initiate oxidative stress. Studies have shown that natural antioxidants present in some foods are capable of assisting in the contention of this process. Phenolic compounds present in various plants, have attracted researchers attention due to their antioxidant activity. Guarana (Paullinia cupana), an Amazon plant, contains high concentrations of bioactive substances. However, the scientific literature is scarce in relation to guarana seed and practically nonexistent in relation to peel and pulp regarding chemical characterization, as well as their antioxidant activity. Thus, this project aimed to determine the main bioactive compounds and antioxidant activity in these three fractions of guarana and guarana processed in order to enhance our understanding of this food and verify the possible use of the by-product generated from the guarana powder production. Initially, was optimized a method of phenolic compounds extraction of guarana powder using different steps, including solvents and their concentration, homogenization method, time and number of extractions, and the results based on content of total phenolic compounds. The total CF content was analyzed using Folin-Ciocalteu reagent. Then, a central composite rotational design (DCCR) was developed using two independent variables (22 = 4 + 4 trials axial points + 3 center points, totalizing 11 trials), being each variable evaluated at 5 different levels. In this case, besides the total of CF content, was also evaluated the content of total proanthocyanidins (PA) by acid hydrolysis (HCl-butanol). After this standardization, samples were submitted to analysis of chemical composition, quantification of total phenolics and proanthocyanidins (extractable and non extractable), total carotenoid content by spectrophotometric method, evaluation of major phenolic profile and methyxanthines by High Performance Liquid Chromatography and phytosterols by Gas Chromatography, and analysis of in vitro antioxidant activity by the methods of the ability of oxygen radical absorbance test (ORAC) and radical 1,1-diphenyl-2-2picrilhidrazil (DPPH). The most efficient extraction method was consisting of: magnetic stirring for 1 hour with 30% methanol, centrifugation, re-extracted with methanol 30% followed by at least one extraction step with acetone 70%, making a total of 4 extractions. The extraction model of total CF showed no significant regression. The extraction model of total PA showed significant regression and R2 of 96%, indicating that to achieve an extraction above 80% of total PA the percentage of water should be less than 20% and the proportion of acetone/methanol did not interfere in the extraction these compounds. The fractions pulp, peel and seeds of guarana and commercial guarana powder showed, on average, 2, 14, 51 and 129 mg EAG/g sample, 0, 3, 2 and 4 mg EAG/g sample extractable and non extractable phenolics, respectively. The fractions contents of extracted and non-extractable proanthocyanidins were 6, 15, 28 and 46 mg of PA in EqCI/g sample and 0, 3, 2 and 4 mg of PA in EqCI/g sample, respectively. The bioactive compounds found in the samples were catechin, epicatechin, PA B1, PA B2, caffeine and theobromine in the following concentrations: 30.05, 20.23, 3.72, 3.37, 39.82 and 0.14 mg/g commercial powder, respectively, 6.63, 0.26, 0.17, 0.06, 35.63 and 0.25 mg/g seed, respectively, and 0.07, 0.01, 0.03; 0.03, 0.02 and 1.17 mg/g of peel, respectively. These CF were not found in the pulp. The peel had a higher content of theobromine and none of the samples showed theophylline. Carotenoids were found only in the peel (34 g/g). The phytosterols found in the samples were brassicasterol, campesterol, stigmasterol and β-sitosterol in the following concentrations: 0, 8.01, 6.45 and 40.45 mg/g pulp, respectively, 225.79, 1110.34, 126.41 and 830.49 mg/g of peel, 4.19, 7.94, 9.86 and 98.59 mg/g of seed, and 5.85, 23.90, 11.92 and 151.33 mg/g of commercial powder, respectively. The antioxidant activity of extractable samples by the ORAC method was 258, 1007, 2693 and 948 mM ET/ g pulp, peel, seed and powder, respectively. For DPPH was possible to evaluate the extractable and non extractable fraction of the samples, which required 119, 67 and 24 g of peel, seed and guarana powder to inhibit 1g of DPPH and 475, 347 and 249 g of peel, seed and powder 1g guarana to inhibit DPPH, respectively. The results suggest that guarana is a good source of bioactive compounds, offering possible in vitro antioxidant activity.

A utilização de compostos químicos no controle de pragas que afetam negativamente a produção agrícola tem sido objeto de muitas críticas por parte de ambientalistas e pesquisadores devido aos problemas ambientais proporcionados por tais substâncias. Nos últimos anos tem-se dedicado bastante tempo e recursos em pesquisas que levem à descoberta de produtos para controle de pragas que tragam nenhum ou o menor prejuízo possível ao ambiente. Neste sentido, o estudo da alelopatia busca a utilização de compostos oriundos da própria natureza para uso no combate a espécies invasoras em plantações, na esperança de ter-se um controle prático e efetivo sobre plantas daninhas minimizando-se a contaminação ambiental. Neste trabalho foram utilizaram-se extratos aquosos de sementes e folhas da leguminosa feijão-de-porco (Canavalia ensiformis) como um bioerbicida pós-emergente aplicado no controle das plantas daninhas trapoeraba (Commelina benghalensis) e corda-de-viola (Ipomoea grandifolia), e foi avaliada também a seletividade dos extratos com relação a cultivares de soja (Glycine max) convencional e transgênica. Foram preparados tratamentos em seis diferentes concentrações e aplicados em três diferentes períodos, sendo avaliados seus efeitos de toxicidade e seletividade sobre o desenvolvimento das plantas daninhas e da soja. Os resultados foram submetidos à análise de variância e aplicou-se o teste F a 1% de probabilidade, mostrando que os tratamentos mais eficazes no controle das invasoras foram aqueles preparados a partir das sementes de feijão-de-porco nas concentrações 25 e 50 g L-1, que interromperam completamente o desenvolvimento as plantas daninhas, sem causar, no entanto qualquer efeito aparente sobre a soja, tanto transgênica quanto convencional. Foram realizadas também determinações cromatográficas para identificação de compostos fenólicos em amostras de folhas de feijão-de-porco. Mediante a comparação com compostos padrão e variação de comprimento de onda na região do ultravioleta-visível foi possível identificar os compostos ácido clorogênico, ácido p-anísico, naringina e rutina, cujas concentrações encontradas, relativas às amostras, foram de 4,42 mg L-1, 6,0 mg L-1, 3,75 mg L-1 e 5,0 mg L-1 respectivamente. / The use of chemicals to control pests that adversely affect agricultural production has been treated with great concern due environmental issues provided by such substances. In the last years much time and money were devoted in researchs leading to discovery products to control pests that bring no or the least damage to the environmet. In this sense, the use of allelopathic species for controlling invasive species is an environmental friendly technique. In this work aqueous extracts of seeds and leaves of Jack bean (Canavalia ensiformis) were used as a post-emergent bioherbicide succesfully applied for control of dayflower (Commelina benghalensis) and morningglory (Ipomoea grandifolia), and selectivity on conventional and transgenic soybean (Glycine max) cultivars. Treatments were prepared in six different concentrations and applied in three different periods, being analyzed the effects of toxicity and selectivity on the development of weeds and soybean. The results were subjected to analysis of variance and applied the F test at 1% probability, showing that the most effective treatments in controlling the weeds were those prepared from seeds of Jack bean at concentrations of 25 and 50 g L-1, that totally controlled weeds, however causing no apparent injury on soybeans, both transgenic and conventional. Chromatographic analysis were also performed for identification of phenolic compounds in samples of Jack bean leaves. By comparison with standards and changes in wavelength on ultraviolet-visible spectra was possible to identify clorogenic acid, p-anisic acid, naringin and rutin compounds at concentrations of 4.42 mg L-1, 6.0 mg L-1, 3.75 mg L-1 and 5.0 mg L-1 respectively.

Um dos principais problemas na conservação dos alimentos é a ocorrência de processos oxidativos. A oxidação dos alimentos se dá, principalmente, entre os lípides que os compõem. O processo oxidativo induz à formação de substâncias que alteram as características sensoriais e nutricionais do alimento. Em estágios mais avançados a oxidação dos alimentos forma compostos que são prejudiciais ao organismo animal. Entre as maneiras de se prevenir o processo oxidativo, destaca-se o emprego de antioxidantes. Estes, frequentemente, são substâncias sintéticas. Antioxidantes sintéticos são compostos fenólicos e a eles são atribuídas algumas particularidades indesejáveis, pois os mesmos podem interferir em alguns processos fisiológicos do organismo animal. Com a perspectiva de substituição dos antioxidantes sintéticos, por substâncias naturais, diversos estudos têm sido realizados com os vegetais, usando a extração e identificação de compostos com atividade antioxidante. Tendo em vista que os vegetais, das espécies de Brassieca, apresentam elevadas concentrações de compostos fenólicos, este estudo teve por objetivo a detecção da presença da atividade antioxidante em diferentes extratos obtidos a partir de sementes de mostarda (Brassiea alba, L.), onde o extrato aquoso foi apresentou melhor atividade antioxidante com 68,1% de inibição da oxidação. Em uma segunda etapa foi realizada a identificação dos ácidos fenólicos nas sementes de mostarda, aos quais se atribuiu a capacidade inibidora da oxidação. Foram identificados, através da cromatografia em fase gasosa, os seguintes ácidos fenólicos: salicílico, trans cinâmico, ρ-hidroxibenzóico, vanílico, gentíssico, quínico, ρ-cumárico, ferúlico, caféico, cis e trans sináptico e a catequina. O ácido ρ-hidroxibenóico foi o que apresentou maior em maior quantidade e com bom potencial de inibição da oxidação. Os resultados obtidos, demonstraram a existência de elevada atividade antioxidante nas sementes de mostarda e infere-se, que no futuro, essa especiaria ou alguns de seus compostos isolados poderão vir a ser utilizados como antioxidantes no processamento de alimentos. / The oxidative process ia a problem in food conservation. It can occure frequently among the lipids and fatty acids. Substances produced by the oxidative process promote modification in sensorial and nutritional food characteristics. During the oxidative process these substances may form compounds deleterious to animal organism. Synthetic antioxidants are substances often used for the inhibition of the oxidation process. These substances are phenolic compounds and they can induce some toxic effects. Many studies with vegetables have been done to identify natural antioxidants compounds by extracting and isolating these substances to replace them with sintetic antioxidants. Once that Brassica species have high amounts of phenolic acids, the studies were focused on the phenolic acids evaluation with antioxidant activity in the extracts of mustard seeds (Brassiea alba, L.), where the aqueous extract had the best antioxidant activity with 68,1% of oxidation inhibition. The second step was identify the phenolic acids in mustard seeds that have the capacity to inhibit oxidation. The phenolic acids found were: salycilic, trans cinnamic, ρ-hydroxybenzoic, vanilic, gentissic, quinic, ρ-coumaric, ferulic, caffeic, cis and trans sinapic and catequin. The ρ-hidroxybenzoic acid was identify with a high composition and with a good potential of oxidation inhibition. The results obtained showed high antioxidant activity in mustard seeds. In the future this spice and its phenolic compounds might be used as antioxidants in food.

A cana-de-açúcar, matéria-prima para a produção de açúcar cristal, é uma das maiores e mais antigas culturas agrícolas exploradas no mundo. O Brasil se destaca como maior produtor de açúcar cristal do mundo, exportando grande parte de sua produção, sendo a indústria de refrigerantes um dos maiores consumidores. No entanto, a composição química do açúcar pode conter inúmeros compostos que promovem a formação de flocos ácidos (ABF), reduzindo a aceitação do produto ao consumidor. Para o açúcar de beterrada o principal composto apontado como precursor dos ABF é a saponina, no entanto não há indícios da relação desse composto para os flocos de açúcar de cana-de-açúcar. A elucidação da característica química dos ABF foi alvo de inúmeros estudos, no entanto, nenhum outro estudo científico coordenou diversas especialidades técnicas no intuito de desmistificar a ampla composição química dos ABF de açúcar de cana-de-açúcar. Este estudo teve como objetivo identificar a composição química utilizando diferentes técnicas analíticas, tais como, métodos histoquímicos em microscopia ótica, microscopia de varredura acoplada a espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS) e espectrometria de massas (Q-ToF e MALDI-MS). Inicialmente foram analisadas 10 tipos de açúcar cristal, quanto a sua composição e formação de flocos ácidos, a fim de correlacionar esses dois parâmetros e os resultados mostraram que todas as amostras de açúcar analisadas apresentaram a formação de flocos, sendo que os parâmetros que mais se relacionaram à sua formação foram a Cor ICUMSA, turbidez e compostos fenólicos. Posteriormente, utilizou-se resina de adsorção optiporeSD-2 para avaliar a retiradas de compostos indesejáveis presentes no açúcar que levam a formação dos ABF, e foi possível observar a eficiência da resina na retirada de compostos que formam os flocos, bem como na retirada de compostos coloridos do xarope de açúcar. A avaliação química dos flocos mostrou que eles são formados por compostos de diferentes classes químicas, uma vez que pelas análises histoquímicas, foi possível observar a presença de tecidos celulares da cana-de-açúcar, tais como, xilema, epiderme, estômatos e parênquimas, na constituição dos flocos ácidos. Os compostos minerais detectados, em maior proporção, pelas análises em MEV/EDS foram silício, alumínio, enxofre e ferro. Através das análises em Q-ToF e MALDI-MS foi possível identificar compostos como p-hidroxibenzaldeído, vanilina, ácido triacontanóico, ácido hexadecanóico, ácido n-octadecanóico e ácido octacosanóico na composição dos flocos. Estes compostos são encontrados em tecidos vegetias, confirmando que os flocos ácidos são formados por partículas de células vegetais de cana-de-açúcar que não são totalmente removidas durante o tratamento do caldo e acabam aderidas ao cristal de sacarose. Confirmando que não há relação entre os ABF e o composto da saponina. Para as análises microbiológicas não houve a detecção de micro-organismos na composição dos flocos analisados. Por fim o pH foi o parâmetro que mais ifluenciou na formação dos ABF. / Sugarcane, the raw material for the production of crystal sugar, is one of the largest and oldest agricultural crops in the world. Brazil stands out as the largest producer of crystal sugar in the world, exporting much of its production to the soft drinks. However, the chemical composition of sugar may contain numerous compounds that promote the formation of acid beverage flocs (ABF), reducing product acceptance. For beet sugar the main compound indicated as precursor of the ABF is saponin, however there are no indications of the relation of this compound to the sugar cane ABF. The elucidation of the chemical characteristics of the ABF has been the subject of numerous studies, however, no other scientific study has coordinated several technical specialties in order to demystify the broad chemical composition of the cane sugar ABF. Initially 10 types of crystal sugar were analyzed for their composition and formation of ABF in order to correlate these two parameters and the results showed that all the sugar samples analyzed presented the formation of ABF, and the parameters that were most related to its formation were the ICUMSA Color, turbidity and phenolic compounds. Subsequently, optipore SD-2 adsorption resin was used to evaluate the removal of undesirable compounds present in the sugar that lead to the formation of ABF, and it was possible to observe the efficiency of the resin in the withdrawal of compounds that form the ABF, as well as in the removal of colored sugar syrup compounds. he chemical evaluation of the ABF showed that they are formed by compounds of different chemical classes, since by histochemical analyzes, it was possible to observe the presence of sugarcane cell tissues, such as xylem, epidermis, stomata and parenchyma, In the constitution of the ABF. The mineral compounds detected, to a greater extent, by the SEM / EDS analysis were silicon, aluminum, sulfur and iron. Through the analyzes in Q-ToF and MALDI-MS it was possible to identify compounds such as p-hydroxybenzaldehyde, vanillin, triacontanic acid, hexadecanoic acid, n-octadecanoic acid and octacosanoic acid in the composition of ABF. These compounds are found in vegetative tissues, confirming that the ABF are formed by particles of sugarcane plant cells that are not totally removed during the treatment of the broth and end up adhered to the sucrose crystal. Confirming that there is no relationship between the ABF and the saponin compound. For the microbiological analyzes, there was no detection of microorganisms in the analyzed ABF composition. Finally, pH was the parameter that most influenced the formation of ABF.

Esta tese descreve a preparação, caracterização e desenvolvimento de biossensores baseados na imobilização de enzimas em filmes nanoestruturados. Os filmes foram obtidos pela técnica de automontagem do inglês Layer-by-Layer (LbL) ou pela técnica de Langmuir-Blodgett (LB). A tese se divide em três partes: a primeira parte teve como objetivo o estudo e a aplicação de filmes finos nanoestruturados, contendo enzima tirosinase (Tyr), em biossensores para detecção de moléculas antioxidantes (polifenóis), visando sua aplicação na indústria de alimentos, em especial a de vinhos tintos. Foi utilizada a técnica LB para a imobilização da enzima Tyr sobre substratos sólidos (ITO ou Pt) sem que a enzima perdesse sua atividade. A enzima foi incorporada a filmes LB mistos de ácido araquídico (AA) e bisftalocianina de lutécio (LuPc2) pela injeção na subfase aquosa. A LuPc2 foi usada como mediadora de transferência de cargas. Foi possível a detecção do composto fenólico representativo pirrogalol. Estudos de voltametría cíclica demonstraram que o biossensor possui uma boa reprodutibilidade com desvio padrão de ca. 2% (n = 4), limite dinâmico de até 400 \'mü\'M (potencial aplicado de 0,4 V; R2: 0,993), sensibilidade de 1,54 \'mü\'A.\'mü\'M POT.-1/\'CM POT.2\' e limite de detecção (critério 3\'sigma\'0/m) de 4,87 x \'10 POT.-2\' \'mü\'M (n = 10). A segunda parte do trabalho descreve o desenvolvimento de sensores eletroquímicos baseados em filmes automontados LbL de hidrocloreto de polialilamina (PAH) e LuPc2. A motivação para o estudo foi a troca do material biológico (Tyr) pela LuPc2, a qual possui poder catalítico e relativa seletividade, capaz de mimetizar algumas proteínas. A LuPc2 foi utilizada como enzima artificial na quantificação de catecol e pirogalol como representantes de compostos fenólicos. Em medidas de voltametria, o sensor automontado de PAH/LuPc2 apresentou boa linearidade (R2 = 0,992) na faixa de até 500 \'mü\'M, com uma sensibilidade de 90 nA/\'mü\'M e limite de detecção de 8 \'mü\'M. Nas medidas cronoamperométricas, os sensores apresentaram uma ampla faixa linear (R2 = 0,994; tempo de resposta de 60 s) de até 900 \'mü\'M e limite de detecção (LD) de 37,5 x \'10 POT.-8\' M (sensibilidade de 20 nA/\'mü\'M) para o catecol. Por fim, estudou-se a fabricação de filmes LbL baseados em dendrímero poli(propileno imina) (PPID) e metaloftalocianina tetrasulfonada de níquel (NiTsPc) em sensores baseados em transistores de efeito de campo (FET). Neste caso, os filmes foram utilizados como membranas sensíveis na aplicação de sensores de pH e \'H IND.2\'O IND.2\'. Também se demonstra a importância de se utilizar estruturas dendríticas nesse tipo de filme, comparando estes filmes com aqueles contendo um polieletrólito fraco linear (PAH). Foi dada ênfase à fabricação dos filmes pela técnica LbL e sua aplicação em sensores do tipo FET de porta estendida e separada (SEGFET). Filmes LbL baseados em enzimas artificiais se mostram bastante promissores em aplicações reais por serem relativamente baratos e simples, possibilitando o uso de variados tipos de materiais. A utilização desses filmes em dispositivos baseados em estruturas SEGFET possibilita a miniaturização dos sensores bem como sua produção unindo técnicas convencionais de fabricação microeletrônica. / This thesis describes the preparation, characterization and development of biosensors based on nanostructured films containing immobilized enzymes and metallophthalocyanines. The films were obtained using the Layer-by-Layer (LbL) or Langmuir-Blodgett (LB) techniques. In the first part of the thesis we describe the development of nanostructured thin films containing the enzyme tyrosinase (Tyr) and their use as biosensors for detection of antioxidants molecules (polyphenols), which find applications in the food industry, specialy red wines. The enzyme was incorporated into the mixed LB films of arachidic acid (AA) and lutetium bisphthalocyanine (LuPc2) by injection into the aqueous subphase followed by transference to ITO or Pt electrodes. The representative phenolic compound molecule to be detected was pyrogallol. Cyclic voltammetry studies shown that the biosensor response is highly reproducible with a standard deviation of ca. 2% (n = 4), dynamic range up to 400 \'mü\'M (applied potential of 0.4 V; R2: 0.993), sensitivity of 1.54 \'mü\'A/\'mü\'M.\'CM POT.2\' and detection limit (3 \'sigma\'0/m criteria) of 4.87 x \'10 POT.-2\' \'mü\'M (n = 10). The second part of this thesis focus on the development of electrochemical sensors based on LbL films of poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and LuPc2. The purpose of the study was to change the biological material (Tyr) by LuPc2. LuPc2 was used as an artificial enzyme in the quantification of catechol and pyrogallol as representative of phenolic compounds. In voltammetric measurements, the LbL PAH/LuPc2 sensors presented good linearity (R2 = 0.992) in the range up to 500 \'mü\'M with a sensitivity of 90 nA/\'mü\'M and detection limit of 8 \'mü\'M. As revealed by chronoamperometry measurements, the sensors exhibited a wide linear range (R2 = 0.994; response time of 60 s) up to 900 M and detection limit of 37.5 × \'10 POT.-8\' \'mü\'M (sensibility of 20 nA/\'mü\'M) for catechol. Finally, we investigated the fabrication of LbL films based on poly(propylene imine) dendrimer (PPID) and nickel tetrasulfonated phthalocyanine (NiTsPc) as active elements in devices based on field effect transistors (FET). The films were used as sensitive membranes applied as pH and \'H IND.2\'O IND.2\' sensors. It was shown the importance on the LbL technique and its application in FET-based sensors such as the separated and extended gate FET (SEGFET). LBL films based on artificial enzymes exhibit great promise in real applications due to their low cost and simplicity. The use of these films in devices based on SEGFET structures allows miniaturization of the sensors and their production combining conventional microelectronics fabrication and nanotechnological tools.

Submitted by Jadson Francisco de Jesus SILVA (jadson@uefs.br) on 2018-01-23T00:22:49Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o vers?o biblioteca FINAL II Teresa_versao WORD (1) (1).pdf: 2399848 bytes, checksum: a72bd616ac1f702167982548cd4418bb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T00:22:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o vers?o biblioteca FINAL II Teresa_versao WORD (1) (1).pdf: 2399848 bytes, checksum: a72bd616ac1f702167982548cd4418bb (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Corymbia torelliana (F. Muell.) K.D. Hill & L.A.S. Johnson (Myrtaceae) is a pollinated species, easy to adapt, high resistance and therapeutic potential. Considering that pollen has demonstrated medicinal potential, this study aimed to evaluate the chemical composition and biological activity of the pollen of this species. The material was collected at Bahia Specialty Cellulose / Copener. The chemical composition (phenolic content, total flavonoids and phytochemical screening) was evaluated from the raw ethanolic pollen extract (EEP) and the biological tests of antioxidant activity, 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazila (DPPH) (Rota rod), analgesic activity (tests of abdominal contortions induced by acetic acid, formalin and hot plate) and anti-inflammatory (carrageenan-induced paw edema test) were analyzed using mice. The presence of terpenes, steroids and phenolic compounds was identified and the EEP presented 116.21 ? 7.80 mgEAG / g of phenolic compounds and 35.81 ? 8.37 mgEQ / g of flavonoids. In the antioxidant activity test, pollen was able to sequester DPPH with EC50 of 60.85 ? 4.70 ?g / mL. As for the acute toxicity, no change was observed in the test used, nor was there any alteration in motor coordination in the Rota rod test. It was verified the presence of analgesic and anti-inflammatory activity of the EEP in the doses used (75, 150 and 300 mg / kg), and the dose of 75 mg / kg presented the best result. The results indicate an antioxidant, analgesic and anti-inflammatory potential for the EEP of this species, besides a possible peripheral and central activity. / Corymbia torelliana (F. Muell.) K.D. Hill & L.A.S. Johnson (Myrtaceae) ? uma esp?cie polin?fera, de f?cil adapta??o, grande resist?ncia e poss?veis potencialidades terap?uticas. Considerando que o p?len tem demonstrado potencial medicinal, este estudo teve como objetivo avaliar a composi??o qu?mica e atividade biol?gica do p?len dessa esp?cie. A coleta do material foi realizada na empresa Bahia Specialty Cellulose/Copener. A partir do extrato bruto etan?lico do p?len (EEP) foi avaliada a composi??o qu?mica (teor de fen?licos, flavonoides totais e triagem fitoqu?mica) e realizado testes biol?gicos de atividade antioxidante, m?todo 2,2?Difenil?1?picril?hidrazila (DPPH), utilizando camundongos analisou-se toxidade aguda, coordena??o motora (Rota rod), atividade analg?sica (testes das contor??es abdominal induzido pelo ?cido ac?tico, da formalina e da placa quente) e anti-inflamat?ria (teste do edema da pata induzido por carragenina). Foi identificada a presen?a de terpenos, esteroides e compostos fen?licos e o EEP apresentou 116,21?7,80 mgEAG/g de compostos fen?licos e 35,81?8,37 mgEQ/g de flavonoides. No teste de atividade antioxidante o p?len foi capaz de sequestrar o DPPH com CE50 de 60,85?4,70 ?g/mL. Quanto ? toxidade aguda n?o foi observada nenhuma altera??o no teste utilizado, bem como n?o foi verificada altera??es da coordena??o motora no teste do Rota rod. Foi verificada a presen?a de atividade analg?sica e anti-inflamat?ria do EEP nas doses utilizadas (75, 150 e 300 mg/kg), sendo que a dose de 75 mg/kg apresentou o melhor resultado. Os resultados obtidos apontam um potencial antioxidante, analg?sico e anti-inflamat?rio para o EEP dessa esp?cie, al?m de uma poss?vel atividade perif?rica e central.

Este trabalho objetivou determinar os principais constituintes fenólicos e avaliar o potencial antioxidante das folhas de dez cultivares de Ipomoea batatas, todas provenientes de melhoramento genético direcionado para a produção industrial de etanol. Para tanto, coletaram-se folhas de plantas adultas, as quais foram secas, reduzidas a pó e submetidas a extrações por refluxo em aparelho de Soxhlet com etanol 70 %, seguido de liofilização. Realizaram-se prospecções fitoquímicas do extrato por diferentes reações químicas e CCD, as quais revelaram a presença de compostos fenólicos gerais, antraquinonas, alcaloides, saponinas, flavonas, flavonol, xantonas, catequinas, taninos gerais, taninos gálicos, e flavonoides. Os teores de fenóis totais determinado pelo método Folin-ciocalteu e de flavonoides totais pela reação com cloreto de alumínio correlacionaram-se entre si e variaram entre as cultivares, sendo menor na cultivar Duda e maior na cultivar Lívia com teores de fenóis entre 54,7170 ± 4,354 e 112,288 ± 3,653 mg EAT/g, teores de flavonoides variando de 29,155 ± 3,725 a 97,358 ± 2,128 mg ER/g. Os teores destes compostos correlacionaram-se com as atividades antioxidantes determinadas pelos métodos DPPH e FRAP que também variaram entre as cultivares e apresentaram-se boa em todas, exceto na cultivar Duda que tal atividade mostrou-se moderada. Por outro lado, houve baixa correlação entre os teores de fenóis e flavonoides totais com a atividade quelante determinada pela reação com ferrozina e sulfato ferroso. Esta variou entre as cultivares e foi mais eficiente na cultivar Duda. A análise por CLAE UV–VIS a 280 nm revelou uma matriz complexa de compostos fenólicos no extrato das cultivares estudadas e possibilitou identificar 10 substâncias, ácido elágico, ácido gálico, (-)- galocatequina, (+)-catequina, rutina, quercetina, naringina, (+/-)-naringenina, miricetina, morina e luteolina. Os resultados revelaram grande potencial de utilização dos compostos fenólicos das folhas de I. batatas, como opção de diversificação de produtos derivados da cultura de batata-doce, fato que torna estas partes da planta atraente para contínuas pesquisas e talvez futura aplicação na medicina. / This study aimed to determine the main phenolic constituents and evaluate the antioxidant potential of the leaves of ten cultivars of Ipomoea batatas, all directed from improvement genétic for the industrial production of ethanol. To that end, leaves were collected from mature plants, which were dried, reduced to powder and subjected to extraction by refluxing in Soxhlet with ethanol 70 %, followed by lyophilization. There were prospects of phytochemical extracts by different chemical reactions and CCD, which revealed the presence of phenolic general, anthraquinones, alkaloids, saponins, flavones, flavanols, xanthones, catechins, general tannins, gallic tannins and flavonoids. The total phenolic content determined by the Folin-Ciocalteu and total flavonoids by reaction with aluminum chloride correlated with each other and varied among cultivars, being lower in Duda and cultivate greater in cultivar Lívia with phenols between 54.7170 ± 4.354 and 112.288 ± 3.653 mg ATE/g, flavonoids ranging from 29.155 ± 3.725 to 97.358 ± 2.128 mg RE/g. The levels of these compounds correlated with the antioxidant activities determined by DPPH and FRAP methods also varied among cultivars and showed up in all good except the cultivar Duda that such activity was moderate. Moreover, there was a low correlation between phenol content and total flavonoids with activity determined by reaction with chelating ferrozina and ferrous sulfate. This varied among cultivars and cultivar was more efficient in Duda. Analysis by HPLC-UV VIS at 280 nm revealed a complex array of phenolic compounds in the extract of the cultivars under study and identify possible 10 substances, ellagic acid, gallic acid, (-)-gallocatechin, (+)-catechin, rutin, quercetin, naringin, (+ / -)-naringenin, myricetin, luteolin and morin. Results showed great potential use of phenolic compounds from the leaves of I. batatas as an option for diversification of products derived from the culture of sweet potato, a fact that makes these parts of the plant attractive to continuous research and perhaps future application in medicine.

Les résines phénoliques de type résole présentent des propriétés applicatives et thermiques adaptées à l'élaboration de matériaux composites pour l'industrie aérospatiale. En particulier, ces résines peuvent être polymérisées en plusieurs étapes et présentent des propriétés de charbonnement très élevées. Seulement, ces résines sont principalement synthétisées à partir de formaldéhyde et de phénol. Ces précurseurs sont classés Cancérigène Mutagène Reprotoxique (CMR) respectivement de catégorie 1B et 2 et sont issus de ressources pétrolières. Du fait de cette classification CMR et de la raréfaction des ressources pétrolières, la société SAFRAN-Herakles souhaite substituer le formaldéhyde par des précurseurs non classés CMR et d'origine renouvelable. Les précurseurs aldéhyde aromatiques issus des lignines, 4-hydroxybenzaldéhyde, vanilline et syringaldéhyde, ne sont pas toxiques et peuvent être issus d'une ressource renouvelable abondante et bon marché, les lignines. Néanmoins, nous avons montré que ces trois précurseurs bio-sourcés ne sont pas réactifs en synthèse de résines résole. Nous avons également montré que le formaldéhyde doit être substitué par des précurseurs dialdéhyde aromatiques réactifs pour synthétiser des résines phénoliques avec d'excellentes propriétés de charbonnement. Ainsi, nous avons mis au point deux méthodes de fonctionnalisation pour transformer ces composés aldéhyde aromatiques bio-sourcés en de tels précurseurs dialdéhyde aromatiques réactifs. Les précurseurs obtenus ont ensuite été utilisés en synthèses de résines résole sans formaldéhyde et bio-sourcées. Après caractérisation de ces résines, nous avons enfin identifié des précurseurs donnant accès à des résines résole bio-sourcées avec des propriétés de charbonnement supérieures aux résines formophénoliques actuelles. En résumé, ces nouveaux précurseurs aldéhyde bio-sourcés représentent des alternatives prometteuses à l'usage de formaldéhyde pour la synthèse de résines résole avec des propriétés cibles pour des applications dans l'industrie aéropatiale. / Resol-type phenolic resins present applicative and thermal properties suitable for applications such as composite manufacture in aeropatial industry. Especially, resols can be polymerized stage-wise and present after curing high char yield properties. However, those resins are typically synthesized from formaldehyde and phenol. Those precursors are both classified as Carcinogenic Mutagenic Reprotoxic (CMR), respectively 1B and 2, and are petrobased. Because of this classification and of the fossil feedstock depletion, SAFRAN-Herakles wants to substitute formaldehyde by non-toxic and biobased aldehyde precursors. Aromatic aldehyde precursors such as 4-hydroxybenzaldehyde, vanillin and syringaldehyde are interestingly non-toxic and can be produced from the cheap and abundant lignins. Nevertheless, we have shown that those precursors are not reactive in resol synthesis conditions. Also, we have shown that difunctional and reactive aromatic aldehyde precursors are suitable for the synthesis of high char yield resins. Then, we have designed two functionalization methods to turn the biobased aldehyde precursors into difunctional and reactive ones. Finally, those precursors have been used for the synthesis of biobased resols without formaldehyde. Those new resins can be polymerized stage-wise and present higher char yield properties than the current formophenolic resins. Hence, those new biobased aldehyde precursors represent promising alternatives to formaldehyde for the synthesis of resols with target properties for aerospatial industry applications.

O estilbeno resveratrol é um composto fenólico potencialmente benéfico à saúde, principalmente devido a sua atividade cardioprotetora. Apesar de abundante em uvas e vinhos tintos, o resveratrol encontra-se ausente na maioria das frutas e vegetais que compõe a dieta humana. Recentemente, este estilbeno foi detectado em cacau e chocolates da Europa e Estados Unidos, configurando-os como sua segunda maior fonte comestível. A escassez de estudos acerca da ocorrência de resveratrol em alimentos consumidos pela população brasileira torna evidente a importância da investigação por fontes que o contenham. Este estudo teve como objetivos avaliar o conteúdo de compostos fenólicos totais, a atividade antioxidante de extratos aquosos e alcoólicos de cacau e derivados produzidos no Brasil, além do teor de resveratrol. Foram analisados 14 produtos que incluíram nibs de cacau, chocolates 70% e 56% de cacau, chocolates meio amargos, ao leite, brancos, achocolatados em pó e bebidas lácteas achocolatadas, de marcas populares do mercado brasileiro. Os compostos fenólicos totais foram quantificados pelo método Folin-Ciocalteu e a atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos DPPH, ABTS, FRAP e auto-oxidação do sistema \'beta\'-caroteno/ácido linoleico. A identificação do resveratrol nas amostras foi confirmada pela técnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM) e a quantificação foi feita pela técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os extratos aquosos apresentaram teores mais elevados de compostos fenólicos totais (mg AG.g-1), na seguinte ordem: nibs de cacau (21,54) > chocolate 70% (10,45) > chocolate 56% (9,51) > chocolates meio amargos (8,15) > achocolatados em pó (5,91) > chocolates ao leite (3,77) > chocolates brancos (1,22) > bebidas lácteas achocolatadas (0,96). A mesma sequência foi encontrada para a atividade antioxidante obtida pelos métodos indiretos, exceto para chocolates brancos, que exibiram os menores potenciais. Os extratos aquosos apresentaram a maior atividade antioxidante, variando de 86,53 a 1,55% pelo método DPPH; 141,27 a 3,2 \'mü\'m trolox.g-1 pelo método ABTS e 354,42 a 2,27 \'mü\'mol Fe++.g-1 pelo método FRAP. Por meio da auto-oxidação do sistema \'beta\'- caroteno/ácido linoleico, os extratos aquosos e alcoólicos mostraram valores similares para atividade antioxidante, a qual foi maior que 70% para nibs de cacau e chocolates 70% e 56%. O estilbeno resveratrol foi identificado em todas as amostras analisadas por CG-EM, entretanto em virtude da presença de teores abaixo do limite de quantificação, não foi possível a sua quantificação na maioria das amostras pela técnica de CLAE. Chocolates meio amargos exibiram os maiores teores de resveratrol, os quais foram superiores aos relatados para os mesmos produtos europeus e americanos. Apesar do cacau brasileiro não estar entre os de melhor qualidade, os resultados obtidos mostram seu elevado potencial antioxidante e de seus derivados, contribuindo para a ingestão de antioxidantes pela população brasileira, dentre os quais o estilbeno resveratrol / The stilbene resveratrol is a phenolic compound potentially beneficial to human healthy, mainly due it cardioprotector properties. Despite it abundance in grapes and wines, this stilbene lacks in most fruits and vegetables that compose human diet. Recently, resveratrol was detected in cocoa and chocolates commercialized in Europe and United States, making these products the second edible source of resveratrol. The lack of studies about resveratrol occurrence in Brazilian diet makes evident the need for investigation of the stilbene sources. This study aimed at analyzing the amount of total phenolic compounds, the antioxidant activity of aqueous and methanolic extracts of cocoa and cocoa products from Brazil, and the resveratrol level. A total of 14 products were analyzed, including cocoa nibs, chocolates 70% and 56% cocoa, dark, milk and white chocolates, chocolate Milk beverages and chocolate powders, of popular Brazilian trademarks. The total phenolic compounds were quantified by the Folin-Ciocalteu method. The antioxidant activity was determined using the DPPH, ABTS, FRAP and \'beta\'-carotene bleaching assays. Identification of resveratrol in the samples was confirmed by gás chromatography/mass spectrometry method (GC-MS) and quantification was obtained by high performance liquid chromatography (HPLC). Aqueous extracts showed a higher phenolic content (mg GAE.g-1), following the sequence: cocoa nibs (21,54) > chocolate 70% (10,45), chocolate 56% (9,51), dark chocolates (8,15) > chocolate powders (5,91) > milk chocolates (3,77) > white chocolates (1,22) > chocolate milk beverages (0,96). The same sequence was detected for the antioxidant activity obtained by indirect methods, except for white chocolates, which exhibited the lowest antioxidant activity. Aqueous extracts showed a higher antioxidant activity, ranging from 86,53 to 1,55% in the DPPH assay; 141,27 to 3,2 \'mü\'m trolox.g-1 in the ABTS assay and 354,42 to 2,27 \'mü\'mol Fe++.g-1 in the FRAP assay By the \'beta\'-carotene bleaching method, methanolic and aqueous extracts showed similar antioxidant activities, which were higher than 70% for cocoa and chocolates 70% and 56% cocoa. Resveratrol was identified in all the samples analyzed by GCMS, but its presence below the limit of quantification doesnt allow its determination in all samples by HPLC. Dark chocolates exhibited the highest resveratrol levels, which were higher than those related for the same European and American products. Although Brazilian cocoa isnt recognized for its quality, the results obtained show it high antioxidant activity and of its derivatives, contributing for antioxidants intake by Brazilian population, among them the stilbene resveratrol