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Erika Samantha Santos de Carvalho
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INTERVENÇÕES AGRONÔMICAS E ENOLÓGICAS PARA A MELHORIA DA QUALIDADE DO VINHO TOURIGA NACIONAL PRODUZIDO NO SUBMÉDIO DO VALE DO SÃO FRANCISCO
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Orientador : ALINE CAMARÃO TELLES BIASOTO
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIANE ELISA WELKE
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ALINE CAMARÃO TELLES BIASOTO
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MARCELO ANDRES UMSZA GUEZ
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RENATO DELMONDEZ DE CASTRO
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Data: 08/03/2024
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A região do Submédio do Vale do São Francisco, no Nordeste Brasileiro, destaca-se por uma abordagem singular na viticultura, conhecida como viticultura tropical. Diferenciando-se das regiões vitivinícolas convencionais, na região é possivel a produção de até duas safras e meia anuais na mesma área, distribuída ao longo do ano. Nesse cenário, os vinhos finos elaborados com a uva Vitis vinifera L., entre elas aqueles elaborados a partir da cultivar Touriga Nacional, têm se destacado no cenário internacional. Este estudo teve como objetivo propor alternativas agronômicas e enológicas para melhorar a qualidade sensorial e o do vinho tinto tropical 'Touriga Nacional' produzido no Submédio Vale do São Francisco. Foram investigados o impacto no perfil físico-químico, metabolômico, sensorial e na capacidade antioxidante da época do ano de colheita, do estádio de maturação da uva e do tempo de duração da maceração durante o processo de vinificação tradicional (maceração simultânea a fermentação alcóolica). Para isso, foram elaborados vinhos experimentais a partir de uvas colhidas em três estágios de maturação durante duas épocas distintas: safra I (“safra de verão”, com colheita a partir de 09/02/2017, e safra II (“safra de inverno”), com colheita a partir de 12/07/2017. As uvas foram colhidas em três estádios de maturação (antes, durante e após a maturação tecnológica), variando de 21,6° a 24,5° Brix na safra I e de 22,5° a 24,6° Brix na safra II, com intervalos de sete dias entre as datas de colheita. Durante a vinificação, a maceração foi realizada em três períodos distintos (7, 14 e 21 dias) para cada época de colheita e estádio de maturação da uva. Adicionalmente, mostos para análise foram coletados logo após a vinificação e durante toda a etapa de maceração do tratamento elaborado com uvas colhidas em sobrematuração (ao redor de 24ºBrix) e 21 dias de maceração. Esta tese foi dividida em quatro capítulos, o primeiro deles compente a referência bibliográfica. O segundo capítulo refere-se ao artigo “Extended maceration of must improves phenolic composition and antioxidant potential of Touriga Nacional tropical wines”. Os resultados apontaram que a maceração prolongada aumenta a concentração de compostos fenólicos (principalmente flavanols), a intensidade da cor e a capacidade antioxidante do mosto de vinho da cultivar. No terceiro capítulo, o artigo “Efeito do estádio de maturação da uva e tempo de maceração em função da época do ano de colheita da uva, sobre o perfil físico-químico, sensorial e nutracêutico do vinho tinto tropical da cultivar Touriga Nacional”, os resultados monstraram que o estádio de maturação das uvas no momento da colheita teve um maior impacto na composição físicoquímica e no conteúdo de compostos fenólicos dos vinhos, sendo a intensidade de cor, o índice de polifenóis totais, o teor alcóolico e a concentração da maioria dos compostos fenólicos superior no vinho elaborado com uvas colhidas em estádio mais avançada. Entretanto, o prolongamento da maceração para mais de 14 dias de duração, promovou um incremento na capacidade antioxidante do vinho ‘Touriga Nacional’. A colheita de uvas na safra de inverno, promoveu ao vinho tropical maior conteúdo de compostos fenólicos das classes dos ácidos fenólicos, antocianinas monoméricas, estilbenos e flavanols. No quarto cápitulo “ 1H NMR and UPLC-HRMS-based metabolomic approach for evaluation of the grape maturity and maceration time of Touriga Nacional wines and their correlation with the chemical stability”, utilizou-se abordagem inovadora (cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas e ressonância nuclear magnética) para entender como a época de colheita do ano, estádio de maturação das uvas e tempo de maceração afetam no perfil metabolômico do vinho tropical Touriga Nacional. Adicionalmente, análises quimiométricas foram aplicadas para relacionar esse perfil metabolômico com as características sensoriais e estabilidade química do vinho. A época da colheit seguido do estádio de maturação da uva foram os efeitos mais impactantes no perfil metabolômico do vinho. Novamente, procianidinas e outros flavanols foram encontrados em maiores concentrações nos vinhos elaborados com as uvas colhidas na “safra de inverno”, em sobrematuração e macerados por 21 dias. Vinhos de melhor estabilidade química os vinhos foram produzidos a partir de uvas colhidas em sobrematuração, e quem continham maiores concentração de ácido galacturônico. Assim, as informações geradas na tese podem orientar os produtores na tomada de decisões cruciais relacionadas à data de colheita da uva ‘Touriga Nacional’, e tempo de maceração, em função da época do ano, com o objetivo de produzir vinhos de alta qualidade e maior estabilidade química. A relevância deste estudo é evidente ao fornecer insights valiosos para os produtores da região do Submédio do Vale do São Francisco e de outras regiões de clima tropical.
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The Sub-middle São Francisco Valley region in Northeast Brazil stands out for its unique approach to viticulture, known as tropical viticulture. Differing from conventional winegrowing regions, this area can produce up to two and a half harvests annually in the same area, spread throughout the year. In this scenario, fine wines made from the Vitis vinifera L. grape, including those made from the Touriga Nacional cultivar, have gained recognition on the international stage. This study aimed to propose agronomic and enological alternatives to improve the sensory quality of tropical red wine 'Touriga Nacional' produced in the Sub-middle São Francisco Valley. The impact on physicochemical, metabolomic, sensory, and antioxidant capacity of the harvest time, grape maturation stage, and maceration duration during traditional vinification (simultaneous maceration with alcoholic fermentation) were investigated. Experimental wines were produced from grapes harvested at three maturation stages during two different periods: harvest I ("summer harvest," starting from 02/09/2017) and harvest II ("winter harvest," starting from 07/12/2017). Grapes were harvested at three maturation stages (before, during, and after technological maturation), ranging from 21.6° to 24.5° Brix in harvest I and from 22.5° to 24.6° Brix in harvest II, with seven-day intervals between harvest dates. During vinification, maceration was carried out for three different periods (7, 14, and 21 days) for each harvest period and grape maturation stage. Additionally, grape musts for analysis were collected immediately after vinification and throughout the maceration stage for the treatment made with overripe grapes (around 24° Brix) and 21 days of maceration. This thesis was divided into four chapters, the first being the bibliographic reference. The second chapter focused on the article "Extended maceration of must improves phenolic composition and antioxidant potential of Touriga Nacional tropical wines," where results indicated that extended maceration increased phenolic compound concentration (mainly flavanols), color intensity, and wine antioxidant capacity. In the third chapter, the article "Effect of grape maturation stage and maceration time depending on grape harvest time of the year on the physicochemical, sensory, and nutraceutical profile of the tropical red wine from the Touriga Nacional cultivar" showed that the grape ripeness at harvest had a greater impact on the physicochemical composition and phenolic compound content of the wines, including color intensity, total polyphenol index, alcohol content, and the concentration of most phenolic compounds being higher in wines made from grapes harvested at a more advanced stage. However, extending maceration to more than 14 days increased the antioxidant capacity of 'Touriga Nacional' wine. Grape harvesting in the winter promoted higher content of phenolic compounds of the classes of phenolic acids, monomeric anthocyanins, stilbenes, and flavanols in tropical wine. In the fourth chapter, "1H NMR and UPLC-HRMS-based metabolomic approach for evaluation of grape maturity and maceration time of Touriga Nacional wines and their correlation with chemical stability," advanced chemical analyses were used to understand how harvest time, grape maturation, and maceration time affect metabolomic profile of Touriga Nacional wines. It was found that wines made from grapes harvested earlier and macerated for a shorter time had more phenolic acids, while those with riper grapes harvested in July and longer maceration had more flavanols. Additionally, wines made from ripeness grapes were more stable. Thus, the results of this study are crucial in expanding our understanding of the processes involved in red wine production, especially in regions with unique climatic conditions like the Sub-middle São Francisco Valley. This information can guide producers in making crucial decisions related to harvesting and maceration aiming to achieve highquality wines and chemical stability. The relevance of this study is evident in providing valuable insights for producers in the Sub-middle São Francisco Valley and others tropical regions.
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Márcio da Silva Souza
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Degradação do corante azul de metileno por Penicillium roqueforti ATCC 10110 em meio solido, utilizando a casca de amêndoas de cacau como substrato
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Orientador : MARCELO FRANCO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO CARLOS TEIXEIRA DIAS
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ANTONIO LUIZ BARBOSA PINHEIRO
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ERIK GALVÃO PARANHOS DA SILVA
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MARCELO FRANCO
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PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
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Data: 04/09/2024
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A arte da tinturaria têxtil tem uma história de mais de 4000 anos, com extratos naturais sendo usados como corantes. As indústrias de moda e têxtil têm um impacto significativo no meio ambiente, consumindo recursos não renováveis, água e emitindo CO2. A indústria têxtil enfrenta desafios ambientais devido ao uso intensivo de produtos químicos e água no processo de tingimento, além do alto consumo energético e grande volume de resíduos. Medidas ambientais são essenciais para reduzir a poluição. A adsorção, um processo físico, é considerada a técnica mais promissora para a remoção de corantes em águas residuais. A biomassa lignocelulósica, como a celulose, hemicelulose e lignina, atua como eficiente agente adsorvente. Resíduos lignocelulósicos, como as cascas de grãos de cacau, também demonstram eficácia na adsorção de corantes, sendo uma solução promissora para mitigar o descarte de resíduos. A fermentação em estado sólido (SSF) é outra técnica viável para converter resíduos vegetais em produtos de valor agregado, utilizando espécies fúngicas adaptadas. Fungos lignocelulolíticos, como o Penicillium Roqueforti, produzem enzimas como lignases, celulases e hemicelulase.
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The art of textile dyeing has a history of over 4000 years, with natural extracts being used as dyes. The fashion and textile industries have a significant impact on the environment, consuming non-renewable resources, water, and emitting CO2. The textile industry faces environmental challenges due to intensive chemical and water use in the dyeing process, as well as high energy consumption and large waste volumes. Environmental measures are essential for reducing pollution. Adsorption, a physical process, is considered the most promising technique for dye removal in wastewater. Lignocellulosic biomass, such as cellulose, hemicellulose, and lignin, acts as an efficient adsorbent agent. Lignocellulosic waste, like cocoa bean husks, also demonstrates efficacy in dye adsorption, offering a promising solution to waste disposal. Solid-state fermentation (SSF) is another viable technique for converting plant residues into value-added products, using adapted fungal species. Lignocellulolytic fungi, like Penicillium roqueforti, produce enzymes such as lignases, cellulases, and hemicellulases.
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IAGO PINHEIRO FORTUNA NUNES
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Avaliação da Terapia Fotodinâmica Antifúngica Utilizando Nanocápsulas de Ramnolipídeos com DMMB Associada a luz LED (λ630ɳm ± 5ɳm e λ630ɳm ± 20ɳm) em Candida albicans: Estudo in vitro e in vivo
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Orientador : ANTONIO LUIZ BARBOSA PINHEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO LUIZ BARBOSA PINHEIRO
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JEAN NUNES DOS SANTOS
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JOSILENE BORGES TORRES LIMA MATOS
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JULIANA SANTOS DE CARVALHO MONTEIRO
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LUIZ GUILHERME PINHEIRO SOARES
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Data: 19/09/2024
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Com o rápido desenvolvimento da nanotecnologia, vários nanomateriais funcionais têm mostrado um potencial interessante em áreas biomédicas, como administração de medicamentos, terapia antitumoral e antibacteriana. Esses nanomateriais melhoram a estabilidade e a seletividade dos medicamentos carregados, reduzem os efeitos colaterais induzidos pelos medicamentos, realizam a liberação controlada e direcionada do medicamento e aumentam a eficácia terapêutica. O aumento da resistência aos microbicidas antifúngicos na prática médica e seus efeitos colaterais estimulam o interesse em novas terapias, como a Terapia Fotodinâmica (TFD), que não geram resistência nos microrganismos e controlam efetivamente a patologia. O presente estudo teve como objetivo avaliar, in vitro (teste em culturas planctônicas) e in vivo (camundongos BALBC), a eficácia da terapia fotodinâmica contra Candida albicans utilizando DMMB como fotossensibilizador, LEDs vermelhos (λ630 ± 5 ꞃm e λ630 ± 20 ꞃm) e nanoencapsulação de DMMB (RL-NPs/DMMB) utilizando ramnolipídeos produzidos por Pseudomonas aeruginosa. Os testes foram realizados em 6 e 7 (in vitro e in vivo) grupos experimentais (Controle, LED, DMMB, RL-NPs, RL-NPs/DMMB, TFD e TFD RL-NPs/DMMB) utilizando nos grupos com nanopartículas, DMMB (750 ɳg/mL) encapsulado com ramnolipídeos na proporção de 1:1, a fonte de luz consistiu em um protótipo construído com um conjunto de LEDs vermelhos com densidade de energia de 20 J/cm2. Os resultados mostraram que a aplicação da TFD combinada ao encapsulamento (RL-NPs) foi uma abordagem mais eficaz para inibir Candida albicans (99,9% de redução logarítmica) do que aplicações convencionais, tendo também os resultados equivalentes quando testados in vivo em camundongos BALBC infectados por C. albicans, onde a diferença dos grupos terapêuticos alcançou 90% (p<0,01) entre o uso da nanotecnologia de eficácia, demonstrando assim possível protocolo de aplicação clínica em humanos.
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With the rapid development of nanotechnology, various functional nanomaterials have shown interesting potential in biomedical fields such as drug delivery, antitumor therapy, and antibacterial therapy. These nanomaterials improve the stability and selectivity of loaded drugs, reduce drug-induced side effects, provide controlled and targeted drug release, and increase therapeutic efficacy. The increasing resistance to antifungal microbicides in medical practice and their side effects have stimulated interest in new therapies such as Photodynamic Therapy (PDT), which do not generate resistance in microorganisms and effectively control the pathology. The present study aimed to evaluate, in vitro (test in planktonic cultures) and in vivo (BALBC mice), the efficacy of photodynamic therapy against Candida albicans using DMMB as a photosensitizer, red LEDs (λ630 ± 5 ꞃm and λ630 ± 20 ꞃm) and nanoencapsulation of DMMB (RL-NPs/DMMB) using rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa. The tests were performed in 6 and 7 (in vitro and in vivo) experimental groups (Control, LED, DMMB, RL-NPs, RL-NPs/DMMB, PDT and PDT RL-NPs/DMMB) using in the groups with nanoparticles, DMMB (750 ɳg/mL) encapsulated with rhamnolipids in a 1:1 ratio, the light source consists of a prototype built with a set of red LEDs with an energy density of 20 J/cm2. The results demonstrated that the application of PDT combined with encapsulation (RL-NPs) was a more effective approach to inhibit Candida albicans (99.9% logarithmic reduction) than conventional applications, also having equivalent results when tested in vivo in BALBC mice infected with C. albicans, where the difference in therapeutic groups reached 90% (p<0.01) between the use of nanotechnology efficacy, thus demonstrating a possible protocol for clinical application in humans.
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ISABEL CRISTINA DE OLIVEIRA
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Desenvolvimento de um ensaioELISA indireto para medir a imunoglobulina A secretória-IgA anti Escherichia coli enteropatogênica-EPEC no leite humano.
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Orientador : ROBERTO JOSE MEYER NASCIMENTO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANIBAL DE FREITAS SANTOS JUNIOR
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MARCOS DA COSTA SILVA
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MARCOS LÁZARO DA SILVA GUERREIRO
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MIRIAM FLORES REBOUCAS
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ROBERTO JOSE MEYER NASCIMENTO
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Data: 31/10/2024
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Escherichia coli enteropatogênica (EPEC), é um patógeno entérico que afeta crianças menores de 24 meses, principalmente em países em desenvolvimento. É um agente de infecção endêmica, causa diarreia aquosa aguda ou persistente e pode ser fatal para estas crianças. A proteção dos anticorpos, como a imunoglobulina A secretória (SIgA) contra este agente pode ser alcançada de forma passiva por meio da amamentação nos primeiros seis meses de vida. SIgA representa a primeira linha de defesa dos neonatos contra patógenos e toxinas. Neste trabalho, propomos desenvolver um ensaio imunoenzimático para mensurar SIgA anti-EPEC em leite humano (LH), baseado nos princípios do ELISA indireto. Para este fim extraímos proteínas antigênicas EPEC por meio da técnica da fervura para revestir as placas na fase sólida do método (1,0 µg/poço) e foi utilizado como imunoreagente de captura. A proteína calibradora, composta de plasma humano desfibrinado foi utilizada para elaborar a curva padrão. O anticorpo de coelho anti-IgA humano conjugado com HRP (Horseradish Peroxidase) foi utilizado como anticorpo detecção. O SIgA EPEC-ELISA foi testado em 702 (setecentos e duas) amostras de LH obtidas de lactantes da zona rural. A densidade óptica (DO) foi mensurada a 490nm (DO490) em leitor de ELISA. Os valores de DO versus concentrações da proteína calibradora em escala logarítmica foram plotadas para gerar a curva dose resposta. A curva sigmoidal gerada foi ajustada matematicamente para uma equação quatro parâmetros logísticos utilizando o softwear Soft-Max Pro 7.0 Microplate Data Analysis Software (Molecular Devices). Os dados foram expressos como média da concentração (ng/mL) de SIgA anti-EPEC. O método proposto mensurou SIgA anti-EPEC em todas as amostras analisadas. SIgA reconheceu e ligou-se com alta reatividade as proteínas antigênicas EPEC. O intervalo das concentrações finais do anticorpo SIgA anti-EPEC em LH foi de 31,298 a 66.892,05 ng/mL, e corresponde aos níveis do isotipo/poço contra as proteínas antigênicas EPEC. A média da concentração de SIgA anti-EPEC das amostras analisadas foi de 4309,4282±5460,7521ng/mL. ELISA apresentou excelente desempenho e boas propriedades analíticas (R2 =0,997, p<0,05). Assim, SIgA-EPEC ELISA representa uma alternativa promissora aos imunodiagnósticos comercializados devido à sua especificidade para avaliar o perfil sorológico de populações. As características do SIgA-EPEC ELISA permitem sua utilização para o desenvolvimento de programas voltados à saúde da mulher e da criança, uso em novas pesquisas, diagnóstico, desenvolvimento de vacinas para a prevenção das doenças infecciosas, uso em bancos de leite humano, desenvolvimento de imunoterapias e como ferramenta epidemiológica. O SIgA-EPEC ELISA pode ser produzido escala, com potencial para automação, adaptado para mapear exposição ou diagnosticar EPEC, bem como outros patógenos de interesse para a saúde pública, atendendo às necessidades de populações que vivem em condições precárias de higiênico-sanitárias e baixos níveis socioeconômicos. Também pode contribuir para ações de programas de saneamento básico, imunovigilância e compreensão da patogênese de doenças infantis. Vale ressaltar que as amostras de LH foram coletadas de mulheres residentes em áreas rurais que viviam em condições higiênico-sanitárias precárias.
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Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is an enteric pathogen that affects children under 24 months of age, especially in developing countries. It is an agent of endemic infection, causing acute or persistent watery diarrhea, and can be fatal for these children. Antibody protection, such as secretory immunoglobulin A (SIgA) against this agent, can be passively achieved through breastfeeding during the first six months of life. SIgA represents the first line of defense for neonates against pathogens and toxins. In this study, we propose developing an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to measure anti-EPEC SIgA in human milk (HM), based on the principles of indirect ELISA. For this purpose, we extracted EPEC antigenic proteins using the boiling technique to coat the plates in the solid phase of the method (1.0 µg/well) and used them as the capture immunoreactive agent. The calibrator protein, composed of defibrinated human plasma, was used to generate the standard curve. Rabbit anti-human IgA antibody conjugated with HRP (Horseradish Peroxidase) was used as the detection antibody. The EPEC-SIgA ELISA was tested on 702 HM samples obtained from rural lactating women. Optical density (OD) was measured at 490 nm (OD490) using an ELISA reader. OD values versus concentrations of the calibrator protein on a logarithmic scale were plotted to generate the dose-response curve. The sigmoidal curve generated was mathematically adjusted to a four-parameter logistic equation using the Soft-Max Pro 7.0 Microplate Data Analysis Software (Molecular Devices). The data were expressed as the mean concentration (ng/mL) of anti-EPEC SIgA. The proposed method measured anti-EPEC SIgA in all analyzed samples. SIgA recognized and bound to EPEC antigenic proteins with high reactivity. The final concentration range of anti-EPEC SIgA in HM was between 31.298 and 66,892.05 ng/mL, corresponding to the isotype levels per well against EPEC antigenic proteins. The mean concentration of anti-EPEC SIgA in the analyzed samples was 4309.4282 ± 5460.7521 ng/mL. ELISA showed excellent performance and good analytical properties (R² = 0.997, p < 0.05). Therefore, EPEC-SIgA ELISA represents a promising alternative to commercially available immunodiagnostics due to its specificity in assessing the serological profile of populations. The characteristics of EPEC-SIgA ELISA make it suitable for use in developing programs focused on women's and children's health, use in new research, diagnosis, vaccine development for the prevention of infectious diseases, use in human milk banks, development of immunotherapeutics, and as an epidemiological tool. The EPEC-SIgA ELISA can be produced on a commercial scale, with potential for automation, adapted for mapping exposure or diagnosing EPEC, as well as other pathogens of public health interest, meeting the needs of populations living in poor hygienic and sanitary conditions and low socioeconomic levels. It can also contribute to actions in basic sanitation programs, immunosurveillance, and understanding the pathogenesis of childhood diseases. It is worth noting that the HM samples were collected from women living in rural areas with poor hygienic and sanitary conditions.
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Gabriele Rodrigues Conceição
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Cultivo de microrganismos oleaginosos em resíduos da indústria energética para a produção de biodiesel.
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Orientador : FABIO ALEXANDRE CHINALIA
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MEMBROS DA BANCA :
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FABIO ALEXANDRE CHINALIA
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IGOR CARVALHO FONTES SAMPAIO
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JAILTON DE AZEVEDO SILVA JUNIOR
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LUCAS GUIMARÃES CARDOSO
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PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
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Data: 05/12/2024
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Esta pesquisa teve como tema o reaproveitamento de resíduos da indústria de biocombustíveis para o cultivo de microalgas como estratégia de barateamento dos processos de produção de biomassa e, assim, viabilizá-los comercialmente. A pesquisa avaliou diferentes estratégias para se obter maiores rendimentos de biomassa, clorofila e lipídeos através do cultivo de duas microalgas, Chlorella vulgaris e Raphidocelis subcapitata em vinhaça, resíduo da indústria do etanol. A remoção de nutrientes nitrato, fosfato e DQO também foram quantificadas a fim de avaliar o potencial de tratamento do processo de cultivo empregado na vinhaça. Como primeira estratégia empregada, foi avaliado o crescimento de Chlorella vulgaris em três diferentes preparações de meios usando vinhaça bruta, vinhaça diluída e vinhaça tratada por digestão anaeróbica, todos sob quatro tratamentos ou suplementações distintas (antibiótico, nitrogênio e fósforo). Posteriormente, como segunda estratégia ambas as algas foram submetidas a um processo de exposição à vinhaça através do cultivo sucessivo em vinhaça durante 5 meses. O efeito dessa exposição prévia foi comparado aos resultados obtidos com as culturas que não foram expostas à vinhaça. A terceira estratégia testada foi a clarificação da vinhaça usando taninos (Tanfloc®), um floculante orgânico biodegradável, e em seguida o cultivo das algas foi realizado nessa vinhaça clarificada. Por último, diferentes concentrações na suplementação de glicerina pura e glicerina bruta em vinhaça clarificada foram avaliadas. A condição em que se obteve maiores rendimentos em termo de biomassa e clorofila para C. vulgaris foi a vinhaça bruta clarificada com 6,5 g l-1 de glicerina bruta e 2,5 g l-1 de glicerina pura. Enquanto que para R. subcapitata, o melhor resultado foi com a cultura exposta à vinhaça crescida em vinhaça diluída a 5DQO. Ambas as estratégias não culminaram no maior rendimento lipídico. Contudo nessas estratégias foram registradas taxas de remoção de nitrato acima de 88%, de fosfato acima de 95% e de DQO acima de 58%, indicando o tratamento biológico realizado pelas microalgas na vinhaça. Ademais essa pesquisa demonstrou o potencial uso da vinhaça como meio de cultivo para microalgas, não somente para a geração de biomassa, mas também para o tratamento desse resíduo que ocasiona significativos impactos ambientais.
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This research had as its theme the reuse of waste from the biofuel industry for the cultivation of microalgae as a strategy to reduce the cost of biomass production processes and, thus, make them commercially viable. The research evaluated different strategies to obtain higher yields of biomass, chlorophyll and lipids through the cultivation of two microalgae, Chlorella vulgaris and Raphidocelis subcapitata in vinasse, elimination of the ethanol industry. The removal of nutrients nitrate, phosphate and COD were also quantified in order to evaluate the treatment potential of the entrepreneurial cultivation process in vinasse. As the first strategy employed, the growth of Chlorella vulgaris was evaluated in three different media methods using raw vinasse, diluted vinasse and vinasse treated by anaerobic digestion, all under four distinct treatments or supplements (antibiotic, nitrogen and phosphorus). Subsequently, as a second strategy, both algae were subjected to a process of exposure to vinasse through successive cultivation in vinasse for 5 months. The effect of this prior exposure was compared to the results obtained with cultures that were not exposed to vinasse. The third strategy tested was the clarification of vinasse using tannins (Tanfloc®), a biodegradable organic flocculant, and then the algae were cultivated in this clarified vinasse. Finally, different concentrations of pure glycerin and crude glycerin supplementation in clarified vinasse were evaluated. The condition in which the highest yields in terms of biomass and chlorophyll were obtained for C. vulgaris was the crude vinasse clarified with 6.5 g l-1 of crude glycerin and 2.5 g l-1 of pure glycerin. While for R. subcapitata, the best result was with the culture exposed to vinasse grown in vinasse diluted to 5COD. Neither strategy resulted in the highest lipid yield. However, these strategies have recorded nitrate removal rates above 88%, phosphate above 95% and COD above 58%, reducing the biological treatment performed by microalgae in vinasse. In addition, this research demonstrated the potential use of vinasse as a culture medium for microalgae, not only for the generation of biomass, but also for the treatment of this elimination that causes environmental impacts.
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Janaína de Carvalho Alves
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Amêndoas de Licuri – Syagrus coronata (Martius) Beccari como uma nova matriz para elaboração de bebidas plant-based fermentadas com potencial funcional
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Orientador : CAROLINA OLIVEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIELE FERNANDA MAFFEI
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CAROLINA OLIVEIRA DE SOUZA
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CRISTINA PUNGARTNIK
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DEBORAH MUROWANIECKI OTERO
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LETICIA DE ALENCAR PEREIRA RODRIGUES
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Data: 13/12/2024
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Grãos de kefir de água têm sido utilizados como inóculo na produção de bebidas vegetais fermentadas. Essas, por sua vez, têm demonstrado ser uma excelente alternativa aos alimentos lácteos, atendendo à crescente demanda por alimentos funcionais, saborosos e sustentáveis. Nesse contexto, objetivou-se avaliar o potencial do extrato aquoso de amêndoas de licuri (EAL) como substrato fermentativo para grãos de kefir de água, bem como para o desenvolvimento de bebidas vegetais fermentadas. Para isso, grãos de kefir de água ativos foram adaptados ao EAL e submetidos à análise do perfil microbiológico por meio de sequenciamento de alto rendimento. Posteriormente, foram desenvolvidas seis formulações de bebidas vegetais, avaliando-se o tempo de fermentação e a quantidade de inóculo (A-24h e 1%; B-48h e 1%; C-24h e 2,5%; D-48h e 2,5%; E-24h e 5%; F-48h e 5%). Essas formulações foram avaliadas quanto às propriedades físico-químicas (pH e acidez), viabilidade microbiológica (UFC/ml) e graduação alcoólica (%v/v) nos dias 0, 7, 14, 21 e 28 de armazenamento (4°C). Além disso, foram caracterizadas quanto à composição nutricional, comportamento reológico, cor e características sensoriais. O sequenciamento metagenômico dos grãos de kefir revelou que Lactobacillus hilgardii e Brettanomyces bruxellensis eram predominantes. As bebidas apresentaram valores de acidez entre 0,33 ± 0,00 e 0,88 ± 0,00 mg de ácido láctico/100 mL e pH entre 3,52 ± 0,01 e 4,29 ± 0,04. A viabilidade das bactérias lácticas nas bebidas fermentadas foi igual ou superior a 10⁸ UFC/mL, enquanto as leveduras ficaram entre 10⁴ e 10⁵ UFC/mL. Houve diferença significativa (p < 0,05) na composição centesimal das formulações, especialmente nos teores de proteína (1,37 ± 0,33 – 2,16 ± 0,84) e carboidrato (5,86 ± 0,19 – 11,51 ± 1,26). Além disso, todas as amostras apresentaram boa estabilidade em termos de acidez, pH e viabilidade de LAB e leveduras durante 28 dias de armazenamento (4°C). No geral, as bebidas apresentaram coloração predominantemente amarelo-esverdeada, comportamento pseudoplástico não newtoniano e altas pontuações médias na avaliação sensorial. A Análise de Componentes Principais (ACP) revelou que as formulações A, C e E se agrupam principalmente em função da menor acidez (ácido láctico/mL) e da maior percepção de doçura revelada pelo teste sensorial “JAR” (escala do ideal). As bebidas B e D assemelharam-se pelos parâmetros de cor (CIElab) e pela maior produção de biomassa de kefir. Já a formulação F se diferenciou das demais formulações, principalmente pela maior acidez, comportamento reológico e concentrações de carboidratos, proteínas e etanol. De forma geral, observou-se que a formulação D destacou-se por apresentar melhor equilíbrio entre acidez e doçura, de acordo com JAR. Com isso, pode-se dizer que este estudo apresentou implicações importantes para a indústria alimentícia, demonstrando o notável desempenho das amêndoas de licuri como substrato para grãos de kefir e seu potencial emergente para diversificar o mercado em expansão de bebidas à base de plantas, contribuindo positivamente para a cadeia produtiva das amêndoas de licuri e gerando impactos econômicos, sociais e ambientais nas regiões produtoras.
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Water kefir grains have been used as an inoculum in the production of fermented vegetable beverages. These beverages, in turn, have proven to be an excellent alternative to dairy products, meeting the growing demand for functional, tasty, and sustainable foods. In this context, the aim of this study was to evaluate the potential of licuri almond aqueous extract (AE) as a fermentation substrate for water kefir grains, as well as for the development of fermented vegetable beverages. For this purpose, active water kefir grains were adapted to the AE and subjected to microbiological profile analysis using high-throughput sequencing. Subsequently, six vegetable beverage formulations were developed, with fermentation time and inoculum amount being evaluated (A-24h and 1%; B-48h and 1%; C-24h and 2.5%; D-48h and 2.5%; E-24h and 5%; F-48h and 5%). These formulations were assessed for their physicochemical properties (pH and acidity), microbiological viability (CFU/ml), and alcohol content (% v/v) on days 0, 7, 14, 21, and 28 of storage (4°C). In addition, they were characterized for their nutritional composition, rheological behavior, color, and sensory characteristics. Metagenomic sequencing of the kefir grains revealed that Lactobacillus hilgardii and Brettanomyces bruxellensis were predominant. The beverages exhibited acidity values between 0.33 ± 0.00 and 0.88 ± 0.00 mg of lactic acid/100 mL and pH values between 3.52 ± 0.01 and 4.29 ± 0.04. The viability of lactic acid bacteria in the fermented beverages was equal to or greater than 10⁸ CFU/mL, while yeast counts ranged between 10⁴ and 10⁵ CFU/mL. A significant difference (p < 0.05) was found in the centesimal composition of the formulations, particularly in their protein (1.37 ± 0.33 – 2.16 ± 0.84) and carbohydrate (5.86 ± 0.19 – 11.51 ± 1.26) contents. Furthermore, all samples demonstrated good stability in terms of acidity, pH, and the viability of LAB and yeasts during 28 days of storage (4°C). Overall, the beverages exhibited a predominantly yellow-green color, non-Newtonian pseudoplastic behavior, and high average scores in the sensory evaluation. Principal Component Analysis (PCA) revealed that formulations A, C, and E were grouped mainly based on their lower acidity (lactic acid/mL) and greater sweetness perception, as revealed by the “JAR” sensory test (Just About Right scale). Beverages B and D were similar in terms of color parameters (CIElab) and showed higher kefir biomass production. Formulation F, on the other hand, differed from the other formulations primarily due to its higher acidity, rheological behavior, and higher concentrations of carbohydrates, proteins, and ethanol. Overall, formulation D stood out by offering the best balance between acidity and sweetness, according to the JAR scale. In conclusion, this study presented important implications for the food industry, demonstrating the remarkable potential of licuri almonds as a substrate for kefir grains and their emerging ability to diversify the expanding market for plant-based beverages. This innovation contributes positively to the licuri almond production chain, generating economic, social, and environmental benefits in producing regions.
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