Browsing by Author "Costa, Eduardo Manuel Aguiar da"
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- Chitosan in textiles : towards a greener and functional solutionPublication . Costa, Eduardo Manuel Aguiar da; Pintado, Maria Manuela Estevez; Tavaria, Freni Kekhasharú; Faria, JorgeO nível de exigência sobre a produção de produtos manufaturados tem aumentado nos últimos anos, com especial atenção a ser dada à pegada ambiental do setor industrial. O setor têxtil é uma indústria com um consumo elevado de recursos (água, energia, etc.), utiliza químicos perigosos e tóxicos e produz águas residuais extremamente poluídas. Numa tentativa de produzir soluções mais amigas do ambiente, a indústria têxtil substituiu o tradicional conceito “tratamento da poluição” pelo conceito de “prevenção da poluição”. Assim sendo tecnologias e conceitos que favoreçam este conceito são vantajosas e de grande interesse de um ponto de vista industrial e económico. O primeiro passo deste trabalho teve por objetivo caracterizar e otimizar a produção de nanopartículas de quitosana capazes de incorporar corantes têxteis para serem utilizadas nas restantes fases deste trabalho. A otimização da produção de nanopartículas foi realizada através de gelificação iónica com 3 fatores físicos (tempo de adição de tripolifosfato, tempo de reação e velocidade de rotação) a serem avaliados. Os resultados obtidos mostraram que foi possível definir parâmetros físicos ótimos de produção das nanopartículas e que estas foram homogeneamente produzidas a pH 5. Adicionalmente, a caracterização das nanopartículas mostrou que estas eram biocompatíveis com células HaCat e estáveis à liofilização e armazenamento na presença de 10% (m/v) de manitol. A segunda fase desta tese focou-se na produção de corantes têxteis nanoencapsulados e no estudo da ligação destes a têxteis. Corantes têxteis reativos e dispersos foram nanoencapsulados com sucesso com a obtenção de percentagens de encapsulação médias superiores a 90% e as nanopartículas produzidas a possuírem um potencial zeta positivo e tamanho entre 190 e 800 nm. Adicionalmente, os corantes nanoencapsulados não apresentaram qualquer citotoxicidade relativamente a células HaCat e, acima de tudo, para as nanopartículas produzidas não foi observada a tradicional especificidade corante-tecido dado que estas foram capazes de corar todos os tecidos naturais e sintéticos testados. Após os corantes terem sido nanoencapsulados com sucesso, o foco seguinte do trabalho foi a validação das propriedades biológicas das nanopartículas e dos seus constituintes. Para alcançar esse objetivo foi elaborada uma abordagem multi-etapas, com a fase inicial a consistir na validação da atividade biológica, em ambiente planctónico e séssil, da quitosana e depois de nanopartículas vazias a ser validada relativamente a vários microrganismos patogénicos da pele resistentes a antibióticos (e.g. MRSA, MRSE e VRSA). Os resultados obtidos mostraram que tanto a quitosana como as suas nanopartículas vazias apresentaram concentrações mínimas inibitórias e bactericidas (CMI e CMB) baixas, reduziram rapidamente o número de contagens bacterianas viáveis, inibiram a adesão bacteriana e formação de biofilme e, as nanopartículas vazias, foram capazes de reduzir as contagens viáveis in vivo num modelo de infeção de células HaCat. No seguimento destes resultados a atividade biológica das nanopartículas de corante foi avaliada contra os mesmos microrganismos da pele resistentes a antibióticos, com os resultados obtidos a mostrarem que os corantes têxteis nanoencapsulados inibiram o crescimento de todos os microrganismos testados em ambientes planctónico e séssil. Em crescimento planctónico as nanopartículas registaram valores de CMI entre 0.5 e 2 mg/mL e de CMB entre 1 a 3 mg/mL. Relativamente à atividade sobre a biofilmes bacterianos as nanopartículas foram eficazes na inibição da formação de biofilme e do mecanismo de quorum sensing, com percentagens de inibição entre 30 e 87% a serem registradas para o primeiro e atingirem ca. 100% para o segundo. Adicionalmente, as nanopartículas de corante têxtil não tiveram qualquer efeito adverso no metabolismo e integridade da membrana da linhagem celular HaCat e foram capazes de reduzir significativamente as contagens viáveis intracelulares e extracelulares de MRSA num modelo de infeção de células HaCat. Como as nanopartículas de corantes mostraram ser capazes de corar têxteis e possuem uma atividade biológica assinalável, a última fase desta tese teve por objetivo encontrar resposta à pergunta – serão os têxteis corados com esta metodologia biologicamente ativos? Os resultados obtidos mostraram que os têxteis corados não possuíam qualquer efeito citotóxico sobre a linhagem celular HaCat e que o processo de tingimento também funcionaliza os têxteis, pois o algodão corado com nanopartículas foi capaz de reduzir efetivamente as contagens viáveis de MSSA, MRSA e Acinetobacer baumannii. Adicionalmente, a análise da interação das nanopartículas com o algodão mostrou que esta ocorre através de interação iónica e de pontes de hidrogénio e que as nanopartículas cobrem cada fibra individual ficando achatadas na superfície das mesmas. Em resumo, a metodologia de tingimento têxtil proposta demonstra ser um processo fácil e que possibilita em um só passo tingir e funcionalizar têxteis. Considerando que este processo não requer adição de sais ou adjuvantes químicos e que não existe qualquer especificidade corante-tecido, a aplicação desta metodologia na indústria têxtil poderá alterar o modo como a mesma ópera e diminuir a sua pegada ambiental.
- Soft gels in food systems: recent advances, applications, and technological innovationsPublication . Machado, Manuela; Costa, Eduardo Manuel Aguiar da; Silva, SaraSoft gels, such as hydrogels, organogels, aerogels, and bigels, represent versatile materials that are increasingly utilized within food systems to modify texture, regulate nutrient delivery, serve as fat substitutes, and enhance product shelf life. Their structural diversity and tunable properties enable targeted solutions for healthier, more sustainable, and consumer-centric products. This review provides a critical overview of recent advances in soft gel science, emphasizing industrial feasibility, regulatory compliance, and strategies to overcome commercialization barriers such as cost, scalability, and consumer acceptance. For each gel type, we compare functional performance with conventional structuring and encapsulation systems, highlighting cases where soft gels offer superior stability, bioactive protection, or caloric reduction. We also examine emerging applications, including gel-based frying media, 3D printing, and nano-enabled formulations, alongside potential risks related to long-term exposure and bioaccumulation. Regulatory frameworks across major jurisdictions are summarized, and sustainability considerations, from sourcing to life cycle impact, are discussed. By integrating technological innovation with safety, regulatory, and market perspectives, this review identifies key research priorities and practical pathways for translating soft gel technologies from laboratory concepts into commercially viable, health-driven food solutions.