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Browsing Reitoria by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências Naturais::Ciências Biológicas"
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- Akkermansia muciniphila and delivery systems to promote gut healthPublication . Fonseca, Mariana Lopes da; Machado, Daniela Marlene da Silva; Gomes, Ana Maria Pereira; Barbosa, Joana Cristina PachecoIn the last years, Akkermansia muciniphila has emerged as a next-generation probiotic, given its demonstrated relevant biological activities in several intestinal and extra intestinal disorders. Furthermore, one of the major challenges for industry has been to develop effective delivery systems to ensure its high probiotic viability during manufacturing, product shelf-life and after consumption, namely throughout the gastrointestinal passage. Based on the above, this thesis aimed to evaluate the potentiality of A. muciniphila to promote gut health, through a phenotypic characterization of certain probiotic properties, and to develop delivery systems that promote the viability of this probiotic throughout refrigerated aerobic storage and when exposed to simulated gastrointestinal conditions. Firstly, a phenotypic characterization of A. muciniphila DSM 22959 strain was performed, concerning the following probiotic properties: hydrophobicity, aggregation abilities and improvement of intestinal barrier function. In this analysis, this strain showed low cell-surface hydrophobicity, whereas auto-aggregation and co-aggregation percentages were similar to those obtained for Lacticaseibacillus rhamnosus GG, positive control strain. Regarding the intestinal barrier integrity assay, no conclusions could be drawn due to the need for optimization of the protocol used, however there is an apparent bias of A. muciniphila against the harmful effect of E. coli under the conditions tested. Upon phenotypic characterization, encapsulation via extrusion and a dairy food vector were explored as technological strategies to enhance viability and stability of A. muciniphila during refrigerated aerobic storage and when submitted to gastrointestinal transit. Indeed, A. muciniphila was successfully encapsulated in a calcium-alginate matrix via extrusion (60% yield) and exhibited a high stability in viability (ca. 108 CFU/g) after 28-days of refrigerated aerobic storage. Moreover, as storage time increased, encapsulated A. muciniphila demonstrated higher viability and stability under gastrointestinal conditions when compared to its free counterpart. The incorporation of A. muciniphila in a dairy matrix based on 77% (m/m) “Requeijão” and 23% (m/m) Greek style yogurt, originated a probiotic cheese spread with high microbiological quality, low total phenolic content (around 0.36 mg gallic acid equivalents/g of dried cheese) and interesting biological activities, namely antidiabetic (98.10% of α-glucosidase inhibition) and antihypertensive (49.18% of Angiotensin Converting Enzyme inhibition) properties. Simultaneously, this novel food ensured a high A. muciniphila viability level (> 108 CFU/g) during 21-days at 4ºC in aerobiosis and when exposed to gastrointestinal conditions. Additionally, this probiotic cheese displayed a similar profile in terms of texture, color, water activity and pH, when compared with cheese control/without bacteria, suggesting a potentially high acceptability among consumers. In conclusion, both extrusion in calcium-alginate matrix and incorporation into cheese spread seem to be promising strategies to safeguard A. muciniphila viability during refrigerated aerobic storage and detrimental gastrointestinal conditions.
- An integrated valorization of grape stalks for production of value-added compounds : case study of the production of sugars for second generation ethanol biorefeneriesPublication . Tuğba Atatoprak; Madureira, Ana Raquel Mendes Ferreira Monteiro; Pintado, Maria Manuela EstevezA biomassa lignocelulósica é um dos principais recursos energéticos alternativos para lidar com os problemas de aquecimento global e depleção dos recursos de combustíveis fósseis. O bagaço de uva é um exemplo de biomassa lignocelulósica que é composta por celulose, hemicelulose, lignina e outros compostos (ceras, taninos, etc.).. Assim, a valorização integral da biomassa do bagaço de uva branca e vermelha foi realizada de forma a maximizar o seu valor económico, para a produção de bio-açúcares, lignina, compostos fenólicos e nanocelulose. O processo foi iniciado com o fracionamento dos extrativos por Soxlet no qual foi possível verificar que independentemente do processo de extração aplicado, a % de extrativos é consideravelmente maior em bagaço de uva branca do que em uva vermelha (ca. 20%). A remoção da lignina para aumentar a acessibilidade aos açúcares e digestibilidade foi realizada através de uma reação alcalina. As concentrações de lignina mais elevadas (ca. 50 %) foram obtidas utilizando 1 % NaOH durante 60 min. Posteriormente, de forma a obter açucares fermentáveis (bio-açúcares), foram testadas hidrólises ácida e enzimática (celluclast e β-glucosidase) no material deslignificado. A hidrólise com ácido sulfúrico a 3,5% permitiu obter uma concentração máxima de glicose (3,22 g/L), xilose (7,29 g/L) e arabinose (0,91 g/L). No entanto, as concentrações mais elevadas de açúcares foram obtidas por hidrólise enzimática do que por hidrólise ácida diluída, com valores de glicose com 6,06 g/L e xilose com 8,08 g/L. De forma, a validar a fermentabilidade dos açucares, estirpes de Pichia stipitis e Saccharomyces cerevisiae foram avaliadas, e caracterizadas quanto à produção de etanol em meios produzidos com açucares provenientes de ambas as hidrolises ácidas e enzimáticas. Pichia stipitis mostrou ser a estirpe de levedura com o melhor crescimento e produção de etanol nos meios de cultura preparados com os açucares derivados da hidrólise enzimática. Foram obtidos rendimentos de etanol de cerca de 0,22 g/L ao longo dos estudos de fermentação. Saccharomyces cerevisiae foi capaz de produzir etanol em ambos os tipos de meio produzidos com açúcares obtidos das hidrólises ácidas e enzimáticas, mas no geral o rendimento de etanol foi baixo ca. 0,14 g/L e 0,005 g/L respectivamente. Desta forma, foi possível concluir que a fermentação com os meios com açucares derivados da hidrolise enzimática e com a estirpe Pichia stipitis, foram as melhores condições encontradas para produzir etanol. Por fim, a parte cristalina da celulose que não sofreu hidrólise foi valorizada para produção de nanocelulose. Foi possível produzir nanocelulose com tamanhos de ca. 295nm e um potencial zeta de -37 mv. Pela primeira vez, a biomassa de bagaço de uva é reportada como uma fonte de nanocelulose, eventualmente potenciando o seu valor
- Antimicrobial effect of essential oils against several pathogens and their influence on inhibition of salmonella enteritidis, listeria monocytogenes and staphylococcus aureus in paste of “alheira” during storagePublication . Carvalho, Marta Isabel Pimenta de; Teixeira, Paula Cristina MaiaFermented meat products are part of the daily diet in rural areas of Portugal and have become very popular in urban centers. “Alheiras" are traditional, slightly smoked, naturally fermented meat sausages typical of the Northern regions (Trás-os-Montes) in Portugal. Essential oils (EOs), traditionally used as flavoring agents, have been revealing good antimicrobial properties, becoming a good natural alternative to the use of chemical preservatives. The aim of this study was to investigate the antimicrobial effect of some EOs against several pathogens and their influence on inhibition of Salmonella Enteritidis, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus in “alheira” during storage. First, the in vitro antimicrobial effect of 23 EOs against 41 foodborne and spoilage microorganisms was screened by the disc diffusion assay method (21 Gram-positive bacteria, 18 Gram-negative bacteria and two yeasts). Then, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) was studied for the EOs that displayed a better antimicrobial activity (i.e. halo > 10 mm) by the Microtiter plate assay. The antimicrobial effect of different concentrations of oregano EO (the EO with the lower MIC) (4%, 1.5%, 0.5%, 0.195% and 0.0975%) was evaluated in paste of “alheira” against Salmonella Enteritidis, L. monocytogenes and St. aureus along 21 days of storage at 4 ºC. The pH, water activity values and lactic acid bacteria were also evaluated. At last, sensory assessment was performed. Results showed that antimicrobial activity was variable, according to EOs used and microorganism. In general, oregano and thyme were the essential oils that showed highest antimicrobial activity and anise, fennel, garlic and ginger were the EOs with lower activity. The lowest minimum inhibitory concentration (0.0244%) against L. innocua was observed for Oregano. Oregano and thyme also showed higher MICs, against all microorganisms. Utilization of oregano EO in paste of “alheira” along 21 days of storage at 4 ºC resulted in a natural strategy to improve its safety against S. Enteritidis, L. monocytogenes and St. aureus. Although, oregano EO possesses antibacterial properties in vitro, their utilization as food antimicrobial agents must be assessed in the food product, in particular in a complex matrix as “alheira”. The antibacterial effect varies according to the oregano EO concentration and pathogen used. The results showed that 4% and 1.5% of oregano EO demonstrated the best antimicrobial activity against all the pathogens tested. 0.5% was able to result in ~ 2 log reduction for S. Enteritidis, whereas the lowest concentrations used (0.195% and 0.0975%) resulted in ~ 2-3 log reduction after 21 days Fermented meat products are part of the daily diet in rural areas of Portugal and have become very popular in urban centers. “Alheiras" are traditional, slightly smoked, naturally fermented meat sausages typical of the Northern regions (Trás-os-Montes) in Portugal. Essential oils (EOs), traditionally used as flavoring agents, have been revealing good antimicrobial properties, becoming a good natural alternative to the use of chemical preservatives. The aim of this study was to investigate the antimicrobial effect of some EOs against several pathogens and their influence on inhibition of Salmonella Enteritidis, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus in “alheira” during storage. First, the in vitro antimicrobial effect of 23 EOs against 41 foodborne and spoilage microorganisms was screened by the disc diffusion assay method (21 Gram-positive bacteria, 18 Gram-negative bacteria and two yeasts). Then, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) was studied for the EOs that displayed a better antimicrobial activity (i.e. halo > 10 mm) by the Microtiter plate assay. The antimicrobial effect of different concentrations of oregano EO (the EO with the lower MIC) (4%, 1.5%, 0.5%, 0.195% and 0.0975%) was evaluated in paste of “alheira” against Salmonella Enteritidis, L. monocytogenes and St. aureus along 21 days of storage at 4 ºC. The pH, water activity values and lactic acid bacteria were also evaluated. At last, sensory assessment was performed. Results showed that antimicrobial activity was variable, according to EOs used and microorganism. In general, oregano and thyme were the essential oils that showed highest antimicrobial activity and anise, fennel, garlic and ginger were the EOs with lower activity. The lowest minimum inhibitory concentration (0.0244%) against L. innocua was observed for Oregano. Oregano and thyme also showed higher MICs, against all microorganisms. Utilization of oregano EO in paste of “alheira” along 21 days of storage at 4 ºC resulted in a natural strategy to improve its safety against S. Enteritidis, L. monocytogenes and St. aureus. Although, oregano EO possesses antibacterial properties in vitro, their utilization as food antimicrobial agents must be assessed in the food product, in particular in a complex matrix as “alheira”. The antibacterial effect varies according to the oregano EO concentration and pathogen used. The results showed that 4% and 1.5% of oregano EO demonstrated the best antimicrobial activity against all the pathogens tested. 0.5% was able to result in ~ 2 log reduction for S. Enteritidis, whereas the lowest concentrations used (0.195% and 0.0975%) resulted in ~ 2-3 log reduction after 21 days
- Applying bioimpedance spectroscopy to food products and to the food industryPublication . Barbosa, Maria Inês Araújo; Ferreira, António César da Silva; Teixeira, Paula Cristina MaiaO desperdício alimentar é um grave problema ético, económico e ambiental em todo o mundo. Na maioria dos casos, o desperdício está relacionado com a perceção da qualidade de um produto alimentar específico, mesmo quando o valor nutricional ainda se encontra adequado. Por este motivo, a indústria alimentar necessita de sistemas de controlo mais eficientes para ultrapassar este problema, um vez que as técnicas tradicionais não são capazes de se adequar aos requerimentos impostos pela indústria e pelos consumidores. Assim, novas técnicas mais modernas tem começado a ser desenvolvidas. A espectroscopia de bioimpedância analisa as propriedades dos materiais pela aplicação de um sinal elétrico de baixo nível e de diferentes frequências. Estas medições são simples, diretas, não destrutivas e o equipamento é acessível. Além disso, é uma solução eficaz, rápida, portátil, econômica e fácil de usar para diferenciar produtos e verificar a sua qualidade, surgindo como uma solução para a indústria alimentar. Assim, o objetivo da presente dissertação baseia-se em utilizar um novo sensor de bioimpedância para analisar diferentes produtos alimentares, de modo a verificar a sua viabilidade para diferenciar alimentos, bem como a sua viabilidade para verificar a qualidade desses mesmos produtos, ao longo do tempo, isto é “avaliar o tempo de vida em prateleira”. Com este trabalho foi possível verificar que o sensor é capaz de detetar variações de bioimpedância ao longo do tempo, quando aplicado a diferentes tipos de produtos alimentares, correspondendo à perda de qualidade dos mesmos. Para além disso diferentes sinais foram obtidos quando diferentes produtos foram comparados, bem como quando estes se encontravam a diferentes temperaturas. Assim, foi possível concluir que o sensor apresentou resultados satisfatórios e de acordo com o expectável, no entanto mais testes devem ser realizados para verificar a sua robustez e viabilidade, bem como para definir a sua gama de aplicação.
- Avaliação da eficácia de diferentes métodos de desinfeção na segurança e qualidade microbiológica de sementes germinadas de grão-de-bicoPublication . Lima, Teresinha Rodrigues de; Martins, Ana Sofia Pimenta de Pinho; Gomes, Ana Maria; Magalhães, Rui SousaO grão-de-bico (Cicer arietinum L.) é uma leguminosa seca que faz parte da alimentação desde tempos remotos, sendo incorporado numa variedade de criações culinárias. O consumo das suas sementes germinadas em cru, tem vindo a ganhar uma popularidade crescente em muitas partes do mundo devido ao seu alto valor nutricional e sabor. Entretanto, os germinados representam uma preocupação em termos de segurança alimentar, por apresentarem condições oportunas para o crescimento de microrganismos patogénicos. A desinfeção de sementes antes da exposição às condições de germinação tem sido geralmente aceite como a abordagem de intervenção mais eficaz no ciclo de germinação. É, por isso, fundamental avaliar a eficácia de diferentes tratamentos de desinfeção de sementes enquanto estratégia de controlo de crescimento de microrganismos patogénicos. Neste sentido, o presente trabalho de investigação teve como objetivo principal a avaliação da eficácia de diferentes métodos de desinfeção, nomeadamente, o hipoclorito de sódio (200ppm), o vinagre de vinho (20% (v/v) e o peróxido de hidrogénio (20mL/L) na segurança e qualidade microbiológica de sementes germinadas de grão-de-bico e teve como objetivo específico estabelecer linhas de orientação relativas ao controlo da contaminação por microrganismos aquando da germinação em ambiente doméstico. Neste estudo foram feitos contagem de microrganismos aeróbios a 30ºC, Enterobactereaceae, bolores, leveduras, Escherichia coli e pesquisas de Salmonella após a desinfeção dos respetivos agentes de desinfeção em sementes e germinados de 3 dias. Verificou-se que a população de microrganismos aumentou significativamente (ρ <0,05) com a germinação. No entanto, nenhuma Salmonella ou Escherichia coli foram detetadas nas sementes ou germinados. As maiores reduções de microrganismos nos germinados foram observadas com utilização do hipoclorito de sódio de 2,31 log ufc/g e em seguida, o vinagre de 2.21 log ufc/g para Enterobactereaceae, quando comparadas com a amostra controlo, entretanto, o vinagre afetou a capacidade de germinação das sementes. Assim sendo, o hipoclorito de sódio na concentração de 200 ppm por 5 minutos foi, no presente trabalho, o tratamento mais apropriado na redução de microrganismos para a germinação de sementes de grão-de-bico.
- Baby-Led Weaning : o estado da artePublication . Vaz, Patrícia Astride dos Santos; Pinto, Elisabete Cristina BastosO Baby-Led Weaning (BLW) é um método de diversificação alimentar alternativo ao método de diversificação convencional e distingue-se deste por se iniciar com alimentos inteiros cortados em formatos e com texturas apropriados, em vez das tradicionais papas e purés. Trata-se de uma metodologia que apenas pode ser iniciada aos 6 meses de idade e é recomendado como primeira abordagem apenas em crianças com normal desenvolvimento para a idade. No BLW é a própria criança que se alimenta, controla o que ingere, a quantidade e o ritmo de ingestão, cabendo aos pais o papel de apresentar uma seleção de alimentos adequada e variada e o de supervisão da refeição. Os alimentos selecionados são os mesmos que são apresentados à restante família e por isso a integração da criança nas refeições da família inicia-se a partir do começo da sua diversificação. Este método é escolhido pelos pais que acreditam que ele é mais simples e prático de aplicar, que traz vantagens a nível do desenvolvimento, que permite a aquisição de hábitos alimentares saudáveis, uma melhor regulação do mecanismo da fome e saciedade e que isso se irá traduzir em ganhos para a saúde que se vão prolongar ao longo da vida da criança. Para os pais, o método apresenta poucos inconvenientes. Já para os profissionais de saúde, apesar de reconhecerem que o método possa ter benefícios, existem riscos que os tornam algo céticos na altura de o recomendar. Exemplos desses riscos são o défice energético e de nutrientes como por exemplo ferro, excesso de gordura, particularmente gordura saturada, contacto precoce com açúcar, sal e alimentos processados e risco engasgamento. Dos estudos conduzidos até ao momento, tem sido possível constatar que os pais que optam pelo BLW têm características diferentes dos que optam pelo método convencional: têm mais habilitações, um nível socioeconómico mais elevado e personalidades menos ansiosas e controladoras, o que também pode contribuir para os benefícios atribuídos ao método. Também é prática comum entre quem o aplica o de respeitar as recomendações da Organização Mundial de Saúde (OMS) quando ao tempo de amamentação em exclusivo, ou seja, os 6 meses. A investigação sobre BLW é ainda incipiente e baseada essencialmente em estudos observacionais, sendo necessários estudos de desenho experimental e com mais longos períodos de seguimento, para se avaliar com justiça os seus potenciais benefícios ou riscos. Recentemente têm sido publicados resultados de um importante estudo randomizado que pretende avaliar as vantagens deste método e, contrariamente ao que os estudos observacionais pareciam sugerir, o BLW não parece estar associado a menor índice de massa corporal. Por outro lado, também não parece associar-se a maior risco de vómito e engasgamento, desvantagens que são frequentemente apontadas a este método. Assim sendo, há necessidade de se investigar mais esta forma de diversificação, com estudos randomizados, maiores tamanhos amostrais e tempos de seguimento destas crianças mais longos, que permitam melhor avaliar os riscos e os benefícios.
- Bioactive compounds from nannochloropsis oculata grown under modulated stress : from production to validationPublication . Sousa, Sérgio Daniel da Cruz e; Gomes, Ana Maria Pereira; Carvalho, Ana Paula Taboada da Costa SantosNannochloropsis oculata is a microalga widely recognized as a potential source of polyunsaturated fatty acids, namely the omega-3 eicosapentaenoic acid (EPA), which beneficial health effects have been demonstrated. In order to maximize the EPA amount that may be obtained from a culture, different strategies may be pursued, such as increasing the microalgas’ biomass EPA content and the efficiency of its extraction process. Based on the above rationale, the main goal of the current thesis was to apply different stress conditions to N. oculata culture, which would increase EPA content, but without hindering growth. The strategy employed entailed the application of stress in a modulated sinusoidal fashion, to stimulate the response, although providing the microalga the possibility to adapt and not cease its growth. Two abiotic factors were independently utilized (temperature and light intensity), and conditions were alternated between optimum and stress levels, in multiday cycles. The factors were applied at lower-than-optimum values (5 and 10 ºC; 30 and 50 μmol photons/m2/s for temperature and light intensity, respectively), and it was found that the approach was successful at achieving the desired goals. While temperature stress (10 ºC) presented the best results, with an 158% EPA content increase, light intensity (30 μmol photons/m2/s) also increased EPA content significantly by 126%. Moreover, the increases in EPA content originated from individual cells contents and not just from overall biomass increase, and these were obtained in a relatively short period of time, which is of utmost importance regarding its industrial viability. Eicosapentaenoic acid is conventionally extracted with hazardous organic solvents. Therefore, an additional line of research was undertaken, aiming at extracting EPA by using less hazardous solvent mixtures (SM), namely hexane:isopropanol (Hxn:2-PrOH; 3:2) and diethyl ether:ethanol (Et2O:EtOH; 2:1). The use of alternative technologies, namely high hydrostatic pressure (HHP) and moderate electric fields (MEF), was also assessed as adjuvants to increase the extraction efficiency of the SM. Concerning SM, Et2O:EtOH was able to increase 1.3-fold the EPA yield of the conventional Folch SM. Regarding the technologies, neither increased extraction yields when used independently; however their sequential combination was able to increase EPA yield by 162%. When associated, Et2O:EtOH and the combined technologies (HHP - 200 MPa, 21 °C, 15 min – followed by MEF processing at 40 °C, 15 min) enabled to extract higher amounts of EPA from N. oculata wet biomass, which is extremely relevant for the industries as no expensive drying step is required. Moreover, it is of dire importance to provide such alternatives to the “classical” extraction processes and solvents, as the industries require higher yields and lower environmental impact in their downstream processing. Since the biological potential of a microalga (or an extract thereof) is intrinsically dependent on its composition, the impact of the stress modulation and the SM utilized for extraction of lipid fraction were studied by characterization and assessment of biochemical and biological activities. Concerning the lipid extracts, it was revealed that the one obtained from the stressed culture presented the best results, namely in terms of anti-steatosis (hepatic lipid accumulation < 8% than that of steatosis-induced cells) and anti-inflammatory activities (decreased expression of interleukine (IL)-6, IL-10, and interferon- in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages). Moreover, both extracts presented oxygen radical absorbance capacity (within the range of 49- 50 μmolTrolox equivalent/mgextract), no metabolic inhibition of several cell lines (Caco-2, HT29-MTXE12, Hep G2, 3T3-L1, and RAW 264.7), and inhibition of triacylglycerols hepatic accumulation (glycerol release ca. 2-fold higher than in non-treated cells). Overall, the results showed that the modulated stress did indeed enhance the potential beneficial effects of the N. oculata lipid extracts on human health, as well as maintain their safety. Once the lipid fraction was extracted from the stressed culture, remaining biomass may still contain other compounds with interesting biological activities. Hence, by applying a biorefinery concept, the defatted biomass was enzymatically hydrolyzed with cellulase Celusoft Supreme for 3 h, followed by the protease NewPro, for 6 h, both at 53 ºC, after which the soluble fraction of hydrolysate (SFH) was characterized in terms of peptide and polysaccharide profiles, and assessed regarding its biochemical and biological activities. The results showed that the defatted biomass may still be utilized as a resource, since the SFH presented antioxidant capacity (3.2 μmolTrolox equivalent/mgFDB), antidiabetic (19.4% inhibition of α-glucosidase) and immunosuppression potential (NO production by LPS-stimulated Raw 264.7 cells decreased to < 10% that of the control), anti-inflammatory activity (decreased expression of IL-6, IL-8 and tumor necrosis factor-α by Caco-2 cells in LPS-induced inflammation) and antimicrobial activity, particularly against Gram-positive bacteria. In conclusion, it was demonstrated how modulated stress may enhance the production of bioactive compounds from N. oculata (specifically EPA) and new strategies to efficiently extract them were identified, as well as their biological potential was unveiled. The strategies presented herein for production of N. oculata with increased EPA content, and extraction thereof, may constitute solutions for the food and nutraceutical industries, allowing them to obtain EPA faster and with higher yields, concomitantly decreasing the process environmental impact. Ultimately, that will increase the economic viability of obtaining EPA from N. oculata.
- Bioactivity of highly hydrolytic bacteria isolated from Chiapas Cheese : MéxicoPublication . Machado, Joana Filipa Horta; Jauregi, Paula; Pintado, ManuelaLactic acid bacteria (LAB) are widely used in food industry. This group of microorganisms not only have the ability to produce lactic acid, which contributes to the taste and texture of fermented products but also show the capability to produce, during milk fermentation, bioactive peptides that can be important in human health by having antihypertensive, antimicrobial, antioxidative, antithrombotic and mineral-binding activities. Chiapas cream cheese, a traditional type of Mexican cheese, is obtained through a prolonged acid-enzymatic coagulation of cow raw milk and has unique sensory characteristics due to the endogenous LAB in milk from this region. Thus, the aim of this project was to select and study the bioactivity of high hydrolytic isolates from Chiapas cheese. An initial selection from 84 isolates was made for production of diacetyl and a negative production of catalase. Further analysis to measure the degree of hydrolysis and to obtain the peptide profile was carried out. Selected isolates were compared to Lactobacillus helveticus DSM 13137 and used to study the potential activity of peptides released through lactic fermentation. The antioxidant properties of whey fractions, after 24h and 48h of fermentation in reconstituted skimmed milk (RSM), were evaluated by two spectrophotometric methods. Scavenging of the cation radical of 2, 2’-Azino-Bis (3– Ethylbenzthiazoline–6-Sulfonic Acid) (ABTS) ranged from 50%-86% while ferric reducing antioxidant power assay presented variable FRAP values among the selected strains. An angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory assay by HPLC was performed showing inhibitions by average mean of 75% in the isolates compared to 96% in DSM 13137. The potential inhibitory effects of the bioactive peptides produced by the selected isolates were also tested against some food-poisoning pathogenic organisms: Escherichia coli, Salmonella Typhi, Salmonella Enteritidis and Listeria monocytogenes, using the paper disc method, showing cases with inhibitory zones by average mean of 12 mm diameter zone. The results indicated suggest that these strains could have applications as starters in dairy industry and as a source of new bioactive peptides with different modes of action.
- Calcium phosphate cements reinforced with polyvinyl alcohol fibers for bone load-bearing applicationsPublication . Marques, Tomás Sobral; Leeuwenburgh, Sander; Schickert, SóniaThe development of bioceramics for regeneration of bone tissue has been widely explored as reflected by its high application frequency resulting from problems associated with congenital defects, bone diseases or trauma. In this context, since 1980 that calcium phosphate cements has played an important role as bone filler or as scaffolds for bone regeneration, presenting good properties in terms of biocompatibility and bioactivity. However, the mechanical properties of this class of bioceramicshave limitations regarding to brittleness and low flexural strength. Thus, the areas of potential application of these cements are limited to non load bearing areas. The cements reinforced with polymeric fibers, is a solution long been widely explored by civil engineering, in order to improve the mechanical properties of cements, increasing its toughness and ductility. From the same engineering principle, to reinforce composites for medical purposes, polymeric fibers made of natural and synthetic polymers have been studied. Promising results in vitro and in vivo have been achieved, but without translation towards applications in load bearing areas. Polyvinyl alcohol fibers are used for the reinforcement of ceramic composites such as concrete because of their beneficial mechanical properties. In the biomedical context, polyvinyl alcohol fibers are commonly used as a polymer-base for hydrogels, offering good mechanical properties and biocompatibility. In this study was used microsized PVA fibers (Kuralon TM from Kuraray) as reinforcement of calcium phosphate cements for the mechanical properties evaluation, as well as the analysis of the chemical, structural and cytotoxic properties of the fiber. On basis of the results of this study, significant improvements were achieved in the mechanical properties with the inclusion of Kuralon TM fibers compared to cement devoid of fiber. Invitro, the fibers were not cytotoxic to osteoblasts precursor cells.
- Characterisation of exudates, growth and performance of brassica rapa lines under controlled environment conditions and the impact of soil microorganisms on the uptake of phosphate by the plantPublication . Correia, Ana Catarina Pereira; Hammond, John; Goodall, AndrewO fósforo (P) é um nutriente de elevado interesse e procura pelas indústrias agrícolas e um fator limitante nos solos de produções agrícolas como por exemplo Brassica rapa. Porém a presença de P no solo não significa que se encontra disponível para absorção pelas plantas. Para a resolução deste problema, os profissionais recorrem à adição de P nos solos, acabando por levar a problemas de eutrofização, quando este é perdido no meio. As fosfatases excretadas pelas plantas e microrganismos participam numa das reações envolvidas na absorção de P pelas plantas. No caso da indústria agrícola, se não houver uma evolução nos procedimentos aplicados atualmente, com a demanda atual e/ou futura, a escassez de nutrientes nos solos pode tornar-se uma realidade afetando negativamente o sector agrícola. Uma das soluções para contrariar esta corrente é uso de rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (PGPR), como Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida e Flavobacterium johnsoniae. O objetivo deste trabalho laboratorial foi avaliar a excreção enzimática in vitro de ácido e alcalino fosfatases (AcP e AlP) por três diferentes PGPR (P. fluorescens, P. putida e F. johnsoniae) e pela B. rapa subsp. trilocularis line R-o-18 na presença e ausência de P e a diferentes pHs. Para a análise da atividade enzimática dos microrganismos e da planta recorreu-se ao uso da técnica de zimografia. O estudo da atividade enzimática foi realizado ao longo de 21 dias de crescimento da planta, em três solos diferentes, dois com P adicionado, como controlos (+) (John Innes no. 3 e solo arenoso) e um sem adição de P, como controlo (-) (solo de turfa e areia), e em Murashige and Skoog (MS) com P adicionado como controlo (+) e sem P adicionado como controlo (-). Os tempos foram avaliados aos 7, 14 e 21 dias. Os resultados mostraram-se significativamente diferentes aos diferentes pHs, e aos diferentes tempos de crescimento (p < 0.05). Contudo, os três solos com e sem adição de P a pH 6.5 e os meios de MS com e sem P adicionado a pHs 6.5 e 11 apresentam resultados não significativamente diferentes de atividade enzimática. A avaliação feita a B. rapa inoculada com as PGPR crescida nos dois diferentes meios MS, apresentam resultados estatisticamente similares entre si. Em conclusão, pela técnica da zimografia, a análise feita nos primeiros 21 dias de crescimento de B. rapa, a concentrações de P diferentes e com o uso PGPR não afetaram significativamente a secreção enzimática e consequentemente a sua atividade.