Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:20:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347961.pdf: 2214369 bytes, checksum: 52c7a64b222fcea320e30e8ace311136 (MD5) Previous issue date: 2017 / O material hibrido cloreto de 3-n-propil(4-metil)piridínio silsesquioxano (Si4Pic+Cl-) já é conhecido em sua forma insolúvel em meio aquoso. Com alguns parâmetros sintéticos alterados, obteve-se um material solúvel em solventes de alta constante dielétrica, tais como água e etanol. A incorporação de uma quantidade maior de grupamentos piridínio na matriz silsesquioxano foi comprovada por titulação potenciométrica e titulação condutometrica, e a estrutura confirmada por técnicas espectroscópicas de RMN de 13C, 29Si, UV-Vis e FTIR. A solubilidade em meio aquoso permitiu que o silsesquioxano fosse utilizado como estabilizante na síntese de nanopartículas de ouro (AuNPs). O tamanho das nanopartículas foi obtido através de TEM, DLS, UV-Vis e a estabilização eletroestérica do silsesquioxano foi confirmada com análises de potencial-?. O nanomaterial resultante (Au-Si4Pic+Cl-) foi aplicado na modificação de eletrodos de pasta de carbono e os eletrodos modificados com este nanomaterial e com o Si4Pic+Cl-, designados como CPE/Au-Si4Pic+Cl- e CPE/Si4Pic+Cl-, foram caracterizados por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica e espectroscopia de raios-X por dispersão de energia. Ambos os eletrodos mostraram-se sensíveis à redução de sulfito em meio ácido, entretanto, o CPE/Au-Si4Pic+Cl- apresentou atividade eletrocatalítica frente ao analito, além de uma maior resposta de corrente quando comparado ao eletrodo CPE sem modificação. Utilizando a voltametria de onda quadrada (SWV) com os parâmetros otimizados, foram construídas curvas de calibração na faixa de 2,54 - 48,65 mg L-1 de SO2. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram de 0,9 e 2,7 mg L-1, respectivamente. O sensor proposto apresentou seletividade e estabilidade intra- e inter-dia, com desvios padrões relativos de 3,56 e 4,23 %, respectivamente, mostrando-se aplicável na quantificação de sulfito em amostras reais. Foi determinado sulfito em vinho branco e água de coco. Comparado ao método iodimétrico, a metodologia proposta não apresenta efeito de matriz, mostrando-se seletiva e com exatidão, podendo ser útil em análises rotineiras em indústrias.<br> / Abstract : The hybrid material 3-n-propyl (4-methyl)pyridinium silsesquioxane chloride (Si4Pic+Cl-) is already known in its insoluble form in aqueous medium. When some synthetic parameters are changed, it was checked the material is soluble in high dielectric constant solvents as water and ethanol. The incorporation of greater quantity of pyridinium groups in the silsesquioxane matrix was confirmed by potentiometric and conductometric titration. The structure was confirmed by 13C and 29Si NMR, UV-Vis and FTIR spectroscopies. The aqueous solubility allowed silsesquioxane to be applied as a stabilizer in the synthesis of gold nanoparticles (AuNPs). The size of the nanoparticles was obtained by TEM, DLS, UV-Vis and the electroesteric stabilization of silsesquioxane was confirmed with potencial-??analyzes. The nanomaterial (Au-Si4Pic+Cl-) was applied in the modification of carbon paste electrodes. The modified electrodes, called CPE/Au-Si4Pic+Cl- and CPE/Si4Pic+Cl- were characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. Both electrodes were sensitive to sulfite reduction in acid medium, however, the CPE/Au-Si4Pic+Cl- showed electrocatalytic activity, in addition, a higher current response when compared to the bare CPE electrode. Optimized parameters of square wave voltammetry (SWV) were applied to construct calibration curves in the range of 2.54 - 48.65 mg L-1 of dissolved SO2. The limit detection and quantification obtained were 0.9 and 2.7 mg L-1, respectively. The proposed sensor presented selectivity and intra- and inter-day stability, with relative standard deviations of 3.56 and 4.23%, respectively, showing to be applicable to the quantification of sulfite in real samples. Sulfite was determined in white wines and coconut water. Compared to iodimetric method, the proposed method presents no matrix effect, showed selective, and accurate that could be useful in routine analysis in industry.

SOUSA, A. S. N. Influência de conservantes químicos na determinação da atividade antioxidante total em suco tropical de acerola. 2013. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos,) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-26T17:19:15Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_asnsouza.pdf: 1631229 bytes, checksum: ea84f497db66d635322384fb215a4442 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-11-25T11:06:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_asnsouza.pdf: 1631229 bytes, checksum: ea84f497db66d635322384fb215a4442 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-25T11:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_asnsouza.pdf: 1631229 bytes, checksum: ea84f497db66d635322384fb215a4442 (MD5) Previous issue date: 2013 / The food industry uses chemical additives to extend the shelf life of its products and maintain their sensory and microbiological characteristics acceptable. However, the presence of preservatives in foods may interfere in the quantification of total antioxidant activity. Therefore, this study aimed to evaluate the influence of food preservatives on total antioxidant activity and on the sensory and microbiological quality of acerola tropical juice. The fruits were washed, sanitized (200 ppm sodium hypochlorite), pulped and then were formulated with water and its specific preservatives. The juices were heat treated (90°C/60 seconds) and hot filled in glass bottles, which were closed, cooled until 35ºC and stored at 25ºC for 180 days. The formulations tested were: control juice without additive (C); juice with addition of 0.004 g/100 mL of sodium metabisulphite (SMS); juice with addition of 0.08 g/100 mL of potassium sorbate (SSP); juice added of 0.05 g/100 mL of sodium benzoate (SBS); juice added of 0.002 g/100 mL of sodium metabisulfite and 0.04 g/100 mL of potassium sorbate S(MS+ SP); juice with addition of 0.002 g/100 mL of sodium metabisulfite and 0.025 g/100 mL of sodium benzoate S(MS + BS). It was carried out chemical determinations for ascorbic acid, total carotenoids, total anthocyanins, total extractable polyphenolics and total antioxidant activity by ABTS and DPPH methods. Commercial sterility testing was performed on samples to determine the hygienic and sanitary processing and to check for any microbiological changes. In sensory acceptance tests were used acerola nectars, prepared by dilution from the acerola tropical juice and added sucrose to obtain 11 ºBrix, using a 9-point hedonic scale for flavor, color, aroma, sweetness, appearance, body and overall impression. The experiments were performed at three time points (0, 90 and 180 days) and the determinations were made in triplicate. The results were analyzed by the interaction between the juice type and storage time. Regarding anthocyanins content, all samples showed an average of 1.0 mg/100mL (P> 0.05). The acid ascorbic contents remained stable during the storage and ranged from 256.22 mg/100mL (C juice) to 301mg/100mL (SMS and SSP juices). The total carotenoid in treatments with or without preservatives did not vary significantly among themselves, with mean values of 0.04 mg/100mL. The yellow flavonoids showed no significant difference between the juice type (P> 0.05), averaging 5.30 mg/100 mL. For soluble dark pigments, SMS obtained the lowest range in absorbance at 90 days time (0.170 to 0.240), and greater variation for the control juice (from 0.230 to 0.320). All samples showed high losses of phenolics during storage, observing greater losses at times of 0 and 90 days, which ranged from 36.59% for S(BS + MS) and 42.97% for SMS. There was a significant variation of total antioxidant activity with time by the DPPH test (P≤0.05). The values ranged from 877.41 to 978.44 g/g DPPH for C and SMS juices, respectively. A similar behavior was observed for contents analyzed by the ABTS testing: 58.46 mM Trolox/g for SMS and 49.80 mM Trolox/g for control juice. A significant and positive correlation was verified between polyphenols and ABTS (r = 0.78) and DPPH (r = 0.44); anthocyanins and ABTS (r = 0.39) and DPPH (r = 0.44). Yellow flavonoids and ABTS and DPPH assays were negatively and significantly correlated (r = -0.83 and r = -0.52), respectively. There was no significant correlation between ascorbic acid and ABTS and DPPH assays. There was no significant interaction between any treatment and storage time (P> .05). Sodium metabisulphite and its combinations did not influence sensorial acceptance of acerola nectars, with assessments within the acceptable range for all analyzed attributes along storage time. The potassium sorbate and sodium benzoate singly were the additives that contributed most to a higher rejection sensory of products. The employed chemical preservatives, associated with the heat treatment, were effective for maintaining the commercial sterility of acerola tropical juices. / A indústria de alimentos utiliza-se de conservantes químicos para prolongar a vida útil de seus produtos e manter suas características sensoriais e microbiológicas aceitáveis. Contudo a presença desses conservantes nos alimentos pode interferir na quantificação da atividade antioxidante total. Portanto, este trabalho objetivou avaliar a influência dos conservantes alimentares na atividade antioxidante total, na qualidade sensorial e microbiológica de sucos tropicais de acerola. As frutas foram lavadas, sanitizadas (200mg/L de cloro ativo) e despolpadas, em seguida, formuladas com água e seus conservantes específicos. Os sucos foram tratados termicamente (90ºC/60 segundos) e acondicionados a quente em garrafas de vidro, que foram fechadas, resfriadas até 35ºC e armazenadas à temperatura de 25ºC por 180 dias. As formulações testadas foram: suco controle, sem aditivo (C); suco com adição de 0,004 g de metabissulfito de sódio/100 mL (SMS); suco com adição de 0,08g sorbato de potássio /100 mL de (SSP); suco adicionado de 0,05g de benzoato de sódio /100 mL (SBS); suco com 0,002g de metabissulfito de sódio e 0,04 g/100 mL de sorbato de potássio/100 mL S(MS+SP)); suco com adição de 0,002g/100 mL de metabissulfito de sódio e 0,025 g/100 mL de benzoato de sódio S(MS+BS). Foram realizadas determinações químicas de ácido ascórbico, carotenóides totais, antocianinas totais, polifenóis extraíveis totais e quantificação da atividade antioxidante total pelos métodos ABTS e DPPH. Foi realizado o teste de esterilidade comercial nas amostras para determinar as condições higiênico-sanitárias do processamento e verificar as possíveis alterações microbiológicas. Os testes sensoriais de aceitação foram utilizados néctares de acerola, preparados por diluição a partir do suco tropical de acerola e adicionado de sacarose até obtenção de 11 ºBrix, os quais foram avaliados quanto aos atributos impressão global, cor, aparência, aroma, doçura, sabor e corpo utilizando uma escala hedônica estruturada de nove pontos. Os experimentos foram realizados em três tempos (0, 90 e 180 dias) e realizados em triplicata. Os resultados foram tratados por análise de interação entre os diferentes tratamentos e tempo de armazenamento. Para o teor de antocianinas, todas as amostras apresentaram média de 1,0mg/100g (P>0,05). O teor de ácido ascórbico se manteve estável durante o armazenamento, variando de 256,22 mg/100mL para o suco C, a 301mg/100mL, para os sucos SMS e SSP. Os teores de carotenóides totais nos tratamentos com ou sem conservantes não diferiram entre si (P>0,05), apresentando valor médio de 0,04mg/100mL. Os flavonoides amarelos não apresentaram diferença significativa (P>0,05), apresentando média de 5,30mg/100mL. Para pigmentos escuros solúveis o SMS obteve a menor variação na absorbância no tempo de 90 dias (0,170 a 0,240), e a maior variação para o suco controle (0,230 a 0,320). Todas as amostras apresentaram perdas elevadas de fenólicos durante o armazenamento, observando-se perdas maiores entre 0 e 90 dias, que variaram de 36,59% para S(MS+BS) e 42,97% para SMS. Houve variação significativa com o tempo para a atividade antioxidante total pelo ensaio DPPH (P≤0,05). Os valores variaram entre 877,41 e 978,44 g/g DPPH para os sucos C e SMS, respectivamente. Comportamento semelhante foi observado para os teores analisados pelo método ABTS, observando-se para o SMS, 58,46 µM Trolox/g; e para o suco controle, 49,80 µM Trolox/g. A correlação positiva e significativa foi verificada entre polifenóis e o ensaio ABTS (r = 0,78) e para DPPH (r = 0,44). Antocianinas totais e ABTS (r = 0,39) e DPPH (r = 0,44). Os flavonóides amarelos e os ensaios ABTS e DPPH se correlacionaram negativamente e significativamente (r = -0,83 e r= -0,52; respectivamente). Não foi observada interação significativa entre os tratamentos e os tempos de armazenamento (P > 0,05). O metabissulfito de sódio e suas combinações não influenciaram na aceitação sensorial dos néctares de acerola, com avaliações dentro da faixa de aceitação para todos os atributos analisados ao longo do tempo de armazenamento. Os aditivos sorbato de potássio e benzoato de sódio isoladamente contribuíram para uma maior rejeição sensorial dos produtos. Os conservantes químicos utilizados, associados ao tratamento térmico empregado, foram eficientes para a manutenção da esterilidade comercial dos sucos tropicais de acerola.

O sulfito e o tiossulfato estão acumulados em tecidos e líquidos biológicos de pacientes afetados pela deficiência da sulfito oxidase (SO), uma enzima mitocondrial que catalisa a oxidação de sulfito derivado do metabolismo de aminoácidos sulfurados. A deficiência da SO é causada pela deficiência isolada da enzima SO ou por uma deficiência na rota de biossíntese de seu cofator molibdênio. Os indivíduos afetados por esta desordem apresentam disfunção neurológica progressiva, convulsões neonatais severas, subluxação do cristalino, hipotonia axial, hipertonicidade periférica e atraso no desenvolvimento, resultando geralmente em morte prematura. Considerando que a fisiopatologia do dano neurológico encontrado em pacientes deficientes para a SO ainda não está esclarecida, o objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos in vitro do sulfito e do tiossulfato sobre parâmetros de metabolismo energético e homeostase redox e mitocondrial em cérebro de ratos jovens. Inicialmente, verificamos que o sulfito inibe a atividade do complexo IV da cadeia respiratória, indicando que este composto prejudica o fluxo de elétrons, enquanto que o tiossulfato não afetou a atividade de nenhum dos complexos da cadeia respiratória em sobrenadantes de córtex cerebral. Também foi verificado que o sulfito e o tiossulfato diminuem a atividade da creatina quinase total (tCK) e de suas isoformas mitocondrial e citosólica, sugerindo que estes compostos prejudicam o tamponamento e a transferência de energia celular no cérebro. Além disso, melatonina, trolox (análogo solúvel do α-tocoferol), glutationa e o inibidor da óxido nítrico sintase Nω-nitro-L-arginina metil éster atenuaram ou preveniram totalmente a inibição da tCK induzida por sulfito e tiossulfato, sugerindo o envolvimento de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio nestes efeitos. O sulfito e o tiossulfato também aumentaram a oxidação da 2’,7’-diclorofluorescina e inibiram a atividade da aconitase, enquanto que somente o sulfito aumentou a produção de peróxido de hidrogênio, reforçando o envolvimento de dano oxidativo nos efeitos provocados por estes metabólitos. Contudo, a atividade da enzima Na+,K+-ATPase sináptica não foi alterada pelo sulfito e tiossulfato. Em seguida, observamos que o sulfito dissipa o potencial de membrana mitocondrial na presença de Ca2+, de forma dose-dependente de sulfito e Ca2+ em preparações mitocondriais de cérebro de ratos. O sulfito também induziu inchamento e diminuiu a capacidade de retenção de Ca2+, os níveis de NAD(P)H na matriz e o imunoconteúdo de citocromo c em mitocôndrias quando Ca2+ estava presente no meio. Além disso, as alterações provocadas pelo sulfito foram prevenidas por rutênio vermelho, ciclosporina A e ADP, sugerindo que o sulfito induz transição da permeabilidade mitocondrial (MPT). Também foi verificado que dentre vários inibidores da MPT, incluindo antioxidantes, inibidores da fosfolipase A2 e o regente redutor ditiotreitol, apenas o agente alquilante de tióis N-etilmaleimida foi capaz de prevenir o inchamento mitocondrial causado por sulfito. O sulfito também diminuiu o conteúdo de grupamentos tiol de proteínas de membrana em preparações mitocondriais de cérebro, indicando que este composto age diretamente sobre grupamentos tiol contidos no poro de MPT. Assim, pode-se presumir que o prejuízo no metabolismo energético e na homeostase redox causados pelo sulfito e pelo tiossulfato e que a indução de MPT pelo sulfito podem estar envolvidos na disfunção neurológica observada nos portadores da deficiência da SO. / Sulfite and thiosulfate accumulate in tissues and biological fluids of patients affected by the deficiency of sulfite oxidase (SO), which is a mitochondrial enzyme that catalyzes the oxidation of sulfite derived from the metabolism of sulfur amino acids. SO deficiency is caused by the isolated deficiency of the enzyme SO itself or by a deficiency in the biosynthetic pathway of its molybdenum cofactor. Individuals affected by this disorder present progressive neurological dysfunction, severe neonatal seizures, lens subluxation, axial hypotonia, limb hypertonicity and failure to thrive, resulting often in early childhood death. Considering that the pathophysiology of the neurological damage found in SO deficient patients has not been totally established, the aim of the present work was to investigate the in vitro effect of sulfite and thiosulfate on parameters of energy metabolism, as well as redox and mitochondrial homeostasis in rat brain. First, we verified that sulfite inhibited the activity of complex IV of the respiratory chain in cerebral cortex supernatants, indicating that this compound impairs the electron transfer flow, whereas thiosulfate did not affect any of the activities of the respiratory chain complexes. It was also found that sulfite and thiosulfate markedly decreased the activity of total creatine kinase (tCK) and its mitochondrial and cytosolic isoforms, suggesting that these compounds impair brain cellular energy buffering and transfer. Moreover, melatonin, trolox (soluble analogue of α-tocopherol), glutathione and the nitric oxide synthase inhibitor Nω-nitro-L-arginine methyl ester attenuated or fully prevented the inhibition of tCK induced by sulfite and thiosulfate, suggesting the involvement of reactive oxygen and nitrogen species in these effects. Sulfite and thiosulfate also increased 2’,7’-dichlorofluorescin oxidation and inhibited the activity of aconitase, whereas only sulfite increased hydrogen peroxide production, reinforcing the involvement of oxidative damage in the effects elicited by these metabolites. In contrast, synaptic Na+,K+-ATPase activity was not altered by sulfite and thiosulfate. Next, we observed that sulfite dissipates mitochondria membrane potential in the presence of Ca2+, in a sulfite and Ca2+ dose-dependent manner. Sulfite also induced swelling and decreased Ca2+ retention capacity, matrix NAD(P)H pool and cytochrome c immunocontent in mitochondria when Ca2+ was present in the medium. Furthermore, the alterations elicited by sulfite were prevented by ruthenium red, cyclosporine A and ADP, supporting the involvement of mitochondrial permeability transition (MPT) in these effects. It was also verified that among various MPT inhibitors, including antioxidants, phospholipase A2 inhibitors and the reductant reagent dithiothreitol, only the thiol alkylating agent N-ethylmaleimide was able to prevent the sulfite-elicited mitochondrial swelling. Moreover, sulfite decreased membrane protein thiol group content in brain mitochondria, indicating that this compound acts directly on MPT pore containing thiol groups. Taken together, it may be presumed that the mitochondrial energy and redox homeostasis impairment caused by sulfite and thiosulfate and MPT induced by sulfite may be involved in the neurological dysfunction observed in patients affected by SO deficiency.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This dissertation presents the electrochemical study of modified electrode with a ruthenium oxide hexacyanoferrate film aiming the selective and sensitive detection and quantification of sulfite in juice samples. First, electrochemical studies of the growth of ruthenium oxide hexacyanoferrate film on a glassy carbon electrode (working electrode) by cyclic voltammetry and electrochemical quartz crystal microbalance were performed. The electrochemical behavior of sulfite at the modified electrode was investigated and it was found that the electrochemical reduction of the molecule occurred at low potential (near to 0.0 V vs. Ag / AgCl / 3 mol L-1 KCl), which did not occurs at the unmodified electrode or even at a Prussian-blue modified electrode (iron hexacyanoferrate), which is indicative of classic electrocatalysis by the film and then it could be applied as a selective sensor for sulfite. Studies of the mechanism of mass transport of sulfite during the process of reduction at the modified electrode were conducted and the results indicate mixed processes for mass transport, in addition to the diffusional transport of sulfite from the bulk solution, it was found sulfite trapping inside the electrode film modifier. Thus, the electrochemical reduction of sulfite inside of the film is the likely cause of the decrease of the potential values close to 0.0 V. The modified electrode was applied for the amperometric monitoring at constant potential of -0.2 V using a batch system under constant stirring. This system provided a sensitivity of 41.5 nA L / mol (R = 0.996), a detection limit of 20 mmol L-1 and was free of interference from ascorbic acid, citrate, fructose and glucose. Subsequently, the same electrode was adapted into an electrochemical cell of \"wall-jet\" type for flow injection analysis (FIA), applying the constant potential of -0.2 V, for the determination of sulfite in concentrated juice samples. Also in the FIA system, it was evaluated the multiple pulse amperometry technique for the simultaneous determination of sulfite and ascorbic acid. A sequence of potential pulses was optimized (+0.4 V / 300 ms: oxidation of ascorbic acid; 0.0 V / 60 ms: electrochemical cleaning or maintenance of the electrode surface; -0.2 V / 60 ms: reduction of sulfite) was used for the simultaneous and selective determination of sulfite and ascorbic acid. The FIA method presented satisfactory repeatability (relative standard deviation for ascorbic acid and sulfite were 2.9% and 2.7%, respectively) and high analytical frequency (120 injections h-1). The analytical curve of both analytes presented acceptable correlation coefficient values (R = 0.998) and low limits of detection and quantification (2.9 and 9.6 &#956;mol L-1 for sulfite and 7.6 and 25 &#956;mol L-1 for AA, respectively). / Esta dissertação apresenta o estudo eletroquímico de eletrodo modificado com filme de hexacianoferrato de óxido de rutênio visando à detecção e quantificação seletiva e sensível de sulfito em amostra de sucos. Primeiramente, estudos eletroquímicos do crescimento do filme de hexacianoferrato de óxido de rutênio em um eletrodo de carbono vítreo (eletrodo de trabalho) por voltametria cíclica e microbalança eletroquímica de cristal de quartzo foram realizados. O comportamento eletroquímico de sulfito no eletrodo modificado foi investigado e verificou-se que a redução eletroquímica da molécula ocorreu em baixos potenciais (próximo de 0,0 V vs Ag/AgCl/KCl 3 mol L-1), o que não ocorreu em eletrodo não modificado ou mesmo modificado com azul da Prússia (hexacianoferrato de ferro), sendo este um indicativo clássico de eletrocatálise do filme podendo ser aplicado como sensor seletivo para sulfito. Estudos do mecanismo de transporte de massa de sulfito durante o processo de redução no eletrodo modificado foram realizados e os resultados apontam para processos mistos de transporte de massa, ou seja, além do transporte difusional do seio da solução, verificou-se o aprisionamento de sulfito no interior do filme modificador do eletrodo. Desta forma, a redução eletroquímica de sulfito no interior do filme é a causa provável da diminuição dos valores de potenciais para valores próximos de 0,0 V. O eletrodo modificado foi aplicado para o monitoramento amperométrico em potencial constante de -0,2 V usando sistema em batelada sob agitação constante. Este sistema apresentou sensibilidade de 41,5 nA L / &#956;mol (R = 0,996), limite de detecção de 20 &#956;mol L-1 e mostrou-se livre de interferências de ácido ascórbico, citrato, frutose e glicose. Posteriormente, o mesmo eletrodo foi adaptado em célula eletroquímica do tipo wall-jet para análises por injeção em fluxo (FIA), aplicando o potencial constante de -0,2 V, para a determinação de sulfito em amostras de suco concentrado. Também em sistema FIA, avaliou-se a técnica de amperometria de múltiplos pulsos para a determinação simultânea de sulfito e ácido ascórbico. Uma sequência de pulsos de potencial foi otimizada (+0,4 V / 300 ms: oxidação do ácido ascórbico, 0,0 V / 60 ms: limpeza eletroquímica ou manutenção da superfície do eletrodo, -0,2 V / 60 ms: redução do sulfito) para determinação simultânea de sulfito e ácido ascórbico de forma seletiva. O método FIA apresentou repetibilidade satisfatória (desvio padrão relativo para ácido ascórbico e sulfito de 2,9% e 2,7%, respectivamente) e elevada frequência analítica (120 injeções h-1). A curva analítica de ambos analitos apresentaram aceitáveis valores de coeficientes de correlação (R = 0,998) e baixos limites de detecção e quantificação (para o sulfito de 2,9 e 9,6 &#956;mol L-1 e para ácido ascórbico de 7,6 e 25 &#956;mol L-1, respectivamente). / Mestre em Química

O sulfito e o tiossulfato estão acumulados em tecidos e líquidos biológicos de pacientes afetados pela deficiência da sulfito oxidase (SO), uma enzima mitocondrial que catalisa a oxidação de sulfito derivado do metabolismo de aminoácidos sulfurados. A deficiência da SO é causada pela deficiência isolada da enzima SO ou por uma deficiência na rota de biossíntese de seu cofator molibdênio. Os indivíduos afetados por esta desordem apresentam disfunção neurológica progressiva, convulsões neonatais severas, subluxação do cristalino, hipotonia axial, hipertonicidade periférica e atraso no desenvolvimento, resultando geralmente em morte prematura. Considerando que a fisiopatologia do dano neurológico encontrado em pacientes deficientes para a SO ainda não está esclarecida, o objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos in vitro do sulfito e do tiossulfato sobre parâmetros de metabolismo energético e homeostase redox e mitocondrial em cérebro de ratos jovens. Inicialmente, verificamos que o sulfito inibe a atividade do complexo IV da cadeia respiratória, indicando que este composto prejudica o fluxo de elétrons, enquanto que o tiossulfato não afetou a atividade de nenhum dos complexos da cadeia respiratória em sobrenadantes de córtex cerebral. Também foi verificado que o sulfito e o tiossulfato diminuem a atividade da creatina quinase total (tCK) e de suas isoformas mitocondrial e citosólica, sugerindo que estes compostos prejudicam o tamponamento e a transferência de energia celular no cérebro. Além disso, melatonina, trolox (análogo solúvel do α-tocoferol), glutationa e o inibidor da óxido nítrico sintase Nω-nitro-L-arginina metil éster atenuaram ou preveniram totalmente a inibição da tCK induzida por sulfito e tiossulfato, sugerindo o envolvimento de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio nestes efeitos. O sulfito e o tiossulfato também aumentaram a oxidação da 2’,7’-diclorofluorescina e inibiram a atividade da aconitase, enquanto que somente o sulfito aumentou a produção de peróxido de hidrogênio, reforçando o envolvimento de dano oxidativo nos efeitos provocados por estes metabólitos. Contudo, a atividade da enzima Na+,K+-ATPase sináptica não foi alterada pelo sulfito e tiossulfato. Em seguida, observamos que o sulfito dissipa o potencial de membrana mitocondrial na presença de Ca2+, de forma dose-dependente de sulfito e Ca2+ em preparações mitocondriais de cérebro de ratos. O sulfito também induziu inchamento e diminuiu a capacidade de retenção de Ca2+, os níveis de NAD(P)H na matriz e o imunoconteúdo de citocromo c em mitocôndrias quando Ca2+ estava presente no meio. Além disso, as alterações provocadas pelo sulfito foram prevenidas por rutênio vermelho, ciclosporina A e ADP, sugerindo que o sulfito induz transição da permeabilidade mitocondrial (MPT). Também foi verificado que dentre vários inibidores da MPT, incluindo antioxidantes, inibidores da fosfolipase A2 e o regente redutor ditiotreitol, apenas o agente alquilante de tióis N-etilmaleimida foi capaz de prevenir o inchamento mitocondrial causado por sulfito. O sulfito também diminuiu o conteúdo de grupamentos tiol de proteínas de membrana em preparações mitocondriais de cérebro, indicando que este composto age diretamente sobre grupamentos tiol contidos no poro de MPT. Assim, pode-se presumir que o prejuízo no metabolismo energético e na homeostase redox causados pelo sulfito e pelo tiossulfato e que a indução de MPT pelo sulfito podem estar envolvidos na disfunção neurológica observada nos portadores da deficiência da SO. / Sulfite and thiosulfate accumulate in tissues and biological fluids of patients affected by the deficiency of sulfite oxidase (SO), which is a mitochondrial enzyme that catalyzes the oxidation of sulfite derived from the metabolism of sulfur amino acids. SO deficiency is caused by the isolated deficiency of the enzyme SO itself or by a deficiency in the biosynthetic pathway of its molybdenum cofactor. Individuals affected by this disorder present progressive neurological dysfunction, severe neonatal seizures, lens subluxation, axial hypotonia, limb hypertonicity and failure to thrive, resulting often in early childhood death. Considering that the pathophysiology of the neurological damage found in SO deficient patients has not been totally established, the aim of the present work was to investigate the in vitro effect of sulfite and thiosulfate on parameters of energy metabolism, as well as redox and mitochondrial homeostasis in rat brain. First, we verified that sulfite inhibited the activity of complex IV of the respiratory chain in cerebral cortex supernatants, indicating that this compound impairs the electron transfer flow, whereas thiosulfate did not affect any of the activities of the respiratory chain complexes. It was also found that sulfite and thiosulfate markedly decreased the activity of total creatine kinase (tCK) and its mitochondrial and cytosolic isoforms, suggesting that these compounds impair brain cellular energy buffering and transfer. Moreover, melatonin, trolox (soluble analogue of α-tocopherol), glutathione and the nitric oxide synthase inhibitor Nω-nitro-L-arginine methyl ester attenuated or fully prevented the inhibition of tCK induced by sulfite and thiosulfate, suggesting the involvement of reactive oxygen and nitrogen species in these effects. Sulfite and thiosulfate also increased 2’,7’-dichlorofluorescin oxidation and inhibited the activity of aconitase, whereas only sulfite increased hydrogen peroxide production, reinforcing the involvement of oxidative damage in the effects elicited by these metabolites. In contrast, synaptic Na+,K+-ATPase activity was not altered by sulfite and thiosulfate. Next, we observed that sulfite dissipates mitochondria membrane potential in the presence of Ca2+, in a sulfite and Ca2+ dose-dependent manner. Sulfite also induced swelling and decreased Ca2+ retention capacity, matrix NAD(P)H pool and cytochrome c immunocontent in mitochondria when Ca2+ was present in the medium. Furthermore, the alterations elicited by sulfite were prevented by ruthenium red, cyclosporine A and ADP, supporting the involvement of mitochondrial permeability transition (MPT) in these effects. It was also verified that among various MPT inhibitors, including antioxidants, phospholipase A2 inhibitors and the reductant reagent dithiothreitol, only the thiol alkylating agent N-ethylmaleimide was able to prevent the sulfite-elicited mitochondrial swelling. Moreover, sulfite decreased membrane protein thiol group content in brain mitochondria, indicating that this compound acts directly on MPT pore containing thiol groups. Taken together, it may be presumed that the mitochondrial energy and redox homeostasis impairment caused by sulfite and thiosulfate and MPT induced by sulfite may be involved in the neurological dysfunction observed in patients affected by SO deficiency.

O sulfito e o tiossulfato estão acumulados em tecidos e líquidos biológicos de pacientes afetados pela deficiência da sulfito oxidase (SO), uma enzima mitocondrial que catalisa a oxidação de sulfito derivado do metabolismo de aminoácidos sulfurados. A deficiência da SO é causada pela deficiência isolada da enzima SO ou por uma deficiência na rota de biossíntese de seu cofator molibdênio. Os indivíduos afetados por esta desordem apresentam disfunção neurológica progressiva, convulsões neonatais severas, subluxação do cristalino, hipotonia axial, hipertonicidade periférica e atraso no desenvolvimento, resultando geralmente em morte prematura. Considerando que a fisiopatologia do dano neurológico encontrado em pacientes deficientes para a SO ainda não está esclarecida, o objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos in vitro do sulfito e do tiossulfato sobre parâmetros de metabolismo energético e homeostase redox e mitocondrial em cérebro de ratos jovens. Inicialmente, verificamos que o sulfito inibe a atividade do complexo IV da cadeia respiratória, indicando que este composto prejudica o fluxo de elétrons, enquanto que o tiossulfato não afetou a atividade de nenhum dos complexos da cadeia respiratória em sobrenadantes de córtex cerebral. Também foi verificado que o sulfito e o tiossulfato diminuem a atividade da creatina quinase total (tCK) e de suas isoformas mitocondrial e citosólica, sugerindo que estes compostos prejudicam o tamponamento e a transferência de energia celular no cérebro. Além disso, melatonina, trolox (análogo solúvel do α-tocoferol), glutationa e o inibidor da óxido nítrico sintase Nω-nitro-L-arginina metil éster atenuaram ou preveniram totalmente a inibição da tCK induzida por sulfito e tiossulfato, sugerindo o envolvimento de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio nestes efeitos. O sulfito e o tiossulfato também aumentaram a oxidação da 2’,7’-diclorofluorescina e inibiram a atividade da aconitase, enquanto que somente o sulfito aumentou a produção de peróxido de hidrogênio, reforçando o envolvimento de dano oxidativo nos efeitos provocados por estes metabólitos. Contudo, a atividade da enzima Na+,K+-ATPase sináptica não foi alterada pelo sulfito e tiossulfato. Em seguida, observamos que o sulfito dissipa o potencial de membrana mitocondrial na presença de Ca2+, de forma dose-dependente de sulfito e Ca2+ em preparações mitocondriais de cérebro de ratos. O sulfito também induziu inchamento e diminuiu a capacidade de retenção de Ca2+, os níveis de NAD(P)H na matriz e o imunoconteúdo de citocromo c em mitocôndrias quando Ca2+ estava presente no meio. Além disso, as alterações provocadas pelo sulfito foram prevenidas por rutênio vermelho, ciclosporina A e ADP, sugerindo que o sulfito induz transição da permeabilidade mitocondrial (MPT). Também foi verificado que dentre vários inibidores da MPT, incluindo antioxidantes, inibidores da fosfolipase A2 e o regente redutor ditiotreitol, apenas o agente alquilante de tióis N-etilmaleimida foi capaz de prevenir o inchamento mitocondrial causado por sulfito. O sulfito também diminuiu o conteúdo de grupamentos tiol de proteínas de membrana em preparações mitocondriais de cérebro, indicando que este composto age diretamente sobre grupamentos tiol contidos no poro de MPT. Assim, pode-se presumir que o prejuízo no metabolismo energético e na homeostase redox causados pelo sulfito e pelo tiossulfato e que a indução de MPT pelo sulfito podem estar envolvidos na disfunção neurológica observada nos portadores da deficiência da SO. / Sulfite and thiosulfate accumulate in tissues and biological fluids of patients affected by the deficiency of sulfite oxidase (SO), which is a mitochondrial enzyme that catalyzes the oxidation of sulfite derived from the metabolism of sulfur amino acids. SO deficiency is caused by the isolated deficiency of the enzyme SO itself or by a deficiency in the biosynthetic pathway of its molybdenum cofactor. Individuals affected by this disorder present progressive neurological dysfunction, severe neonatal seizures, lens subluxation, axial hypotonia, limb hypertonicity and failure to thrive, resulting often in early childhood death. Considering that the pathophysiology of the neurological damage found in SO deficient patients has not been totally established, the aim of the present work was to investigate the in vitro effect of sulfite and thiosulfate on parameters of energy metabolism, as well as redox and mitochondrial homeostasis in rat brain. First, we verified that sulfite inhibited the activity of complex IV of the respiratory chain in cerebral cortex supernatants, indicating that this compound impairs the electron transfer flow, whereas thiosulfate did not affect any of the activities of the respiratory chain complexes. It was also found that sulfite and thiosulfate markedly decreased the activity of total creatine kinase (tCK) and its mitochondrial and cytosolic isoforms, suggesting that these compounds impair brain cellular energy buffering and transfer. Moreover, melatonin, trolox (soluble analogue of α-tocopherol), glutathione and the nitric oxide synthase inhibitor Nω-nitro-L-arginine methyl ester attenuated or fully prevented the inhibition of tCK induced by sulfite and thiosulfate, suggesting the involvement of reactive oxygen and nitrogen species in these effects. Sulfite and thiosulfate also increased 2’,7’-dichlorofluorescin oxidation and inhibited the activity of aconitase, whereas only sulfite increased hydrogen peroxide production, reinforcing the involvement of oxidative damage in the effects elicited by these metabolites. In contrast, synaptic Na+,K+-ATPase activity was not altered by sulfite and thiosulfate. Next, we observed that sulfite dissipates mitochondria membrane potential in the presence of Ca2+, in a sulfite and Ca2+ dose-dependent manner. Sulfite also induced swelling and decreased Ca2+ retention capacity, matrix NAD(P)H pool and cytochrome c immunocontent in mitochondria when Ca2+ was present in the medium. Furthermore, the alterations elicited by sulfite were prevented by ruthenium red, cyclosporine A and ADP, supporting the involvement of mitochondrial permeability transition (MPT) in these effects. It was also verified that among various MPT inhibitors, including antioxidants, phospholipase A2 inhibitors and the reductant reagent dithiothreitol, only the thiol alkylating agent N-ethylmaleimide was able to prevent the sulfite-elicited mitochondrial swelling. Moreover, sulfite decreased membrane protein thiol group content in brain mitochondria, indicating that this compound acts directly on MPT pore containing thiol groups. Taken together, it may be presumed that the mitochondrial energy and redox homeostasis impairment caused by sulfite and thiosulfate and MPT induced by sulfite may be involved in the neurological dysfunction observed in patients affected by SO deficiency.

Os sulfitos, representados pelo SO2, fazem parte de um importante grupo de aditivos utilizados, há séculos, como conservantes em frutas secas, sucos de frutas, vinhos. No Brasil não existem dados sobre sua utilização pelas indústrias de alimentos e pesquisas sobre o seu consumo pela população. Assim, o objetivo desta pesquisa foi estimar a ingestão de sulfitos em dois grupos de alunos do ensino médio, respectivamente de escola particular e pública. Os dados foram coletados por meio de R24, que permitiu relacionar as fontes de sulfitos presentes na dieta. Para o cálculo do consumo deste aditivo foi utilizado o MPL, definido pela legislação brasileira para cada uma das fontes. Nenhum dos escolares ultrapassou a IDA de 0,70 mg SO2/kg pc/dia, com média de consumo de 0,07 mg SO2/kg pc/dia (p<0,001), sem diferença estatisticamente significante (p = 0,643) entre as escolas particular e pública. Os grandes consumidores (consumo de mais de 50% da IDA, ou seja, 0,35 mg SO2/kg pc/dia, até o limite 0,52 mg SO2/kg pc/dia) representaram 4,5% da amostra pesquisada e alcançaram estes níveis de ingestão devido ao consumo acima de 500 mL/dia de sucos industrializados e similares, e, na escola particular, por associar ao seu consumo bebidas alcoólicas, como cerveja e vinho. / The sulphites, represented for the SO2, are part of an important group of additives, have used for centuries as preservatives in dry fruits, fruit juices, wines. In Brazil there are no data on use of sulphites by the food industry and research on their consumption by population. Thus, the objective of this research was to estimate the ingestion of sulphites in two groups of high school students, one of privative school and another of public school. The data were collected through 24-hour dietary recall, that allowed to relate the sources of sulphites in the diet. For calculation of the consumption of this additive the MPL, stabilished by the Brazilian legislation was used for each sources. None of students exceeded the ADI of 0.70 mg SO2/kg bw/day, with average of consumption of 0.07 mg SO2/kg bw/day (p < 0.001), without statistical difference (p = 0.643) between privative and public school. Heavy consumers (consumption of more than 50% of the ADI, or either, 0.35 mg SO2/kg bw/day, until 0.52 mg SO2/kg bw/dia) represented 4.5% of the searched sample and reached these levels of ingestion due to the consumption above 500 mL/day of fruit industrialized juices, and, in privative school, for associating with its consumption alcoholic beverages, as beer and wine.

Os sulfitos, representados pelo SO2, fazem parte de um importante grupo de aditivos utilizados, há séculos, como conservantes em frutas secas, sucos de frutas, vinhos. No Brasil não existem dados sobre sua utilização pelas indústrias de alimentos e pesquisas sobre o seu consumo pela população. Assim, o objetivo desta pesquisa foi estimar a ingestão de sulfitos em dois grupos de alunos do ensino médio, respectivamente de escola particular e pública. Os dados foram coletados por meio de R24, que permitiu relacionar as fontes de sulfitos presentes na dieta. Para o cálculo do consumo deste aditivo foi utilizado o MPL, definido pela legislação brasileira para cada uma das fontes. Nenhum dos escolares ultrapassou a IDA de 0,70 mg SO2/kg pc/dia, com média de consumo de 0,07 mg SO2/kg pc/dia (p<0,001), sem diferença estatisticamente significante (p = 0,643) entre as escolas particular e pública. Os grandes consumidores (consumo de mais de 50% da IDA, ou seja, 0,35 mg SO2/kg pc/dia, até o limite 0,52 mg SO2/kg pc/dia) representaram 4,5% da amostra pesquisada e alcançaram estes níveis de ingestão devido ao consumo acima de 500 mL/dia de sucos industrializados e similares, e, na escola particular, por associar ao seu consumo bebidas alcoólicas, como cerveja e vinho. / The sulphites, represented for the SO2, are part of an important group of additives, have used for centuries as preservatives in dry fruits, fruit juices, wines. In Brazil there are no data on use of sulphites by the food industry and research on their consumption by population. Thus, the objective of this research was to estimate the ingestion of sulphites in two groups of high school students, one of privative school and another of public school. The data were collected through 24-hour dietary recall, that allowed to relate the sources of sulphites in the diet. For calculation of the consumption of this additive the MPL, stabilished by the Brazilian legislation was used for each sources. None of students exceeded the ADI of 0.70 mg SO2/kg bw/day, with average of consumption of 0.07 mg SO2/kg bw/day (p < 0.001), without statistical difference (p = 0.643) between privative and public school. Heavy consumers (consumption of more than 50% of the ADI, or either, 0.35 mg SO2/kg bw/day, until 0.52 mg SO2/kg bw/dia) represented 4.5% of the searched sample and reached these levels of ingestion due to the consumption above 500 mL/day of fruit industrialized juices, and, in privative school, for associating with its consumption alcoholic beverages, as beer and wine.

No Brasil os dados sobre a utilização dos sulfitos pela indústria de alimentos e pesquisas sobre o seu consumo são escassos. Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o nível de sulfitos em sucos de frutas e estimar seu consumo por escolares de 5ª. a 8ª. séries de escolas públicas, do ensino fundamental, do município de São Caetano do Sul-SP, Brasil. Foi aplicado questionário de freqüência de consumo de alimentos (QFCA) em 313 escolares, sendo 56,9 % do sexo feminino e 43,1 % do sexo masculino, com média de idade de 14,7 anos. Os alimentos sulfitados mais consumidos foram os néctares ou sucos de frutas, o açúcar refinado, as batatas fritas congeladas, o coco ralado, o suco de caju e as frutas secas e cristalizadas. Considerando os limites máximos permitidos (LMP) pela legislação brasileira, o consumo de SO2, em mg SO2/kg pc/dia, foi de 0,12 mg SO2/kg pc/dia, sendo que este valor médio corresponde a 17% da IDA (0,7 mg SO2/kg pc/dia). Já os resultados das análises dos sucos de frutas demonstram que a análise por injeção em fluxo (Flow injection analysis - FIA) modificada obteve resultados de sulfitos nas amostras analisadas com menor variação do que aqueles obtidos pelo método Monier-Williams (M-W) otimizado, e que nenhuma amostra ultrapassou os LMP. / In Brazil there are no data on use of sulphites by the food industry and research on their consumption by population. Thus, the objective of this research was to evaluate sulphites in fruits juices and estimate intake sulphites in a group of 5th 8th schoolchildren of public schools in São Caetano do Sul-SP, Brazil. It was applied a food frequency questionnaire (FFQ) at 313 schoolchildrens (56.9% female, 43.1% male and average age 14.7 years). Sulphited products identified were fruits juices, sugar, frozen chips, grated coconut, cashew juice and dried fruits. Considering maximum permitted levels (MPL) stabilished by Brazilian legislation, none of the students exceeded the ADI of 0.70 mg SO2/kg bw/day, with average of consumption of 0.12 mg SO2/kg bw/day (17 % of the ADI). The results of the fruits juices analysis demonstrated flow injection analysis (FIA) modified obtained better results than optimized Monier-Williams method (M-W) and no sample exceeded the MPL.

No Brasil os dados sobre a utilização dos sulfitos pela indústria de alimentos e pesquisas sobre o seu consumo são escassos. Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o nível de sulfitos em sucos de frutas e estimar seu consumo por escolares de 5ª. a 8ª. séries de escolas públicas, do ensino fundamental, do município de São Caetano do Sul-SP, Brasil. Foi aplicado questionário de freqüência de consumo de alimentos (QFCA) em 313 escolares, sendo 56,9 % do sexo feminino e 43,1 % do sexo masculino, com média de idade de 14,7 anos. Os alimentos sulfitados mais consumidos foram os néctares ou sucos de frutas, o açúcar refinado, as batatas fritas congeladas, o coco ralado, o suco de caju e as frutas secas e cristalizadas. Considerando os limites máximos permitidos (LMP) pela legislação brasileira, o consumo de SO2, em mg SO2/kg pc/dia, foi de 0,12 mg SO2/kg pc/dia, sendo que este valor médio corresponde a 17% da IDA (0,7 mg SO2/kg pc/dia). Já os resultados das análises dos sucos de frutas demonstram que a análise por injeção em fluxo (Flow injection analysis - FIA) modificada obteve resultados de sulfitos nas amostras analisadas com menor variação do que aqueles obtidos pelo método Monier-Williams (M-W) otimizado, e que nenhuma amostra ultrapassou os LMP. / In Brazil there are no data on use of sulphites by the food industry and research on their consumption by population. Thus, the objective of this research was to evaluate sulphites in fruits juices and estimate intake sulphites in a group of 5th 8th schoolchildren of public schools in São Caetano do Sul-SP, Brazil. It was applied a food frequency questionnaire (FFQ) at 313 schoolchildrens (56.9% female, 43.1% male and average age 14.7 years). Sulphited products identified were fruits juices, sugar, frozen chips, grated coconut, cashew juice and dried fruits. Considering maximum permitted levels (MPL) stabilished by Brazilian legislation, none of the students exceeded the ADI of 0.70 mg SO2/kg bw/day, with average of consumption of 0.12 mg SO2/kg bw/day (17 % of the ADI). The results of the fruits juices analysis demonstrated flow injection analysis (FIA) modified obtained better results than optimized Monier-Williams method (M-W) and no sample exceeded the MPL.