ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
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Browsing ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations by Sustainable Development Goals (SDG) "09:Indústria, Inovação e Infraestruturas"
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- Desenvolvimento de protocolos de segurança alimentar para produção de ingredientes alimentares clean label através de subprodutos da frutaPublication . Ribeiro, Liliana Patrícia da Rosa; Peixoto, João Tiago Ribeiro Mendes; Campos, Débora Andreia CampeloNos últimos anos, os consumidores têm ganho uma maior consciência relativa à associação das suas escolhas alimentares com a sua saúde, bem como em relação à segurança dessas escolhas. Assim, a exigência por parte dos mesmos tem aumentado, o que, aliado ao mercado cada vez mais competitivo, tem pressionado a indústria alimentar no sentido de haver um controlo ainda maior sobre os produtos alimentares. O controlo de qualidade é efetivamente imprescindível na área alimentar, para que se consiga obter um produto final que corresponda às expectativas do consumidor, mas que também cumpra com os requisitos legais em termos de segurança. A segurança alimentar é a caraterística mais importante dentro da qualidade alimentar e, para que tal possa ser alcançada é essencial a aplicação de sistemas de segurança como o sistema HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points). O objetivo do estágio realizado consistiu precisamente no estabelecimento de protocolos de segurança alimentar na startup Molecule Message Lda., AgroGrIN Tech, que é uma empresa especialista na valorização de desperdícios e subprodutos de frutas e vegetais, passando a sua missão por investigar, extrair e comercializar ingredientes naturais, sustentáveis, clean label e promotores da saúde e bem estar. Neste momento, esta encontra-se numa fase de scale-up, tendo como propósito a implementação de uma linha piloto, para dar início à produção e comercialização dos produtos de valor acrescentado. O presente relatório descreve as atividades desenvolvidas durante o período de estágio, em particular, o plano HACCP, que consistiu no principal foco do estágio e parte da documentação relativa ao Manual do Sistema de Gestão Integrado (MSGI) da empresa, que engloba de uma forma geral as boas práticas de higiene e fabrico. Para a análise de perigos do HACCP foi feito o levantamento de todos os perigos expectáveis, tendo por base aqueles que seriam os perigos mais comuns de surgirem nas frutas e em produtos à base de frutas, como sumos. Com a elaboração do mesmo, identificou-se um único ponto crítico de controlo (PCC), na etapa da concentração, visto esta ser determinante para a eliminação ou redução dos perigos biológicos. Além disso, foram ainda determinados 15 pontos de controlo (PCs), que se justificam pelo facto de a empresa se encontrar numa fase inicial, e ter consciência das incertezas existentes relativas às suas matérias-primas, tendo esta optado por, numa primeira fase, realizar um controlo mais rigoroso, de modo a garantir a entrega de produtos seguros, pelo que parte desses pontos de controlo deixarão de fazer sentido, alguns meses após o início da produção. O objetivo primordial do estágio foi, assim, cumprido com sucesso e permitiu que a AgroGrIN Tech pudesse dar o primeiro passo no que se refere ao controlo de qualidade, com o estabelecimento dos respetivos protocolos de segurança alimentar, o que constitui um passo fundamental, já que nenhuma empresa deve iniciar a sua atividade sem a existência de um sistema de controlo eficaz e seguro.
- Desenvolvimento de um nanobot com propulsão biocatalítica e neutralizante das espécies reativas de oxigénio co cólon inflamadoPublication . Mayer, André David Neves dos Santos; Coscueta, Ezequiel Ricardo; Pintado, Maria Manuela EstevezO desenvolvimento de micro e nanobots (NB) para aplicações biomédicas tem mostrado grande potencial como sistemas de libertação controlada de fármacos, apresentando alternativas promissoras para tratamentos minimamente invasivos e eficazes. Esta tese centra-se no desenvolvimento de um NB com propriedades bioativas, projetado não só para atuar como um sistema libertação controlada de fármacos, mas também para neutralizar espécies reativas de oxigénio (ERO), particularmente no contexto de inflamação intestinal, nomeadamente no cólon. As doenças gastrointestinais abrangem uma vasta gama de condições clínicas, incluindo as doenças inflamatórias intestinais (DII) e o cancro. As DII afetam cerca de 3 milhões de pessoas na Europa, comprometendo gravemente a qualidade de vida e gerando custos elevados para os sistemas de saúde. Apesar dos avanços na terapêutica médica, a prevalência das DII continua a aumentar, evidenciando a necessidade de novos tratamentos mais eficazes. Neste contexto, os NB apresentam-se como uma solução promissora, uma vez que podem ser programados para administrar medicamentos diretamente nas áreas inflamadas do intestino e, simultaneamente, diminuir o stress oxidativo in loco, minimizando os efeitos adversos dos tratamentos sistémicos. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um NB com base na funcionalização de nanopartículas (NP) de quitosano através da interação biotina-avidina, permitindo a conjugação da enzima catalase (CAT) na superfície da NP. A CAT é responsável pela propulsão biocatalítica do NB. As NP foram caracterizadas por microscopia eletrónica de varrimento, revelando uma morfologia esférica regular com tamanhos de aproximadamente entre os 100 e 130 nm, estas medições foram feitas em partículas desidratadas. Após a funcionalização (conversão a NB), a análise dos movimentos dos NB foi realizada em água (controlo) e numa solução de peróxido de hidrogénio (como modelo de ERO), utilizando microscopia de fluorescência. Os resultados demonstraram o potencial promissor dos NB funcionalizados com CAT para responder de forma eficiente a ambientes inflamatórios, particularmente em presença de ERO, como o H₂O₂. A mobilidade significativamente aumentada dos NB em ambientes ricos em H₂O₂ sugere que estes podem ser programados para se deslocar de maneira eficiente em áreas de inflamação, usando o stress oxidativo como combustível para a propulsão biocatalítica. Este comportamento destaca o seu potencial como sistemas de entrega de fármacos direcionados para doenças gastrointestinais inflamatórias crónicas, como as DII. Além disso, a estabilidade coloidal mantida, mesmo após a modificação estrutural com biotina, avidina e CAT, garante que os NB permaneçam funcionais e viáveis para aplicações biológicas. A sua capacidade dual de transportar fármacos e neutralizar as ERO reforça o seu papel como uma ferramenta terapêutica inovadora, capaz de reduzir o stress oxidativo nas zonas de inflamação e melhorar a eficácia do tratamento, minimizando os efeitos colaterais sistêmicos. Estes resultados são promissores para o desenvolvimento de um sistema de libertação de fármacos com ação catalítica in loco, aplicável em casos de inflamação no cólon. Importa salientar que, embora este trabalho se encontre numa fase primordial, permitiu explorar o desenvolvimento de uma solução inovadora para a libertação controlada de fármacos e para a neutralização de ERO em ambientes inflamatórios, evidenciando tanto a sua sustentabilidade quanto o seu potencial inovador. No entanto, mais estudos serão necessários para a plena conceção de um NB funcional.
- Desenvolvimento, caracterização e aplicação de xaropes à base de cereaisPublication . Soares, Carolina Saleiro Torres; Gomes, Ana Maria PereiraA transição global para sistemas alimentares mais sustentáveis tem impulsionado a procura de alimentos plant-based capazes de conciliar um bom valor nutricional com eficiência logística. O trabalho realizado teve como objetivo o desenvolvimento de xaropes à base de cereais no sentido de estes substituírem as bases concentradas de cereais, o produto mais produzido pela Benefit, submarca da Frulact. Foi desenvolvido um processo de obtenção de xaropes de dois tipos de cereais, de aveia e de arroz, a partir de bases concentradas destes mesmos cereais, com monitorização contínua de pH, teor de sólidos (ºBrix), atividade de água, viscosidade e perfil de açúcares. Os primeiros ensaios, processados para atingir 75 ºBrix, exibiam viscosidades próximas de 55 000 cP`s, inviabilizando o bombeamento industrial. A redução progressiva da temperatura e da pressão no evaporador, a fixação de 71–72 ºBrix e a inclusão de β-glucanase permitiram diminuir a viscosidade, sem comprometer o pH neutro nem a estabilidade microbiológica. A segunda etapa avaliou a aplicação do xarope de aveia em 3 tipos de alimentos: barritas de cereais, cookies e numa bebida “barista”. Nas barritas, o xarope substituiu mel e xarope de ácer após correções de fase seca, originando produtos estruturalmente coesos, muito menos doces e com sabor a cereal mais pronunciado. Nas cookies, a substituição do mel pelo xarope de aveia gerou bolachas mais claras e crocantes, com doçura equilibrada e notas de cereal evidentes. Na bebida barista, juntando o xarope com água, óleo de coco e sais foi possível manter o corpo cremoso e formar espuma estável durante um período igual ou superior a 10 minutos. Procedeu-se à otimização da fórmula de xarope de aveia, explorando 13 ensaios que combinaram diferentes tipos de farinha (integral, sem glúten, endosperma), cargas enzimáticas diferentes (α amilases bacterianas e fúngicas, β-glucanase, β-xilanase, glucoamilase) e condições de cisalhamento a 40 °C e 25 mbar. O objetivo de pH 6–7,5, 71–72 ºBrix, viscosidade < 9 000 cP, glucose ≈ 250 g/L e maltose ≈ 150 g/L foi atingido nas Ensaios 9 e 12.Para além dos avanços técnicos obtidos, o presente estágio assegurou o estabelecimento de uma ligação efetiva com o setor da indústria alimentar, mediante integração na Benefit/Frulact, proporcionando uma experiência imersiva na dinâmica organizacional e nos fluxos operacionais de um departamento de Inovação, Investigação e Desenvolvimento de Produto. Simultaneamente, possibilitou a aplicação do conhecimento técnico-científico consolidado ao longo do Mestrado em Biotecnologia e Inovação, potenciando o desenvolvimento de competências profissionais e pessoais de elevado nível. Num olhar focado no futuro, este estudo evidencia que a escolha de enzimas com melhor relação custo-benefício e a repetição de lotes-piloto são passos essenciais para consolidar a robustez estatística dos resultados antes da transição para processo industrial.
- Deteção de insuficiência cardíaca em pacientes com doenças de chagas a partir de algoritmos de extração automática de parâmetros e de aprendizagem de máquina em sinais ECGPublication . França, Afonso Manuel Silveira de Sousa Coutinho; Rodrigues, Pedro Miguel de Luís; Madeiro, João PauloA Doença de Chagas é uma infeção parasitária crónica causada pelo Trypanosoma cruzi, sendo uma das principais causas de insuficiência cardíaca na América Latina. A deteção precoce da cardiomiopatia chagásica pode permitir uma intervenção mais eficaz, reduzindo complicações graves. Neste estudo, propõe-se uma nova abordagem na utilização de algoritmos de Machine Learning (ML) para a deteção automática de insuficiência cardíaca em pacientes com Doença de Chagas, utilizando características espectrais extraídas do eletrocardiograma (ECG). A nova abordagem recorre ao uso de características espectrais, como a SEF95 (Spectral Edge Frequency), MF (Mean Frequency), SE (Spectral Entropy), potências e rácios extraídos do Espectro de potências do sinal ECG. Posteriormente, classificadores de Machine Learning foram aplicados para prever o grau de insuficiência cardíaca. Os resultados indicaram que os modelos conseguem distinguir bem entre estágios extremos da doença (Exatidão: 83,3%; AUC ROC (Área sob a Curva ROC): 0.80-0.88), mas enfrentam dificuldades na estratificação da insuficiência cardíaca moderada, devido à heterogeneidade clínica da doença.
- From waste to value : fish bone derived collagen to prepared 3D cell modelsPublication . Esperança, Inês Casais; Piccirillo, Clara; Quarta, AlessandraThree-dimensional (3D) cell culture systems have been developed as superior models to two-dimensional (2D) cell cultures. The use of 3D systems has been shown to improve cellular morphology, proliferation and signalling, replicating the extracellular matrix (ECM) in a more accurate manner. Hydrogels are particularly well-suited to these three-dimensional systems. Agarose, a biocompatible polysaccharide, provides structural support, while collagen enhances bioactivity and cell adhesion. Agarose-collagen hydrogels thus represent an optimal matrix for three-dimensional cell culture applications, combining the mechanical integrity of agarose with the biofunctionality of collagen. Considering the increasing focus on sustainability, fish bone-derived collagen represents a promising alternative to common type I collagen. This approach aligns with the principles of a circular economy, whereby waste from fish processing is transformed into valuable biomaterials. The present study evaluates collagen extracted from fish bones through three methods: a shorter extraction at a higher temperature, yielding smaller peptides, with some bones pre-treated with ultrasound (US) and others without (NUS); and a longer extraction at a lower temperature (4ºC) to better preserve the collagen structure. The biocompatibility, stability, mechanical properties and potential for spheroid growth from human osteosarcoma cell lines of hydrogels containing collagen extracts at concentrations of 0.02% and 0.04% were evaluated. The 4°C method preserved collagen’s native structure best, resulting in hydrogels with greater stability and cell viability. Conversely, US extraction yielded higher collagen amounts but produced fragmented peptides that led to rapid collagen release and limited spheroid support. NUS extraction offered a middle ground, achieving a balance between stability and bioactivity. Additionally, higher collagen concentrations (0.04%) increased the stability and mechanical resilience without enhancing cellular growth, while lower concentrations (0.02%) supported spheroid culture effectively. This study highlights fish bone collagen as a sustainable material for 3D cell culture and the valorisation of fish waste in tissue engineering.
- Gestão dos processos inerentes à implementação e condução de ensaios clínicos de fase IPublication . Ganço, Marta Pinto Rodrigues Pereira; Silva, Maria Pia Almeida Garrett Soares da; Paixão, Susana Manuel da Silva Letra LopesO seguinte relatório aborda a importância dos ensaios clínicos para a inovação terapêutica. O desenvolvimento de novos fármacos é um processo demorado e complexo, sendo dividido em etapas. O estágio curricular realizado na BlueClinical Fase I permitiu a integração na esquipa de Gestão de Ensaios Clinícos, possibilitando uma melhor compreensão no que toca á realização de ensaios clínicos. O principal objetivo do presente relatório é fornecer uma visão das atividades realizadas e envolvidas na condução de um ensaio clínico e na importância de garantir a eficácia e segurança da entrada de novos fármacos na indústria estando descritos as diversas etapas pelo que os ensaios clínicos necessitam passar, por que leis e normas são regidos para que seja garantida a qualidade e confiabilidade dos dados submetidos às alteridades regulamentares.
- Implementação de processos de controlo e garantia de qualidade numa unidade de produção local de cervejaPublication . Morgado, Inês Félix; Hogg, Timothy AlunO presente relatório de estágio realizado no Super Bock Group teve como principal objetivo a elaboração de documentação técnica para duas unidades de produção de cerveja distintas da empresa, a Browers Beato e a Instalação Piloto da Equipa de I&D e Inovação, com o intuito de contribuir para o controlo e garantia de qualidade destas unidades. Este relatório está dividido em três capítulos principais. O primeiro aborda a motivação e objetivos do estágio, a metodologia de trabalho adotada e uma breve introdução às unidades onde decorreram as atividades. O segundo capítulo apresenta alguns conceitos teóricos relacionados com a produção de cerveja e o controlo e garantia de qualidade. O terceiro descreve detalhadamente todas as atividades desenvolvidas ao longo do estágio, destacando o seu propósito, e salientando o conhecimento adquirido com a sua execução. O relatório termina com uma análise crítica e as conclusões gerais. Alguns dos documentos desenvolvidos encontram-se na íntegra em anexos. Ao longo do estágio foram desenvolvidos seis manuais técnicos, sete instruções de trabalho, sete procedimentos operacionais standard e um documento complementar de valores padrão de referência. O conhecimento para a elaboração destes documentos foi adquirido por meio de uma observação sistemática dos processos produtivos, da execução prática de determinadas tarefas e de um contacto regular com a equipa responsável, permitindo que o seu conteúdo seja pormenorizado e reflita a realidade operacional. Foram ainda desenvolvidas atividades nas áreas de I&D e Inovação, Qualidade e Análise Sensorial, que enriqueceram significativamente a experiência de estágio. Assim, considera-se que os objetivos definidos para o estágio foram alcançados, uma vez que a documentação elaborada contribui de forma significativa para a padronização e conformidade dos processos de produção de cerveja, em alinhamento com as boas práticas e com os requisitos de controlo e garantia de qualidade. A partir do capítulo três, o conteúdo do relatório não está disponível para consulta pública por motivos de confidencialidade, estando acessível apenas para a instituição de ensino para fins de avaliação académica no âmbito da conclusão do mestrado.
- Implementação do FaceReader : estudo pilotoPublication . Santos, Flaviane de Jesus; Silva, Sara Margarida Bernardes Queda daA ciência sensorial considera o impacto das reações emocionais sobre os atributos sensoriais. O FaceReader é uma técnica emergente, que consiste num software de análise facial e usa algoritmos para identificar e analisar expressões faciais. Esta técnica consegue identificar expressões faciais como alegria, tristeza, nojo, raiva, medo e surpresa, além do estado neutro. Os objetivos deste relatório de estágio consistem em: descrever a metodologia e selecionar a matriz do estudo piloto para implementação da tecnologia FaceReader; conhecer as expressões faciais medidas com a tecnologia Noldus; e descrever as atividades desenvolvidas durante o período de estágio, na empresa Sonae MC. Foi realizado o levantamento bibliográfico nas principais bases de dados com os descritores de palavras ―face reader‖ AND ―food‖; realizou-se estudo sobre aplicação do método FaceReader proposto pela Noldus Information Technology e através da consulta de materiais técnicos disponibilizados pela empresa, desta forma foi construída a metodologia a ser utilizada no laboratório de Análise Sensorial. Para implementação do método, foram considerados a população alvo, critérios de inclusão e exclusão, limitações, aspetos éticos, análise estatística, limitações e instrumento de recolha de dados. A matriz selecionada foi iogurtes, por apresentar sabores distintos e provocar expressões faciais. Realizaram-se testes discriminativos com 4 provadores treinados. Os provadores selecionaram 4 amostras que apresentavam maior diferença sensorial entre si, caracterizando o sabor doce, amargo e ácido. Foi realizada a participação em 161 em testes com aplicação da escala hedónica com tipologias distintas: queijos, iogurtes, sobremesas, frutas, padaria, molhos, entre outros. Para além disso, a participação em testes físico-químicos complementares às provas sensoriais. Em conclusão, verificou-se que o estudo piloto para a implementação do FaceReader é uma etapa preliminar importante e uma ferramenta promissora para analisar as reações emocionais com precisão em estudo do consumidor. As atividades exercidas permitiram adquirir competências técnicas e científicas no âmbito da análise sensorial.