ABSTRACT Background: The objective of the present work was to investigate the influence of a pre-treatment of microbial-rich digestate (liquid mesophilic anaerobic digestate - AD-supernatant) on the morphology, crystallinity, and thermal stability of cellulose pulp fiber. Results: The six most abundant bacteria in the AD-supernatant were determined by 16S analysis. The bacteria population was comprised mostly of Bacteroides graminisolvens (66%) and Parabacteroides chartae (28%). Enzymatic activity from the bacteria partially removed the amorphous components and increased the crystallinity and crystallite size of the cellulose substrate. The fiber pulp was incubated in AD-supernatant for 5, 10, and 20 days. The X-ray diffraction data provided evidence that the amorphous portion of the cellulose was more readily and quickly hydrolyzed than the crystalline portion. The longest incubation times (20 days) resulted in substantial deconstruction of the cellulose fiber structure and decreased the thermal degradation temperature. Conclusion: The anaerobic digestate is inexpensive and could be used to effectively aid in the pre-treatment of cellulose on large scale transformation processes, e.g. for making biofuels, cellulose micro/nanofiber production or engineered fiber-based materials.

Resumo Objetivou-se investigar a capacidade adsortiva dos elementos Cromo (Cr), Manganês (Mn) e Zinco (Zn) à alga marinha Lithothamnium calcareum por meio de ensaios de cinética de adsorção e adsorção em batelada, tendo em vista o desenvolvimento de uma técnica simples para o tratamento de efluentes que apresentam elevada concentração de íons metálicos. A alga foi peneirada, lavada e submetida a tratamento. Na cinética de adsorção, pesou-se 0,2 g de alga, quantidade transferida para frascos Erlenmeyer de 125 mL, aos quais adicionou-se 15 mL de solução em concentração de 5 mg L-1 do íon metálico. Os frascos foram agitados a 60 rpm, por 240 minutos. Na adsorção em batelada, pesou-se 0,2 g de alga, quantidade transferida para frascos Erlenmeyer de 125 mL, aos quais adicionou-se 15 mL de solução em concentrações de 5, 10, 20, 50, 100, 250 e 500 mg L-1 do íon metálico. Os frascos foram agitados a 60 rpm, por 24 horas. Nos dois ensaios, as soluções sobrenadantes coletadas foram centrifugadas a 2000 rpm, por 5 minutos, e as concentrações de equilíbrio dos íons metálicos foram determinadas por espectrometria de absorção atômica. Verificou-se que, em 240 minutos de contato, a Lithothamnium calcareum removeu 15,5% do Cr, 33,0% do Mn e 8,0% do Zn em solução, e que, em 24 horas de contato, em concentração de 5 mg L-1, removeu 0,4% de Cr, 52,5% de Mn e 92,6% de Zn, e, em concentração de 500 mg L-1, removeu 20,0% de Cr, 22,6% de Mn e 40,8% de Zn. Os resultados mostraram que a Lithothamnium calcareum submetida ao tratamento termoquímico apresentou potencial de uso na adsorção de Cr, Mn e Zn.

Abstract This study investigated the adsorption capacity of the elements Chromium (Cr), Manganese (Mn) and Zinc (Zn) to marine algae Lithothamnium calcareum by means of adsorption kinetics and batch adsorption tests, with a view to the development of a simple technique for the treatment of effluents that have a high concentration of metal ions. The algae was sieved, washed and subjected to treatment. In the adsorption kinetics, 0.2 g of algae was weighed, an amount transferred to 125 mL Erlenmeyer flasks, to which was added 15 mL of solution with a concentration of 5 mg L-1 of the metal ion. The flasks were stirred at 60 rpm for 240 minutes. In batch adsorption, 0.2 g of algae was weighed, amount transferred to 125 mL Erlenmeyer flasks, to which was added 15 mL of solution with concentrations of 5, 10, 20, 50, 100, 250 e 500 mg L-1 of the metal ion. The flasks were stirred at 60 rpm for 24 hours. In the two tests, the supernatant solutions collected were centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes and the equilibrium concentrations of metal ions were determined by atomic absorption spectrometry. It was found that, in 240 minutes of contact, the Lithothamnium calcareum removed 15.5% of Cr, 33.0% of Mn and 8.0% of Zn in solution; and that in 24 hours of contact, at a concentration of 5 mg L-1, it removed 0.4% of Cr, 52.5% of Mn and 92.6% of Zn; and, at a concentration of 500 mg L-1, it removed 20.0% of Cr, 22.6% of Mn and 40.8% of Zn. The results showed that the Lithothamnium calcareum submitted to thermochemical treatment presented potential for use in the adsorption of Cr, Mn and Zn.

Resumo Óleos essenciais com propriedades antimicrobianas são amplamente utilizados na indústria de alimentos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a influência da mistura de óleos essenciais de alho (Allium sativum) e tomilho (Thymus vulgaris) nas propriedades antimicrobianas e mecânicas de filmes de zeína. Quatro bactérias (Escherichia coli enteropatogênica (EPEC), Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis e Staphylococcus aureus) relacionadas à contaminação de alimentos foram escolhidas para avaliar as propriedades antimicrobianas. Os resultados mostraram que a mistura de óleos atuou como um plastificante, como confirmado por uma diminuição na temperatura de transição vítrea e pelo Módulo de Young dos filmes. A adição de mistura de óleos também resultou em menor solubilidade e absorção de água. A mistura de óleo 0, 2%, 3% e 5% (v/v) adicionada nos filmes de zeína mostrou atividade inibitória contra todas as bactérias testadas com halos inibitórios entre 6,5 mm até 8,27 mm. Os resultados mostram que o revestimento pode ser aplicado como suporte para aumentar o prazo de validade de produtos alimentares.

Abstract Essential oils with antimicrobial properties are widely used in the food industry. This study aimed to evaluate the influence of a blend of garlic (Allium sativum) and thyme (Thymus vulgaris) essential oils on the antimicrobial and mechanical properties of zein films. Four bacteria (Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC), Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis and Staphylococcus aureus) related to food contamination were chosen to evaluate the antimicrobial properties. The results indicated that the oil blend acted as a plasticizer, decreasing the glass transition temperature and the Young’s Modulus of the films. The addition of the oil blend also resulted in lower solubility and water absorption. The addition of the oil blend (0, 2%, 3% and 5% (v/v)) to the zein films showed inhibitory activity against all the bacteria tested, with inhibitory halos of between 6.5 mm and 8.27 mm. The results showed that the coating could be applied as a support to increase the shelf life of food products.

Neste trabalho, micro e nanofibras de PVC foram obtidas pela técnica de Fiação por Sopro em Solução, uma técnica recentemente desenvolvida capaz de produzir micro e nanoestruturas poliméricas com velocidade alta e preços que rivalizam a eletrofiação. As micro e nanofibras produzidas neste trabalho, a partir de soluções de PVC em tetrahidrofurano tiveram diâmetros médios entre 217 nm e 2,5 μm. Os efeitos das condições de processamento foram avaliados, sendo que a concentração da solução polimérica foi o parâmetro de maior influência no diâmetro médio. Também foi observado que a estabilidade térmica das micro e nanofibras não foi afetada pela técnica de fiação por sopro em solução.

We obtained PVC micro- and nanofibers by Solution Blow Spinning, a recently developed technique capable of producing polymeric micro- and nanostructures with high speed as compared to other techniques such as electrospinning. The PVC fibers produced had an average diameter ranging from 217 nm to 2.5 µm, depending on the experimental conditions. We evaluated the effects of processing conditions and polymer concentration in solution had the most significant effect in fiber diameter. It was also observed that the thermal stability of the fibers was unaffected when compared to PVC films and powder.

Um biossensor amperométrico foi desenvolvido para detecção de peróxido de hidrogênio em amostras de leite. O biossensor foi construído a partir da imobilização de enzima peroxidase sobre eletrodo impresso de carbono. Parâmetros de otimização visando um melhor desempenho do biossensor foram avaliados. O biossensor apresentou linearidade no intervalo de 5,0 a 40,0 µ mol L-1 de H2O2 em tampão fosfato. Em amostras de leite sem diluição, os limites de detecção e quantificação foram de 0,42 µmol L-1 e 1,39 µmol L-1, respectivamente. O biossensor mostrou-se uma alternativa sensível e de baixo custo na detecção de H2O2 em amostras adulteradas de leite.

An amperometric biosensor was developed for detection of hydrogen peroxide in milk samples. The biosensor was constructed from the immobilization of peroxidase on printed carbon electrode. Optimization parameters were evaluated in order to obtain better performance of the biosensor. The biosensor showed linearity in the range 5.0 to 40.0 µ mol L-1H2O2 in phosphate buffer. Milk samples without dilution reported the detection limit for H2O2 of 0.42 µmol L-1 and quantification of 1.39 µmol L-1.The biosensor could be a sensitive and inexpensive alternative for the detection of H2O2 in adulterated milk samples.

Híbridos de vidro bioativo/polímero são materiais de grande interesse em aplicações biomédicas devido às suas propriedades, que combinam a bioatividade dos materiais cerâmicos, com a flexibilidade dos polímeros. Para regeneração do tecido ósseo, propriedades mecânicas da matriz são críticas e o módulo e a resistência mecânica do material devem ser similares aos do osso natural. Em trabalhos anteriores desenvolvidos no grupo obtiveram-se espumas híbridas 80% vidro bioativo/20% álcool polivinílico (PVA), para aplicação em engenharia de tecidos. Neste trabalho foi aumentado o teor de PVA dos híbridos para otimizar suas propriedades mecânicas. Os híbridos foram preparados com fase inorgânica 70%SiO2-30%CaO e teores de PVA de 20 a 60%, através da hidrólise ácida de tetraetil ortosilicato, adição de CaCl2, PVA, surfactante e HF. A secagem das espumas mostrou-se crítica, ocorrendo grande contração do gel As amostras foram secas por duas rotas: (1): pré-secagem a 40°C em estufa e secagem a vácuo; (2): pré-secagem a 40°C em estufa com circulação de ar e secagem a alto vácuo. A rota de secagem 2 apresentou maior perda de água e menor contração das amostras. Corpos de prova cúbicos, 10x10x10mm, foram submetidos a ensaios de compressão com velocidade de aplicação de carga de 0,5mm/min. Observou-se que o aumento do teor de polímero na composição das espumas melhorou suas propriedades mecânicas.

Bioactive glass/ polymer hybrids are materials of high interest for biomedicals applications because their assets, they combine the bioactivity of ceramics, with the flexibility of the polymers. In bone regenerations, mechanicals properties of the scaffold are criticisms and they must be similar to the bone properties. In previous works, hybrid foams with 80% bioactive glass and 20% polyvinyl alcohol (PVA) were prepared by sol-gel process to application as scaffold for bone tissue engineering. In this work, the PVA fraction of the hybrids was increase for to improve their mechanicals properties. The hybrids were prepared with composition inorganic of 70%SiO2-30%CaO and PVA fractions of 20 to 60% by sol-gel method. The drying of the foams was a criticism stage, occurring ample contraction from the gel. The samples were drying for two routes: (1) pre-drying at 40ºC for 7 days and drying at vacuum for 48 hours; (2) pre-drying with air circulation at 40ºC for 7 days and drying at high vacuum for 48 hours. The drying route 2 had the most lost of water and the least contraction of samples. Five specimens of hybrids samples with dimensions 10x10x10mm were compressed at 0,5mm/min-1. The increase of PVA fraction in the hybrids improves their mechanicals properties.