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Mestrado em Biotecnologia Alimentar No âmbito deste trabalho de estágio desenvolvido na empresa Prisca, Alimentação S.A., pretendeu-se desenvolver e produzir experimentalmente vários alimentos inovadores de conveniência tendo por base produtos de charcutaria tradicional portuguesa. Posto isto, desenvolveu-se um produto pré-frito, um pré-assado, três ingredientes para feijoada refrigerada e seis diferentes snacks. Para o produto pré-frito determinou-se inicialmente a melhor temperatura de fritura, avaliou-se o tempo ótimo de micro-ondas a utilizar na regeneração recorrendo a testes sensoriais. Também se estudou o tempo de vida deste produto com análises sensoriais, microbiológicas e físico-químicas. Para o pré-assado estudaram-se três binómios de temperatura/tempo de assadura, tendo-se avaliado a sua aceitabilidade face ao mesmo produto não submetido a assadura. No caso dos ingredientes para feijoada refrigerada estudou-se a aceitabilidade dos seus componentes em separado e em conjunto. Para os snacks estudou-se inicialmente a adição de um espessante como resposta a alguns problemas na sua produção e posteriormente a aceitabilidade de duas temperaturas de produção. Este trabalho de estágio também inclui as quebras de cada um destes produtos desenvolvidos em diferentes etapas produtivas, juntamente com as curvas de arrefecimento dos produtos pré-confecionados. A análise sensorial mostrou aceitabilidade nas 3 categorias diferentes de pré-cozinhados, contudo no caso do pré-assado não se verificou diferenças significativas para o produto não submetido a assadura. No pré-frito observou-se que 3 minutos era o melhor tempo de fritura e 1 minuto o melhor tempo de regeneração. Este produto mostrou níveis aceitáveis em termos microbiológicos até aos 45 dias, sendo este o tempo de vida definido numa abordagem inicial. Nos snacks a adição do espessante mostrou ser uma boa solução sem alterar as propriedades organoléticas de uma maneira percetível. Os melhores resultados a nível sensorial para os snacks de massas foram a 100ºC; para os snacks de produtos salmourados não se observou diferenças significativas entre as temperaturas estudadas, enquanto que para os restantes os melhores resultados foram obtidos a 70ºC com diferenças significativas. In the scope of this internship developed in the company Prisca, Alimentação S.A., it was intended to develop and experimentally produce several innovative convenience foods based on Portuguese traditional charcuterie products. With this, a pre-fried product, a pre-roasted, three ingredients for refrigerated feijoada and six different snacks were developed. For the pre-fried product, first was determined the best frying time and after then the ideal microwave time to be used in the regeneration was evaluated using sensorial tests. The shelf-life of this product was also studied. Sensory, microbiological and physicochemical tests were used. For the pre-roasted three roast temperature/time binomials were studied, and their acceptability was evaluated and compared with the same non-roasted product. In the case of the ingredients for refrigerated feijoada, their acceptability was studied separately and as feijoada. For the snacks, initially the addition of a thickener was studied in response to some problems in its production and the acceptability of two production temperatures was studied. This study also includes the yield loss of each of these products and the cooling curves of the pre-cooked products. The sensorial analysis showed acceptability in the 3 different categories of pre-cooked products, however in the case of the pre-roast there were no significant differences for the product not submitted to roasting. In the pre-fried product it was observed that 3 minutes was the best frying time and 1 minute the best regeneration time. This product showed acceptable microbiological levels until 45 days of storage, this being the shelf life defined in an initial approach. In the snacks the addition of the thickener proved to be a good solution without altering the organoleptic properties in a perceptible way. The best results at the sensorial level for the pasta snacks were at 100ºC with significant differences; for the brine product snacks no significant differences were observed between the temperatures studied, while for the others snacks the best results were at 70ºC with significant differences.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O objetivo do presente trabalho passou pelo estudo da adaptação de S. cerevisiae à pressão, usando ciclos consecutivos de fermentação sob pressão em níveis sub-letais. Assim, este trabalho foi divido em duas partes: numa primeira parte, foram aplicadas pressões sub-letais (entre 15-50 MPa) durante o processo fermentativo para determinar as pressões a serem utilizadas na fase posterior; na segunda parte, as culturas de S. cerevisiae realizaram fermentação sob pressão ao longo de quatro ciclos consecutivos de fermentação de modo a desencadear um mecanismo de adaptação à pressão. Neste contexto, foram testadas três pressões (15 MPa, 25 MPa e 35 MPa) e duas temperaturas (30 ºC e temperatura ambiente). De modo a monitorizar os processos, foram determinadas as concentrações de açúcares (glucose, frutose e maltose), etanol e ácidos orgânicos (cítrico, málico, succínico e acético). Para além disso, foram realizadas análises microbiológicas para determinar a viabilidade celular e concentração de biomassa. Após cada ciclo a 15 e 25 MPa, tanto o crescimento celular como a produção de etanol mostraram tendência para aumentar, sugerindo a adaptação da S. cerevisiae a estes níveis de pressão. Na verdade, no final do 4º ciclo sob ambas as pressões, a produção de etanol foi superior à observada à pressão atmosférica (8.75 g.L-1 e 10.69 g.L-1 a 15 e 25 MPa, respetivamente, comparando com 8.02 g.L-1 à pressão atmosférica). No entanto, quando a pressão aumenta para 35 MPa, o crescimento celular e a produção de bioetanol diminuíram, sendo mínimas após os 4 ciclos de fermentação consecutivos. De um modo geral, estes resultados sugerem que a adaptação a condições sub-letais de pressão (15 e 25 MPa) pode melhorar a produção de bioetanol pela S. cerevisiae, podendo esta técnica ser utilizada para aumentar rendimentos e produtividades da fermentação alcoólica The objective of the present work was to study the adaptation of S. cerevisiae to the pressure, using consecutive cycles of fermentation under pressure at sublethal levels. Thus, this work was divided in two parts: in the first part, sublethal pressures (between 15-50 MPa) were applied during the fermentation process to determine the pressures to be used in the later phase; in the second part, S. cerevisiae cultures underwent fermentation under pressure over four consecutive fermentation cycles to trigger a pressure adaptation mechanism. In this context, three pressures (15 MPa, 25 MPa and 35 MPa) and two temperatures (30 ° C and ambient temperature) were tested. In order to monitor the processes, the concentrations of sugars (glucose, fructose and maltose), ethanol and organic acids (citric, malic, succinic and acetic) were determined. In addition, microbiological analyses were performed to determine cell viability and biomass concentration. After each cycle at 15 and 25 MPa, both cell growth and ethanol production showed a tendency to increase, suggesting the adaptation of S. cerevisiae to these pressure levels. In fact, at the end of the 4th cycle under both pressures, the ethanol production was higher than that observed at atmospheric pressure (8.75 g.L-1 and 10.69 g.L-1 at 15 and 25 MPa, respectively, comparing with 8.02 g.L-1 at pressure atmospheric). However, when the pressure increases to 35 MPa, cell growth and bioethanol production decreased, being minimal after the 4 consecutive fermentation cycles. In general, these results suggest that adaptation to sublethal pressure conditions (15 and 25 MPa) can improve bioethanol production by S. cerevisiae, and this technique can be used to increase yields and yields of alcoholic fermentation.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Pretendeu-se, com este trabalho, avaliar o efeito de uma nova metodologia de conservação alimentar, designada armazenamento hiperbárico (AH), à temperatura ambiente variável (≈ 18-23 °C, AH/TA) como possível alternativa aos convencionais processos de refrigeração (RF), em estruturas de resistência bacteriana, nomeadamente endósporos de Bacillus subtilis e Alicyclobacillus acidoterrestris. Os endósporos de B. subtilis foram inoculados em sumo de cenoura (alimento perecível) enquanto os endósporos de A. acidoterrestris foram inoculados em sumo de maçã comercial. As amostras foram armazenadas à pressão atmosférica (PA) e TA variável (≈ 18-23 °C, PA/TA), RF (≈ 4 °C, PA/RF e sob AH/TA (25, 50 e 100 MPa), até 60 dias. Adicionalmente, inocularam-se esporos de B. subtilis em duas matrizes nutricionalmente distintas (tampão McIlvaine e meio de cultura líquido, BHI-broth, a pH 6.00) a fim de averiguar se a composição da matriz de inoculação poderia influenciar o comportamento dos esporos em condições de AH/TA (50 e 100 MPa). A composição da matriz de inoculação provou influenciar o comportamento dos endósporos de B. subtilis em condições de AH/TA. Em tampão McIlvaine, os endósporos não germinaram nem se desenvolveram em condições de PA/TA e PA/RF devido à carência de nutrientes, verificando-se o mesmo a AH/TA a 50 MPa. No entanto, uma pressão de armazenamento de 100 MPa resultou na redução da carga microbiana total e de esporos. O sumo de cenoura armazenado a 50 e 100 MPa, sofreu uma redução da carga microbiana total (vegetativos e esporos) de ≈ 5.4 unidades logarítmicas e abaixo do limite de quantificação (2.00 log CFU/mL), respetivamente, ao sexagésimo dia de AH/TA, permitindo aumentar o prazo de validade quando comparado com o armazenamento à AP/TA e AP/RF, em que os esporos germinaram e se desenvolveram ao final de 9 e 60 dias, respectivamente, enquanto o AH/TA a 25 MPa despoletou a germinação e desenvolvimento dos esporos logo no primeiro dia de armazenamento, resultando na deterioração do sumo. Quando inoculados em BHI-broth, os esporos germinaram e desenvolveram-se à PA/RT e PA/RF ao final de 1 e 9 dias, respetivamente, enquanto sob pressão (50 e 100 MPa) se verificou uma redução da carga microbiana total de ≈ 5.1 unidades logarítmicas e abaixo do limite de quantificação, respetivamente. Os esporos de A. acidoterrestris em sumo de maçã foram inativados em todas as condições de AH/TA, especialmente a 50 e a 100 MPa (em que e atingiu o limite de deteção, 1.00 log CFU/mL, ao fim de 2 e 30 dias de armazenamento, respetivamente). A 25 MPa, a carga microbiana total também diminuiu, contrariamente ao observado no sumo de cenoura, possivelmente devido à acidez da matriz. Estes resultados indicam que o AH/TA é uma alternativa potencial aos processos convencionais de PA/RF relativamente ao controlo da presença de esporos nos produtos alimentares. This work aimed to evaluate the effect of a new preservation methodology, known as hyperbaric storage (HS) at variable/uncontrolled room temperature (≈ 18-23 ºC, HS/RT) as a possible alternative to the conventional refrigeration (RF), in bacterial resistance structures, namely endospores, of Bacillus subtilis and Alicyclobacillus acidoterrestris. The B. subtilis endospores were inoculated in carrot juice (highly perishable food product), while A. acidoterrestris endospores were inoculated in commercial apple juice. Then, samples were stored at atmospheric pressure (AP) at variable RT (≈ 18-23 ºC, AP/RT), RF (≈ 4 ºC, AP/RF) and under HS/RT (25, 50 and 100 MPa) up to 60 days. Moreover, B. subtilis endospores were also inoculated in two nutritionally distinct matrices (McIlvaine buffer and brain-heart infusion broth, BHI-broth, at pH 6.00) to ascertain if the composition of the inoculation matrix could influence the endospore behaviour at HS/RT conditions (50 and 100 MPa). The matrix composition has proved to influence the B. subtilis endospores behaviour under HS/RT conditions. In McIlvaine buffer, the endospores did not undergo germination and outgrowth at both AP/RT and AP/RF storage conditions, due to the absence of nutrients, similarly to HS/RT at 50 MPa. A storage pressure of 100 MPa yielded total microbial and endospore loads reductions. The carrot juice kept at 50 and 100 MPa underwent total microbial load (vegetatives and endospores) reductions along storage, being reduced ≈ 5.4 log units and to the quantification limit (2.00 log CFU/mL), respectively, at the 60th day of HS/RT, allowing a shelf-life extension when compared with AP/RT and AP/RF storage, wherein endospores germinated and outgrowth after 9 and 60 days of storage, respectively, while HS/RT at 25 MPa quickly triggered endospore germination and outgrowth right on the first day of storage, thus yielding juice spoilage. While inoculated in BHI-broth, the endospores germinated and outgrew at AP/RT and AP/RF conditions right after 1 and 9 days, respectively, while HS/RT at 50 and 100 MPa resulted in total microbial loads reductions of ≈ 5.1 log units and to the quantification limit, respectively. The A. acidoterrestris endospores in commercial apple juice faced a sharp total microbial load reduction at 100 MPa (below the detection limit, 1.00 log CFU/mL) after 2 days of storage, while at 50 MPa the detection limit was reached by the thirtieth day of HS/RT. A storage pressure of 25 MPa was also feasible to preserve apple juice, contrarily to the carrot juice, probably due to the acidity hurdle of the matrix. These results hint HS/RT as a possible preservation procedure, and a potential replacement of the conventional AP/RF processes, regarding the presence of endospores on food products.

Mestrado em Biotecnologia O principal objetivo deste trabalho centrou-se no estudodo efeito do armazenamento hiperbárico (AH) à temperatura ambiente, em leite achocolatado, de modo a evitar a sua deterioração a nível microbiológico e físico-químico, tentando assim aumentar o prazo de validade do produto comparativamente ao método de armazenamento mais tradicional, a refrigeração. O AH foi estudado e comparado com o armazenamento refrigerado e armazenamento à temperatura ambiente (0.1 MPa). Assim, diferentes temperaturas (4 e15-25 °C) e níveis de pressão (0.1, 30, 50 e 100 MPa) foram utilizados durante um período de 30 dias. Algumas amostras foram inoculadas com Listeria innocua e Escherichia coli de forma a aferir o efeito do AH para nestes microrganismos.Um segundoestudo foi também realizado com amostras embaladas de duas diferentes formas, com ar e sem ar no seu interior, numa tentativa de concluirsobre possíveis diferenças a nível microbiológico e físico-químicopotenciadas pela presença de ar na embalagem quando armazenadas sob pressão.Em ambos estudos realizaram-se análises microbiológicas (mesófilos totais, Enterobacteriaceae, coliformes epsicrófilos) e físico-químicas (pH, Aw, cor e conteúdo em lactose e açúcares redutores), para além de visualização do produto emmicroscopia eletrónica. Foram obtidosmelhores resultados no AH comparativamente à refrigeração, ocorrendo inibição de crescimento microbiano a 50 MPa e inativação de microrganismos a 100 MPa, sendo os mesofilos totais e os psicrófilos os microrganismos menos suscetíveis à pressão. No que respeita a parâmetros físico-químicos, o AHrevelou resultados semelhantes ou até melhores que a refrigeração. Assim, o AHà temperatura ambiente demonstrou ser uma possível alternativa à refrigeração para leite achocolatado, sendo esta uma metodologia amiga do ambiente uma vez que só é necessária energia na fase de compressão e descompressão, não sendo requerida para controlo de temperatura. The main goal of this work was to study the effect of hyperbaric storage (HS) at room temperature (RT)in a chocolate milk beverage, in order to avoid its deterioration at the microbiological and physicochemical level, trying at the same time to increase its shelf life without refrigeration. HS was studied and compared with refrigeration (RF) and RT storage (0.1 MPa). The chocolate milk was stored at different temperatures (4 and 15-25 ºC) and pressure levels (0.1,30,50,100 MPa) over 30 days. Some samples were inoculated with Listeria innocua and Escherichia coli in order to study the HS effect on those microorganisms. In addition, a second study was carried out with samples packed with and without air to observe possible microbiological and physicochemical differences empowered by the presence of air. For both studies,microbiological (total aerobic mesophiles, Enterobacteriaceae, coliforms, psychrophiles), physicochemical (pH, Aw, colour, lactose and reducing sugars content) and SEM analyses were performed. HSallowed to obtain better results than RF, with a microbial growth inhibition at 50 MPa and a microbial inactivation at 100 MPa. The total aerobic mesophiles and psychrophileswere the microorganisms less susceptible to pressure. Regarding the physicochemical parameters analysed, HS showed similar or even better results than RF. Therefore, food storage under pressure (HS) at RT, demonstrated to be a possible alternative to RF for chocolate milk, being this preservation methodology environmentally friendly, since energy is only required during compression/decompression phases, not being needed for temperature control.

Mestrado em Biotecnologia Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2017-12-20T16:41:40Z No. of bitstreams: 1 Patrícia Jorge Marques Quaresma.pdf: 1222466 bytes, checksum: c77bd26cff17497642c63c14de7b6979 (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-20T16:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patrícia Jorge Marques Quaresma.pdf: 1222466 bytes, checksum: c77bd26cff17497642c63c14de7b6979 (MD5) Previous issue date: 2019-01-05

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O principal objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da pressão (0.1, 300 e 600 MPa), tempo de extração (5, 17.5 e 30 min) e concentração de etanol (0, 40 e 80%) na extração de compostos fenólicos, flavonóides, antocianinas e betalainas a partir de casca de figo da Índia resultante do processo de produção de vinagre. A atividade antioxidante foi determinada pelos métodos de ABTS, DPPH e FRAP em todos os extratos assim como os rendimentos totais. Foi efetuado um desenho experimental fatorial e os resultados foram analisados pela metodologia de resposta de superfície, tendo-se determinado depois as condições óptimas de extração previstas pelo modelo. Todos os modelos foram validados e a atividade antimicrobiana dos extratos obtidos nas condições optimas foi analisada usando a Escherichia coli e Listeria innocua. A concentração de etanol foi a variável que apresentou o maior efeito sobre o rendimento das extrações, seguindo-se a pressão e depois o tempo de extração. No geral, a alta pressão aumentou os rendimentos entre 6 e 17%, quando comparados com extrações realizadas sob as mesmas condições, mas a 0.1 MPa. Os modelos mostraram um ajuste satisfatório e adequado aos dados experimentais e as correlações dos modelos matemáticos obtidas indicaram que os modelos polinomiais quadráticos podem ser utilizados para prever os resultados. As condições ótimas de extração foram diferentes de acordo com o tipo de composto analisado. Os resultados experimentais e previstos diferiram menos do que 10%. Os extratos selecionados inibiram o crescimento de Escherichia coli e Listeria innocua, que se mostrou mais sensível. A extração por alta pressão apresentou vantagens em relação à extração por Soxhlet, aumentando a atividade antioxidante em média 27%. A extração de compostos fenólicos totais e betaxantinas aumentou 19% e 117%, respetivamente. Para além disto, os tempos de extração foram 8 a 48 vezes menores quando alta pressão foi usada. Os resíduos de figo da Índia são ricos em compostos bioativos que, quando convenientemente recuperados, pode ter inúmeras aplicações em diversos sectores, e ao mesmo tempo valorizam-se os resíduos de fruta. As otimizações obtidas neste trabalho tornam a tecnologia de alta pressão num processo de extração promissor para scale-up. The main objective of this research was to study the effect of pressure (0.1, 300 and 600 MPa), extraction time (5, 17.5 and 30 min) and ethanol concentration (0, 40 and 80%) on total phenolics, flavonoids, anthocyanins and betalains from yellow prickly pear peels, a sub product of vinegar production. Antioxidant activity (ABTS, DPPH and FRAP methods) and total extraction yields were also determined for all extracts. A Box–Behnken design and Response Surface Methodology (RSM) were used to evaluate the effects and to estimate the optimum extraction conditions. Antimicrobial activity was evaluated against Escherichia coli and Listeria innocua in extracts performed under optimized conditions. Ethanol concentration was the variable that showed the greatest effect on extraction yields, followed by pressure and then the extraction time. In general, high pressure increased extraction yields between 6 and 17%, when compared with extractions performed under same conditions but at 0.1 MPa. The models showed satisfactory fitting and adequacy to the experimental data and the high correlation of mathematical models indicated that the quadratic polynomial models could be employed to predict the results and optimize the extraction conditions. The optimum extraction conditions were dependent on the class of compounds analyzed. Experimental and predicted results differ less than 10%. The selected extracts inhibited Escherichia coli and Listeria innocua growth. High pressure assisted extraction showed advantages in relation to Soxhlet increasing the antioxidant activity in average 27% and presenting similar total extraction yields. Total phenolic compounds and betaxanthins increased 19% and 117%, respectively. Moreover, the extraction times were between 8 to 48 times smaller when high pressure extraction was used. The prickly pear residues are rich in bioactive compounds that, when conveniently recovered, can have numerous applications in different sectors and at same time valorising the fruit residue. The optimizations obtained in this work make the high pressure technology applied to extraction process a promising process for scale up.

Mestrado em Biotecnologia no Ramo Alimentar O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito do estágio curricular realizado na empresa Sugal Group, tendo como objetivo desenvolver vários projetos. O primeiro objetivo foi o acompanhar a implementação e a otimização de uma nova linha de produção, tendo ficado definido o tratamento térmico para o produto em questão: tomate pelado inteiro com sumo de tomate, assim como todos os testes e otimizações necessárias da linha para que esta pudesse produzir na próxima campanha de tomate. Seguidamente, de acordo com os objetivos foi delineada e desenvolvida uma gama de novos produtos (sopas), assim como otimizados processos de preparação e de esterilização para as mesmas. Foram aprovadas 4 das 5 sopas tendo em vista o seu desenvolvimento pré-industrial e encontrado o processo de tratamento térmico que mais se adequa às caraterísticas de cada uma delas. Também foi proposto desenvolver e testar um método preditivo de °Brix para aplicação na diluição de vários concentrados, não se atingindo um método definitivo. Foi possível detetar algumas diferenças do °Brix no método de diluição e nos resultados da análise dos diferentes concentrados de tomate, mostrando sobretudo que existe um maior desvio do °Brix do concentrado HB em relação ao concentrado CB e entre estes e o valor °Brix teórico. Por último, testou-se a possibilidade de aplicação do processo de Alta Pressão em sumo de tomate, conseguindo-se obter um sumo seguro e estável à temperatura ambiente através de um processo a 600 MPa durante mais de 3 minutos. The present work was developed within the curricular internship at Sugal Group, with the aim of developing several projects. The first objective was to follow the implementation and optimization of a new production line, having defined the heat treatment of the product in question: whole peeled tomato with tomato juice, as well as all the necessary tests and optimizations of the line so that it could produce in the next crop. Then according to the objectives, a range of new products (soups) were designed and developed, as well as optimized the preparation and sterilization processes. Four of the five soups were approved for the pre-industrial development and then found the heat treatment process that best suits the characteristics of each one. It was also proposed to develop and test a predictive method of °Brix for application in the dilution of several concentrates, not reaching a definitive method. it was possible to detect some differences of the °Brix in the dilution method and in the results analysis of the different tomato concentrates, showing that there is a larger deviation of °Brix of the concentrate HB and CB and between these and the value theoretical °Brix. Finally, it was tested the possibility of applying the High Pressure process in tomato juice, achieving safe and stable juice at room temperature through a process at 600 MPa for at least 3 minutes

Mestrado em Bioquímica O armazenamento de muitos alimentos é altamente dependente da refrigeração o que exige um enorme gasto de energia. De entre as alternativas, uma recente, o armazenamento hiperbárico (sob pressão) tem-se mostrado eficaz na conservação de diversos alimentos. Assim, o objetivo desta tese foi avaliar o efeito do armazenamento hiperbárico (AH) de sumo de melancia a 50, 62,5 e 75 MPa a diferentes temperaturas (10 °C, 15 °C e temperatura ambiente (TA ≈ 25 °C)) para uma conservação a longo prazo (estudado até 62 dias) de sumo de melancia sem qualquer processamento prévio, comparativamente com armazenamento à pressão atmosférica (PA) sobre refrigeração a 4 °C (RF) e a 15 °C (PA/15 °C). Na generalidade, as amostras sob PA/15 °C e RF apresentaram um aumento em todas as contagens microbianas para valores acima dos 6,0 log UFC/mL depois de 3 e 7 dias de armazenamento, respetivamente. Comparativamente com RF, o AH a 50 MPa mostrou um menor aumento em todas as contagens microbianas até ao 7º dia, enquanto que 62,5 e 75 MPa, as contagens iniciais foram reduzidas após 58 e 21 dias, respetivamente, para mesófilos (MES) e psicrófilos aeróbios totais (PSI) para cerca de 2,5 log UFC/mL e para baixo do limite de deteção para Enterobacteriaceae e bolores e leveduras. Os resultados mostraram claramente que os níveis de temperatura e de pressão devem ser combinados para inibir/inativar o desenvolvimento microbiano. Deste modo, o AH a 50 MPa/10 °C, permitiu aumentar o tempo de prateleira do sumo de melancia em 21 dias enquanto que a 50 MPa/15 e TA (≈ 25 °C) o sumo atingiu os 6,0 log UFC/mL ao fim de 7 e 3 dias, respetivamente para MES e PSI tal como acontecera sob RF. Por outro lado, com o AH a 75 MPa, o tempo de prateleira do sumo de melancia obtido foi pelo menos de 62 dias quer para 15 °C, quer para TA. Neste sentido, o AH foi eficiente, não só no controlo da estabilidade microbiana, mas também apresentou menores alterações nos parâmetros físico-químicos comparativamente com a RF. Em suma, a 50 MPa a diminuição da temperatura teve maior impacto no desenvolvimento microbiológico do que a 75 MPa, pois o AH a 75 MPa foi independente da temperatura. Em conclusão, o AH aumentou o tempo de prateleira do sumo para pelo menos 62 dias, indicando um grande potencial para substituição futura do RF, com menores custos e menor pegada de carbono. Storage of many foods is highly dependent of refrigeration which means a great energy costs. One of the most recent alternatives, hyperbaric storage (under pressure) shows to be efficient for preservation of several foods. Thus, the goal of this thesis was to evaluate the effect of hyperbaric storage (HS) of watermelon juice at 50, 62.5 and 75 MPa at different temperatures (10 ºC, 15 ºC and room temperature (RT ≈25 ºC)) for long term preservation until 62 days, comparatively to storage at atmospheric pressure (AP) under refrigeration at 4 ºC (RF) and at 15 ºC (AP/15 ºC). Actually, samples stored at AP/15 ºC and RF presented an increase in all microbial loads to values above 6.0 log CFU/mL after 3 and 7 days of storage, respectively. Compared to RF, HS at 50 MPa showed a slower increase in all microbial counts up to 7th day, while at 62.5 and 75 MPa, the watermelon juice initial loads were reduced after 58 and 21 days, respectively, for total aerobic mesophiles and total aerobic psychrophiles by about 2.5 log CFU/mL and to below the detection limit for Enterobacteriaceae and yeasts and moulds. The results clearly showed that temperature and pressure should be combined to inhibit/inactivate the microbial development. Thus, at 50 MPa/10 ºC allowed increase the shelf-life of watermelon juice to 21 days while 50 MPa/15 ºC and 50 MPa/RT, the juice reached the 6.0 log CFU/mL at the end of 7 and 3 days respectively to MES and PSI, as happened with RF. On other hand, with HS at 75 MPa, the shelf life of watermelon juice was at least 62 days for temperatures of 15 ºC and RT. In these cases, the HS was efficient, not only in control of microbial stability, but also presented minor changes on physicochemical parameters comparatively with RF. In conclusion at 50 MPa, the decrease in temperature promoted a higher impact on microbial growth than 75 MPa, where was verified that HS at 75 MPa was temperature independent. Summarily, HS increased watermelon juice shelf-life for at least 62 days, indicating a great potential for future replacement of RF, with additionally lower energy costs and a lower carbon footprint.

Mestrado em Bioquímica, ramo Bioquímica Alimentar O armazenamento hiperbárico (AH) é um método de conservação alimentar que se baseia no uso da pressão como principal fator para retardar a ação microbiana e de degradação de qualidade de forma a aumentar o tempo de vida útil dos alimentos. O objetivo deste estudo centra-se na avaliação do AH à temperatura ambiente de sumo de melancia utilizando diferentes condições de pressão (0,1-100 MPa) a temperatura ambiente (≈21 °C) durante 10 dias de armazenamento. Esta avaliação foi realizada recorrendo a análises físico-químicas microbiológicas e bioquímicas. Tanto no sumo armazenado a 0,1 MPa e ≈21 °C como refrigerado a carga microbiológica aumentou para valores superiores a 6 Log UFC/mL para todos os microrganismos. Nas amostras a 50 MPa houve um aumento nos mesofilos aeróbios totais, Enterobacteriaceae e psicrófilos aeróbios totais e uma diminuição nos bolores e leveduras em ≈ 2 log UFC/mL. O AH a pressões de 75 e 100 MPa reduziu a carga microbiológica para valores ≤ 1 Log UFC/mL após 10 dias. A maioria dos parâmetros físicos-químicos manteve-se constante no AH a 50 e 100 MPa.). A 100 MPa obteve-se a maior concentração de licopeno em comparação com as outras condições de armazenamento. A atividade enzimática da peroxidase (POD) (40,63 ± 1,98) e da pectina metilesterase (PME) (43,65 ± 1,52) foi inferior no AH a 50 e 100 MPa enquanto a atividade enzimática da polifenoloxidase (PPO) foi superior nestas amostras (49,15 ± 6,32 e 54,20 ± 1,58 respetivamente). Foi realizado também um ensaio de AH utilizando sumo de melancia pasteurizado previamente por alta pressão a 600 MPa à ≈21 °C durante 6 minutos e armazenado a 50 MPa (à temperatura ambiente) durante 75 dias. Neste ensaio verificou-se que a carga microbiana manteve-se constante com valores ≤ 1 Log UFC/mL durante os 75 dias de armazenamento. Os parâmetros físico-químicos mantiveram-se constantes ao longo dos 75 dias de armazenamento em todas as condições de armazenamento. No caso da atividade enzimática após 75 dias de armazenamento a atividade da PPO, POD e PME nas amostras a 50 MPa foi reduzida em 26, 50 e 45% respetivamente verificando-se uma redução similar no caso das amostras refrigeradas (23, 45 e 40%, respetivamente). Por outro lado nas amostras armazenadas a 0,1 MPa observou-se uma redução superior de 45, 66 e 58% respetivamente logo após 15 dias de armazenamento. Com base nos resultados obtidos este método pode ser considerado como uma possível alternativa à refrigeração para a conservação de sumo de melancia. Hyperbaric Storage (HS) is a method of food preservation that relies on the use of pressure as the main factor to retard microbial and quality degradation in order to increase the food shelf life. The objective of this study is based on the HS at room temperature of watermelon juice using different pressure conditions (0.1-100 MPa) at room temperature (≈ 21 °C) for 10 days of storage. Microbiological physicochemical and biochemical analyses were carried out. In juice stored at 0.1 MPa and ≈21 °C and under refrigeration the microbiological load increased to values ≥ 6 Log CFU/mL for all microorganisms. In samples at 50 MPa there was an increase in total aerobic mesophiles, Enterobacteriaceae and total aerobic psychrophiles, and a decrease in yeasts and molds of about 2 log UFC. The HS at pressures of 75 and 100 MPa caused a reduction of the microbiological load to values ≤ 1 Log CFU/mL after 10 days. Most of the physicochemical parameters kept constant in the HS at 50 and 100 Mpa. At 100 MPa higher lycopeneconcentration was obtained which increased compared to the other storage conditions. The activities of peroxidase (POD) and pectin methylesterase (PME) were lower in HS at 50 and 100 MPa. While the enzymatic activity of polyphenoloxidases (PPO) was higher in these samples. A different HS assay was also performed using high pressure pasteurized watermelon juiceat 600 MPa at ≈21 ° C for 6 minutes and stored at 50 MPa (room temperature) for 75 days. In this assay it was verified that the microbial load remained constant with values ≤1 log CFU/mL during the 75 days of storage. The physicochemical parameters remained constant throughout the 75 days of storage in all storage. In the case of enzymatic activity after 75 days of storage the PPO, POD and PME activityes were reduced in the 50 MPa samples by 26, 50 and 45% respectively being similar to refrigerated samples (23, 45 and 40%, respectively). On the other hand samples stored at 0.1 MPa it was observed a higher reduction of about 45, 66 and 58% after 15 days Based on the obtained results this method can be considered as a possible alternative to refrigeration for the conservation of watermelon juice.

Mestrado em Engenharia Química Os consumidores requerem cada vez mais produtos com as características visuais, sensoriais e nutricionais de produtos frescos, livres de aditivos. A Tecnologia de Alta Pressão Hidrostática (APH) permite obter produtos alimentares seguros sem detrimento das suas características sensoriais e de compostos bioativos. A Frulact é uma empresa com uma forte vertente de investigação, desenvolvimento e inovação, sendo que tem apresentado vários produtos inovadores. Nesse sentido, foram analisados dois produtos processados em APH, uma bebida de vinagre de cereja e um produto à base de pedaços de morango para aplicação em iogurte. Foi realizada uma comparação entre processamento térmico e em APH (550 MPa por 5 minutos) para a bebida de vinagre de cereja em estudo e o impacto da temperatura de armazenamento (6 ᵒC e 20 ᵒC). O impacto da adição de metabissulfito de sódio foi também analisado. Para o desenvolvimento do produto à base de pedaços de morango foram realizados três estudos que visaram verificar o efeito dos dias de infusão nos pedaços de morango e uma calda de açúcar acidificada, da adição de cloreto de cálcio e ainda do binómio de processamento (pressão/tempo) na carga microbiológica. O impacto da congelação foi também analisado. Foi ainda comparada a infusão do produto à base de pedaços de morango com e sem alta pressão (450 MPa por 5 minutos). A APH permitiu aumentar a vida útil dos dois produtos em comparação com os métodos de produção convencional (90 ᵒC por 5 minutos para a bebida de vinagre e sem tratamento térmico para o produto à base de pedaços de morango). O processamento em APH da bebida de vinagre de cereja permitiu reduzir a degradação de cor ao longo do tempo de armazenamento. Não se verificaram efeitos da adição de cálcio após processamento na carga microbiológica dos pedaços de morango. Diferenças em relação à firmeza dos pedaços de morango foram verificadas sensorialmente para o produto com adição de cálcio e com aumento dos dias de infusão. Os binómios de processamento em estudo não aparentaram diferenças na carga microbiológica (com aparente manutenção da carga com o tempo), nem nos parâmetros físico-químicos analisados. A aparência dos pedaços de morango da infusão por alta pressão foi alterada em comparação com a infusão à pressão atmosférica. Consumers increasingly require products with visual, sensory and nutritional properties of fresh products, free from additives. The High Hydrostatic Pressure Technology (HPP) allows to obtain safe food products without the detriment of their sensory characteristics and bioactive compounds. Frulact is a company with a strong element of research, development and innovation, and has presented several innovative products. Two products were analyzed in high pressure technology, a cherry vinegar drink and a product made of strawberry pieces in a acidified sugar syrup for application in yoghurt. A comparison between thermal processing and HPP (550 MPa for 5 minutes) was performed for the cherry vinegar drink study and also the impact of storage temperature (6 ᵒC e 20 ᵒC). The impact of the addition of sodium metabisulfite was also examined. For the development of the product based on strawberry pieces were carried out three studies which allowed to verify the effect of the number of infusion days between strawberry pieces and acidified sugar syrup, of adding calcium chloride and also the processing binomial (pressure/time) on the microbiological load. The impact of freezing was also analyzed. In was also compared the infusion of the strawberry pieces with and without high pressure (450 MPa for 5min). The high pressure processing increased the shelf-life of the two products compared with conventional production methods (90 ᵒC for 5 minutes for the vinegar drink and no heat treatment for the product based on strawberry pieces). The processing HPP cherry vinegar beverage has reduced color degradation over the storage time. There were no effects of adding calcium following processing on the microbiological load. Were reported differences in the firmness of the strawberry pieces with addition of calcium and with more days of infusion. The binomials of processing in study did not shown differences in the microbial load (with apparent maintenance charge over time), or in physic-chemical parameters analyzed. The appearance of strawberry pieces for high pressure infusion was changed as compared with infusion at atmospheric pressure.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O ovo é um dos alimentos largamente consumidos em todo o mundo devido ao seu conteúdo nutritivo e fácil preparação. A casca, resultante do processamento do ovo, representa cerca de 10% da massa total. Normalmente este resíduo é descartado, sem qualquer tratamento, em aterros e constitui um elevado encargo económico para as empresas. O presente trabalho teve como principal objetivo fazer um levantamento de novas formas de utilização e valorização da casca de ovo em Portugal, na Comunidade Europeia e noutros países onde a indústria de ovoprodutos está fortemente desenvolvida, com o objetivo de identificar uma solução rentável, a nível económico e ambiental. Assim, foi realizada a caracterização microbiológica da casca de ovo, para determinar as cargas microbianas de Escherichia coli, coliformes totais, enterobactérias totais, Staphylococcus aureus, mesófilos totais, bolores e leveduras, e enterococcus. Foi ainda realizado um estudo de deteção de presença ou ausência de patogénios alimentares em 25 g de amostra, no caso de Salmonella e Listeria. Foi analisada ainda a humidade da casca. Os mesófilos totais foram, dos microrganismos estudados, os que apresentaram cargas microbianas mais elevadas. No caso da casca esterilizada os valores obtidos apresentaram-se abaixo do limite de deteção para todos os microrganismos, pelo que a esterilização foi eficiente. No que se refere à deteção de patogénios, verificou-se a presença de Listeria e/ou Salmonella em alguns dos ensaios realizados para a casca triturada. No entanto, não foi detetada a presença de Listeria e de Salmonella/25g de amostra de casca esterilizada. Relativamente à humidade da casca esterilizada, esta apresentou, de forma geral, valores mais baixos comparativamente com a amostra de casca triturada. Por volumetria foi estimada, na amostra de casca triturada, a percentagem de cálcio como sendo 31,0%. Deste trabalho resultou como utilização mais promissora da casca de ovo a sua incorporação em rações, como substituto do CaCO3 usado Eggs are one of the most consumed foods worldwide due to its nutritive content and easy confection. The eggshell, resultant from egg processing, represents about 10% of the total mass. Usually, this solid waste is discarded without any treatment in landfills being an important economic burden for enterprises. The main objective of the present work was to conduct a survey on new ways of using and valuing eggshell in Portugal, European Community and other countries where the egg industry is strongly developed, aiming to identify a cost-effective solution, both in an economical and environmental level. Thus, microbiological characterization of eggshell samples was performed, in order to determine the microbial loads of Escherichia coli, total coliforms, total enterobacteria, Staphylococcus aureus, total aerobic mesophiles, yeasts and moulds, and enterococcus. It was also conducted a study for detection of presence or absence of food pathogens, such as Salmonella and Listeria, in 25 g of food samples. The humidity of eggshell samples was also analyzed. Total aerobic mesophiles were the studied microorganisms with the highest microbial loads. In the case of sterilized eggshell, the obtained values were below the detection limit for all microorganisms, which means that sterilization was effective to achieve microbial inactivation. Regarding pathogen detection, the presence of Listeria and/or Salmonella was detected in some of the analyzed crushed eggshells. However, these microorganisms were not detected on sterilized samples (25 g). Concerning the humidity of sterilized eggshell, this parameter resulted, in general, in lower values when compared to crushed eggshell samples. The percentage of calcium in eggshell samples was estimated through volumetry to be 31.0%. The incorporation of the crushed eggshell into feeds, as a replacement for the currently used CaCO3, was identified in this work as the most promising use of eggshells.

Doutoramento em Biologia Rapid and specific detection of foodborne bacteria that can cause food spoilage or illness associated to its consumption is an increasingly important task in food industry. Bacterial detection, identification, and classification are generally performed using traditional methods based on biochemical or serological tests and the molecular methods based on DNA or RNA fingerprints. However, these methodologies are expensive, time consuming and laborious. Infrared spectroscopy is a reliable, rapid, and economic technique which could be explored as a tool for bacterial analysis in the food industry. In this thesis it was evaluated the potential of IR spectroscopy to study the bacterial quality of foods. In Chapter 2, it was developed a calibration model that successfully allowed to predict the bacterial concentration of naturally contaminated cooked ham samples kept at refrigeration temperature during 8 days. In this part, it was developed the methodology that allowed the best reproducibility of spectra from bacteria colonies with minimal sample preparation, which was used in the subsequent work. Several attempts trying different resolutions and number of scans in the IR were made. A spectral resolution of 4 cm-1, with 32 scans were the settings that allowed the best results. Subsequently, in Chapter 3, it was made an attempt to identify 22 different foodborne bacterial genera/species using IR spectroscopy coupled with multivariate analysis. The principal component analysis, used as an exploratory technique, allowed to form distinct groups, each one corresponding to a different genus, in most of the cases. Then, a hierarchical cluster analysis was performed to further analyse the group formation and the possibility of distinction between species of the same bacterial genus. It was observed that IR spectroscopy not only is suitable to the distinction of the different genera, but also to differentiate species of the same genus, with the simultaneous use of principal component analysis and cluster analysis techniques. The utilization of IR spectroscopy and multivariate statistical analysis were also investigated in Chapter 4, in order to confirm the presence of Listeria monocytogenes and Salmonella spp. isolated from contaminated foods, after growth in selective medium. This would allow to substitute the traditional biochemical and serological methods that are used to confirm these pathogens and that delay the obtainment of the results up to 2 days. The obtained results allowed the distinction of 3 different Listeria species and the distinction of Salmonella spp. from other bacteria that can be mistaken with them. Finally, in chapter 5, high pressure processing, an emerging methodology that permits to produce microbiologically safe foods and extend their shelf-life, was applied to 12 foodborne bacteria to determine their resistance and the effects of pressure in cells. A treatment of 300 MPa, during 15 minutes at room temperature was applied. Gram-negative bacteria were inactivated to undetectable levels and Gram-positive showed different resistances. Bacillus cereus and Staphylococcus aureus decreased only 2 logs and Listeria innocua decreased about 5 logs. IR spectroscopy was performed in bacterial colonies before and after HPP in order to investigate the alterations of the cellular compounds. It was found that high pressure alters bands assigned to some cellular components as proteins, lipids, oligopolysaccharides, phosphate groups from the cell wall and nucleic acids, suggesting disruption of the cell envelopes. In this work, bacterial quantification and classification, as well as assessment of cellular compounds modification with high pressure processing were successfully performed. Taking this into account, it was showed that IR spectroscopy is a very promising technique to analyse bacteria in a simple and inexpensive manner. A deteção rápida e específica de bactérias que podem provocar deterioração de alimentos ou doenças associadas ao seu consumo é cada vez mais importante na indústria alimentar. A deteção, identificação e classificação de bactérias são geralmente realizadas utilizando métodos tradicionais baseados em testes bioquímicos e/ou serológicos e em métodos moleculares baseados em análise de DNA ou RNA. Contudo, estas metodologias são dispendiosas, demoradas e trabalhosas. A espectroscopia de infravermelho é uma técnica confiável, rápida e económica, que pode ser explorada como ferramenta para a indústria alimentar. Nesta tese foi avaliado o potencial da espectroscopia de infravermelho para estudar a qualidade bacteriana de alimentos. No capítulo 2, foi desenvolvido um modelo de calibração que permitiu prever com sucesso a concentração bacteriana de fiambre naturalmente contaminado, mantido em refrigeração durante 8 dias. Nesta parte, foi desenvolvida a metodologia que permitiu obter a melhor reprodutibilidade dos espectros das colónias de bactérias, com preparação mínima das amostras, que foi utilizada no trabalho subsequente. Foram realizadas várias tentativas para a obtenção de espectros de infravermelho, testando diferentes resoluções e número de scans. Os melhores resultados foram obtidos utilizando uma resolução espectral de 4 cm-1 e 32 varrimentos. De seguida, no capítulo 3, foi feita uma tentativa de identificar 22 bactérias provenientes de alimentos usando a espectroscopia de infravermelho associada a análise multivariada. A análise de componentes principais, utilizada como método exploratório, permitiu a formação de grupos distintos, cada um correspondendo a um género diferente, na grande maioria dos casos. Posteriormente, foi realizada uma análise hierárquica por clusters de forma a investigar a formação de grupos e a possibilidade de distinção de espécies dentro de um mesmo género de bactérias. Observou-se que a espectroscopia de infravermelho é adequada não só para a distinção de diferentes géneros, mas também para diferenciar espécies dentro de um mesmo género, com o uso simultâneo de análise de componentes principais e análise hierárquica por clusters. A utilização de espectroscopia de infravermelho e análise estatística multivariada foram também investigadas no capítulo 4 para confirmação da presença de Listeria monocytogenes e Salmonella spp., isoladas a partir de alimentos contaminados, após crescimento em meio selectivo. Isto permitiria a substituição dos métodos bioquímicos e serológicos que são usados para confirmar a presença destas bactérias patogénicas e que podem atrasar a obtenção de resultados por 2 dias. Os resultados obtidos permitiram a distinção de Salmonella spp. de outras bactérias que se possam confundir com elas. Por fim, no capítulo 5, o processamento por alta pressão, uma metodologia emergente que permite produzir alimentos microbiologicamente seguros e aumentar o seu tempo de prateleira, foi aplicada a 12 bactérias alimentares, de forma a determinar a sua resistência e os efeitos da pressão a nível das células. Foi aplicado um tratamento de 300 MPa, à temperatura ambiente e durante 15 minutos. As bactérias de Gram-negativo foram inativadas até níveis não detetáveis, enquanto as de Gram-positivo mostraram diferentes níveis de resistência. As espécies Bacillus cereus e Staphyloccus aureus decresceram apenas 2 unidades logarítmicas enquanto a espécie Listeria innocua diminuiu cerca de 5 unidades logarítmicas. A espectroscopia de infravermelho foi utilizada na análise das colónias bacterianas antes e após o tratamento por alta pressão, de forma a investigar as alterações que são provocadas nos componentes celulares com este tipo de processamento. Descobriu-se que a alta pressão altera bandas espectrais correspondentes a alguns componentes celulares, de entre os quais proteínas, lípidos, oligopolissacarídeos, grupos fosfato da parede celular e ácidos nucleicos, podendo indicar rutura da parede/membrana celular. Neste trabalho, a quantificação de bactérias e a sua classificação, bem como a análise de modificação nos componentes celulares após processamento por alta pressão foram realizados com sucesso. Assim, a espectroscopia de infravermelho demonstrou ser uma técnica bastante promissora para analisar bactérias provenientes de alimentos de uma forma simples e pouco dispendiosa.

Mestrado em Biotecnologia Industrial e Ambiental A diabetes mellitus tipo 2 é atualmente uma das doenças com maior prevalência a nível mundial. No mercado existem vários tratamentos que englobam desde antidiabéticos orais a vários tipos de insulina. A variabilidade genética individual constitui um dos principais entraves à eficácia destes antidiabéticos, na medida em que pode afetar resposta ao tratamento. O objetivo do presente trabalho consistiu na caracterização de uma amostra de indivíduos diabéticos portugueses, através do levantamento de um conjunto polimorfismos de nucleótido único identificadas na literatura e bases dados (relacionados com a farmacogenética da DM2, em região codificante e referentes à população europeia (EUR)), seguido de uma correlação destes resultados com os fármacos administrados aos indivíduos da amostra. Além disso, também se pretendeu propor um conjunto de SNPs candidatos para farmacogenética da DM2. Neste trabalho foi utilizado como amostra o exoma de 51 indivíduos portugueses portadores da DM2, sequenciados na plataforma Ion Proton. O trabalho consistiu numa primeira fase de identificação e seleção dos SNPs associados à farmacogenética da DM2 em artigos científicos e bases dados, sendo que no total foram identificados 98 SNPs. Deste conjunto de SNPs e de forma a caracterizar a amostra, procedeu-se ao levantamento de todos os SNPs que se encontravam em região codificante e associados à população EUR, num total de 19. Dezasseis SNPs foram encontrados em 10 genes nos doentes em estudo. Da correlação dos fármacos administrados na amostra em estudo com os resultados decorrentes do levantamento destes SNPs apurou-se que os indivíduos portadores dos SNPs rs12208357, rs34130495 e rs3405950 (SLC22A1) necessitavam de uma maior dose de metformina, os portadores do SNP rs1801282 (PPARγ) necessitavam de um controlo mais apertado do tratamento metformina (dado o aumento de risco de falha para este tratamento) e os portadores do SNP rs5219 (KCNJ11) necessitavam de uma dose maior de gliclazida. Numa segunda fase e com o objetivo de identificar e propor um conjunto de potenciais SNPs candidatos para futuros estudos relativos à farmacogenética da DM2 na população portuguesa foram selecionados do conjunto de 98 SNPs, 32 SNPs localizados na região codificante e não referenciados na população EUR. Além destes, também foram identificados 15 SNPs ainda não relacionados com a DM2. Em suma, este trabalho permitiu-nos caracterizar a nível farmacogenético a população portuguesa relativamente à DM2 e propor um conjunto de potenciais SNPs candidatos para futuros estudos de farmacogenética da DM2 na população portuguesa. Diabetes mellitus type 2 is currently one of the diseases with the highest prevalence worldwide On the market there are several treatments, namely oral antidiabetics and various types of insulin. The individual genetic variability is one of the main obstacles to the effectiveness of these antidiabetics, since it can affect treatment response. The aim of this study was to characterize a sample of Portuguese diabetic individuals, through survey of a single nucleotide polymorphisms set identified in the literature and databases (related to pharmacogenetics of DM2 in coding region and for the European population (EUR)), followed by a correlation of these results with the drugs administered to individuals in the sample. Moreover, also it was intended to propose a set of SNPs candidates for pharmacogenetics of DM2. The population in study consisted of 51 DM2 portuguese patients with the exomes sequenced in the Ion Proton platform. The work started with the identification and selection of SNPs associated with pharmacogenetics of DM2 in scientific articles and databases, where a total of 98 SNPs were identified. These SNPs were filtered for those in the coding region and associated with the EUR population. Sixteen SNPs were observed in 10 genes in the 51 patients. Correlation of drugs administered in the sample in study with the results from the survey of these SNPs, indicated that individuals carrying the SNPs rs12208357, rs34130495 and rs3405950 (SLC22A1) needed a higher dose of metformin, the carriers of SNP rs1801282 (PPAR) needed tighter control treatment metformin (given the increased risk of failure for this treatment) and carriers of SNP rs5219 (KCNJ11) needed a higher dose of gliclazide. In a second phase, with the objective to identify and propose a set of potential SNPs candidates for future studies concerning the pharmacogenetics of DM2 in the Portuguese population 32 SNPs located in the coding region and not yet referenced in the EUR population were selected from the set of 98 SNPs. In addition to these, 15 SNPs not yet related to the DM2 were also identified in the 51 patients. In summary, this study has enabled us to characterise the pharmacogenetics level the Portuguese population relatively to the DM2 and to propose a set of SNPs potential candidates for future pharmacogenetic studies of DM2 in the Portuguese population.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Storage under mild pressure of Requeijão, the traditional Portuguese whey cheese, a highly perishable dairy food, was evaluated as a possible energy costless alternative to refrigeration. At a laboratorial scale, the whey cheese was stored during 4 and 8 hours, at different pressure levels (0.1, 100, and 150 MPa) and temperatures (25, 30, and 37 ºC), and the results were compared with refrigeration (4 ºC). A experiment in an industrial equipment was conducted, using Requeijão with similar sizes to those commercially available, for longer storage periods, 12 and 24 hours, under 100 MPa at room temperature (≈21 ºC), with the respective control under refrigeration. A post-hyperbaric storage study was performed, in which samples previously stored under refrigeration and at room temperatures under 0.1 and 100 MPa, for 24 hours, were then stored under refrigeration at atmosphere pressure, for three days. Microbial analyses showed that storage for 4 hours at 100 MPa was able to maintain microbial counts similar to refrigeration and initial counts, ≈3 Log10 CFU/g, at all tested temperatures. By increasing the pressure to 150 MPa and the storage time to 8 hours, a microbial inactivation effect was observed for all microorganisms, being the lactic acid bacteria and Enterobacteriaceae reduced to counts below the detection limit. Hyperbaric storage in general maintained pH, water activity and lipid oxidation values, at levels similar to refrigeration, retaining also the colour of Requeijão. The experiment in an industrial equipment obtained similar results to those mentioned above, with a clear microbial growth inhibition and inactivation for all microorganism studied, at 12 and 24 hours of storage, comparatively to refrigeration. The results obtained in this study, shows that the storage under pressure of highly perishable foods, could be a possible energy costless alternative to refrigeration, with economical benefits for industries and ecological advantages. O armazenamento sob pressões moderadas de Requeijão, o queijo de soro português, um alimento lácteo altamente perecível, foi avaliado como uma possível alternativa energeticamente menos dispendiosa do que a refrigeração. A nível laboratorial, o queijo de soro foi armazenado durante 4 e 8 horas, a diferentes pressões (0.1, 100 e 150 MPa) e temperaturas (25, 30 e 37 ºC), sendo os resultados comparados com a refrigeração (4 ºC). Foi ainda feito um estudo num equipamento industrial, com Requeijão de dimensões semelhantes aos comercializados, durante períodos maiores de armazenamento, 12 e 24 horas, a 100 MPa, à temperatura ambiente (≈21 ºC) com o respectivo controlo sob refrigeração. Realizou-se ainda um estudo pós armazenamento hiperbárico, no qual as amostras sob refrigeração e à temperatura ambiente a 0.1 e 100 MPa, após as 24 horas de armazenamento, foram armazenadas durante três dias sob refrigeração à pressão atmosférica. A análise microbiana demonstrou que o armazenamento durante 4 horas a 100 MPa manteve a carga microbiana semelhante à refrigeração e à carga inicial, ≈3 Log10 CFU/g, em todas as temperaturas estudadas. Ao aumentar a pressão para 150 MPa e o período de armazenamento para 8 horas, observou-se inactivação microbiana para todos os microrganismos, sendo que as bactérias ácido lácticas e Enterobacteriaceae foram reduzidas para valores abaixo dos limites de detecção (

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar The aim of this work was to investigate if hyperbaric storage, using high hydrostatic pressure, is effective in delaying ready-to-eat food products microbial and physicochemical spoilage allowing extending its shelf-life, with no need for refrigeration. Inicially, the hyperbaric storage of a ready-to-eat carrot soup was studied and compared to refrigeration. Soup was stored at diferente time (4 and 8 h), temperature (4, 25 and 30 ºC), and pressure (0.1, 100 and 150 MPa) conditions. In addition, were also performed tests in an industrial equipment with two real commercial products, Caldo verde and Bacalhau com natas that were stored for 12 h at different pressures (50, 100 and 150 MPa) at room temperature (~21 ºC). For both cases, microbial loads (total aerobic mesophiles, Enterobacteriaceae and yeast and moulds) and physicochemical parameters such as pH, titratable acidity, reducing sugars and colour, were compared with the controls at atmospheric pressure at the same temperature. Hyperbaric storage resulted in similar to better results when compared to refrigeration, since 100 MPa resulted in microbial growth inhibition, while for storage under 150 MPa microbial inactivation occured. Higher pressure (150 MPa) and a longer storage period (8 h for laboratorial scale, and 12 h for the tests in the industrial equipment) resulted in more pronounced microbial growth inactivation. Total aerobic mesophiles were found to be the less susceptible microorganisms to hyperbaric storage, compared to Enterobacteriaceae and yeast and moulds. Concerning the physycochemical parameters, storage under pressure, generally, was able to maintain the values similar to refrigeration. Therefore, hyperbaric storage with no need for temperature control seems to be a possible new preservation methodology, and an alternative to refrigeration. O principal objectivo deste trabalho foi estudar os efeitos da aplicação da alta pressão hidrostática e se esta é eficaz no armazenamento de alimentos prontos a consumir, de modo a evitar a sua deterioração a nível microbiológico e fisico-quimico, permitindo assim o aumento do seu prazo de validade, sem necessidade de refrigeração. O armazenamento sob alta pressão foi inicialmente estudado em sopa de cenoura comercial e comparado com o armazenamento em refrigeração. A sopa foi armazenada em diferentes condições de tempo (4 e 8 h), temperatura (4, 25 e 30 ºC) e pressão (0.1, 100 e 150 MPa). Foi ainda realizado um estudo à escala industrial, onde se armazenaram dois produtos comerciais reais, Caldo verde e Bacalhau com natas, durante 12 h, sob diferentes pressões (50, 100 e 150 MPa) à temperatura ambiente (~21 ºC). Em ambos os estudos compararam-se, com os respetivos controlos à pressão atmosférica, as cargas microbianas (mesófilos totais, Enterobacteriaceae e bolores e leveduras) e alguns parâmetros fisico-químicos como o pH, acidez titulável, conteúdo em açúcares redutores e cor. O armazenamento sob alta pressão levou a resultados semelhantes ou melhores que a refrigeração, uma vez que foi visível uma inibição do crescimento microbiano para 100 MPa e ainda uma inativação microbiana para 150 MPa. A pressão mais elevada (150 MPa) e o período de estudo mais longo (8 h na escala laboratorial e 12 h na escala industrial) resultaram numa inactivação microbiana mais acentuada. Os mesófilos totais foram, dos microoganismos estudados, os menos susceptiveis à pressão. No que concerne aos parâmetros fisico-químicos analisados, o armazenamento sob alta pressão resultou, de forma geral, em valores semelhantes à refrigeração. Portanto, o armazenamento de alimentos prontos a consumir sob alta pressão, sem necessidade de controlo de temperatura, parece ser uma possível alternativa à refrigeração no que toca à conservação destes alimentos.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Hyperbaric storage (HS) is a preservation methodology of food products in which pressure is used as a determining factor in spoilage inhibition. With this new preservation methodology significant energy saving might be achieved, namely when the storage occurs at room temperature (RT). As such, the objective of this study focused on the evaluation of HS as an alternative to refrigeration for sliced cooked ham and minced pork meat preservation by using different combinations of pressures (0.1-150 MPa), temperatures (4-37 ºC) and storage times (4-24 h). In general, it was observed an increase of the microbial counts of at least 1 Log CFU/g for both sliced cooked ham and minced pork meat stored at RT and 0.1 MPa whereas under refrigeration the counts remained equal or slightly higher than before storage. On the other hand, the samples stored under HS conditions presented equal or lower counts than the initial samples, regardless of the storage temperature employed. Nevertheless, a storage pressure of at least 50 MPa is required in order to inhibit microbial growth similarly to refrigeration. In the case of sliced cooked ham, no significant differences were observed between the different storage conditions and the initial samples concerning physicochemical parameters analysed (pH, water holding capacity, lipid oxidation and colour) whereas for minced pork meat HS inhibited lipid oxidation when compared to the storage at 0.1 MPa at the same temperature. Therefore, HS shows to be effective in preventing meat products ham spoilage, by microbial growth inhibition, as or more efficiently than refrigeration, depending on the storage pressure used. As such, these results points towards the use of HS as an efficient alternative to refrigeration in meat products preservation. O armazenamento hiperbárico (AH) é uma metodologia de conservação de alimentos na qual a pressão é usada como fator determinante no retardamento da deterioração. A esta nova metodologia de conservação poderão estar associadas poupanças energéticas significativas, nomeadamente quando o armazenamento ocorre à temperatura ambiente (TA). Desta forma, o objetivo deste estudo focou-se na avaliação do AH como alternativa à refrigeração na conservação de fiambre fatiado e de carne picada de porco utilizando diferentes combinações de pressão (0.1-150 MPa), temperatura (4-37 ºC) e tempo (4-24 h). No geral observou-se um aumento da carga microbiológica em pelo menos 1 Log CFU/g para o fiambre bem como a carne picada armazenados à TA e 0.1 MPa enquanto que sob refrigeração a carga microbiológica manteve-se igual ou ligeiramente superior à inicial. Por outro lado, as amostras sujeitas a AH apresentaram cargas iguais ou menores do que as amostras iniciais, independentemente da temperatura de armazenamento empregue. Contudo verificou-se que pressões mínimas de 50 MPa são necessárias de forma a inibir o crescimento microbiológico similarmente à refrigeração. No caso do fiambre, não foram verificadas diferenças significativas nos parâmetros físico-químicos analisados (pH, capacidade de retenção de água, oxidação lipídica e cor) entre as diferentes condições de armazenamento e as amostras iniciais. Por outro lado, na carne picada o AH inibiu a oxidação lipídica quando comparado ao armazenamento a 0.1 MPa à mesma temperatura. Assim, o AH demonstra-se eficaz na prevenção da deterioração de produtos cárneos, por inibição do crescimento microbiológico, com igual ou maior eficiência do que a refrigeração, dependendo da pressão de armazenamento usada. Como tal, estes resultados apontam o uso do AH como uma alternativa eficiente à refrigeração, na conservação de produtos cárneos.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Submitted by Alexandra Bastos (alexandrabastos@ua.pt) on 2015-04-08T15:31:14Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 2088541 bytes, checksum: 3f5c5db5f239cffd13b9778c65760754 (MD5) Made available in DSpace on 2015-04-08T15:31:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 2088541 bytes, checksum: 3f5c5db5f239cffd13b9778c65760754 (MD5) Previous issue date: 2014-08-18

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Submitted by Alexandra Bastos (alexandrabastos@ua.pt) on 2015-04-17T14:55:13Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 1509922 bytes, checksum: fe4101baa1466dd20685c2171356b307 (MD5) Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 1509922 bytes, checksum: fe4101baa1466dd20685c2171356b307 (MD5) Previous issue date: 2014-08-18

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Atualmente, na procura da excelência empresarial, é imprescindível que as empresas promovam e assegurem a ampliação da sua competitividade, expansão e diferenciação no mercado, através de ações que promovam a melhoria contínua dos seus produtos e processos. A Imperial – Produtos Alimentares S.A., maior fabricante nacional de chocolate, acompanhando as exigências dos seus clientes, fornecedores e consumidores, e plenamente consciente da importância da qualidade e da investigação, desenvolvimento e inovação nos seus produtos e processos, implementou um Sistema Integrado de Gestão da Qualidade, Investigação, Desenolvimento e Inovação que tem por base a certificação segundo os referenciais NP EN ISO 9001 e NP 4457. A presente Dissertação de Mestrado, realizada na empresa Imperial – Produtos Alimentares, S.A., surgiu da necessidade de adaptar toda a documentação do Sistema de Gestão, de forma a cumprir os requisitos das normas de referência, em conformidade com o recentemente revisto Sistema Integrado de Gestão da Qualidade, Investigação, Desenvolvimento e Inovação, da qual fazem parte os Procedimentos e as Instruções de Trabalho que estão associados ao processo produtivo de tabletes de chocolates, desde a preparação das massas de chocolate até à embalagem das próprias tabletes. Para tal efetuou-se i) a integração no ambiente empresarial, ii) análise aprofundada do Sistema Integrado de Gestão da Qualidade, Investigação, Desenvolvimento e Inovação da empresa, iii) verificação in loco dos Procedimentos e das Instruções de Trabalho, iv) revisão da adequabilidade dos Procedimentos e Instruções de Trabalho fazendo uma análise das gamas operatórias em tempo real, isto é, acompanhando todos os processos e consequentemente propor alterações, v) alteração in loco dos Procedimentos, Instruções de Trabalho e das respetivas folhas de rosto e listas de documentos. Os objetivos propostos para o estágio, de caráter qualitativo, foram atingidos, tendo sido feita: a revisão de dois Procedimentos de Trabalho e vinte e oito Instruções de Trabalho (sete permaneceram inalteradas). As principais dificuldades foram o acompanhamento de todas as etapas da produção de tabletes de chocolate, uma vez que os processos e equipamentos utilizados dependem da especificidade do produto a fabricar e alguns deles não foram produzidos durante o periodo de estágio. Com efeito, a revisão, análise e retificação dos referidos documentos será cíclica uma vez que o Sistema de Gestão é dinâmico, bem como os próprios processos e produtos. Currently, in pursuit of business excellence, it is essential that companies promote and ensure the expansion of its competitiveness, expansion and differentiation in the marketplace, through actions that promote the continuous improvement of their products and processes. Imperial – Produtos Alimentares, S.A., the biggest national chocolate producer, following the requirements of its customers, suppliers and consumers, and fully aware of the importance of quality and research, development and innovation of its products and processes, implemented an Integrated Quality, Research, Development and Innovation Management System which is based on the certification according to the standards NP EN ISO 9001 and NP 4457. The present Master Thesis, held at the Imperial – Produtos Alimentares, S.A. company, arose from the need to adapt all the documents associated with its Management System, to meet the requirements of the reference standards, in accordance with the recently revised Integrated Quality, Research, Development and Innovation Management System, which comprises the Procedures and Work Instructions that are associated with the production process of chocolate tablets, from the preparation of chocolate masses to the packaging of their own tablets. In order to reach the aim of this project, the following steps were performed: i) integration into company’s environment, ii) deep analysis of the integrated system, iii) in loco verification of the Procedures and Work Instructions, iv) review of the adequacy of the Procedures and Work Instructions by analysis of routings in real-time, which means, following all processes and consequently proposal of changes, v) in loco revising Procedures, Work Instructions and the respective cover pages and documents lists. The qualitative aims proposed for the training have been achieved: the revision of two Working Procedures and twenty-eight Work Instructions (seven of which remained unchanged). The main difficulties were associated with monitoring all the production steps of chocolate tablets, once the processes and equipment used depend on the specificity of the product to be manufactured and some of them were not produced during the entire training period. In fact, the review, analysis and rectification of the said documents will be cyclical since it is a dynamic Management System, as well as their own processes and products.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito do estágio curricular realizado na empresa Sumol+Compal Marcas S.A., mais concretamente na unidade fabril de Almeirim. O principal objetivo deste trabalho foi proceder à validação da linha de enchimento a quente em vidro e mais especificamente ao produto Compal Clássico Néctar Tutti-frutti, no formato vidro 0,2 L. No processo de validação analisaram-se os resultados referentes aos lotes de Compal Clássico Néctar Tutti-frutti produzidos em 2013, que integram o histórico da empresa e para o seu tratamento estatístico recorreu-se a gráficos 2D, cartas de controlo de Shewhart de indivíduos e histogramas. Os resultados foram discutidos de acordo com a informação técnica recolhida na empresa e, igualmente, com base científica disponível para a indústria de bebidas. Os resultados microbiológicos foram discutidos, adicionalmente, com recurso ao diagrama de Ishikawa. A verificação do sistema de gestão de reclamações não reportou quaisquer reclamações referentes ao Compal Clássico Néctar Tutti-frutti que, juntamente, com a análise dos resultados tendo em conta a informação técnica e científica, permitiram comprovar a eficácia das medidas de controlo adotadas ao longo do processo produtivo e do produto em estudo. This work was developed under curricular internship in the company Sumol+Compal Marcas S.A. specifically in Almeirim plant. The main objective of this work was to proceed with the validation of the warm filling line of 0.2 L glass of Compal Classic Tutti-frutti Nectar. In the validation process were analyzed the results of the lots of Compal Classic Tutti-frutti Nectar produced in 2013 that integrate the company history and for its statistical treatment were used 2D charts, Shewhart control charts for individuals and histograms. The results were discussed according to the technical information gathered in the company and also with scientific basis available for the beverage industry. Microbiological results were discussed addicionally using the Ishikawa diagram. The verification of complaints management system reported no complaints regarding Compal Classic Tutti-frutti Nectar which together with the analysis of the results considering technical and scientific information allowed to prove the efficacy of control measures adopted during production process and product in study.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Industrial e Ambiental Os endósporos bacterianos representam riscos significativos em muitas atividades humanas, pelo que é fundamental descobrir formas de inativar estas estruturas. A terapia fotodinâmica (PDT) têm-se revelado uma alternativa promissora para inativar microrganismos patogénicos. Com este trabalho pretendeu-se avaliar o efeito da alta pressão como coadjuvante do efeito fotodinâmico, na inativação de endósporos de Bacillus cereus, usados como modelo biológico de endósporos bacterianos. Endósporos de B. cereus foram preparados em meios de esporulação e conservados a -20 °C até à realização dos ensaios. Como fotossensibilizador (PS), utilizou-se uma porfirina tetracatiónica (Tetra-Py+-Me), aplicada nas concentrações de 5 e 20 􀈝M. Os endósporos foram incubados durante 30 min a 37 °C no escuro, na presença de PS, para permitir a adsorção do PS ao material do endósporo. A potência da luz branca usada na irradiação foi 1690 W.m-2. O efeito dos vários tratamentos foi avaliado por comparação dos resultados com os valores iniciais da concentração de endósporos viáveis na suspensão não tratada. As variáveis em estudo foram a concentração de PS, a pressão aplicada, a temperatura de incubação e o tempo de exposição à luz branca. Em cada experiência foram incluídos os seguintes controlos: controlo claro (exposto à luz sem PS), controlo escuro (com PS mas não irradiado), controlo de pressão (pressurizado sem PS e não irradiado) e controlo escuro pressurizado (exposição ao PS a 300 MPa, sem exposição à luz). A concentração de endósporos viáveis antes e depois de cada tratamento foi determinada por contagem de colónias após sementeira em meio sólido. O tempo de congelação do stock de endósporos afetou a adsorção de PS. Alíquotas com períodos de armazenamento a - 20 °C, entre 15 e 43 dias, produziram valores de adsorção de PS entre 3,63×105 e 8,01×105 moléculas de PS.UFC-1, quando expostas a 5 μM de PS. O aumento da temperatura de préincubação no escuro de 37 para 50 °C, resultou no aumento da quantidade de PS adsorvido de 13,1×105 para 26,3×105 moléculas de PS.UFC-1, na presença de 5 μM de PS. A aplicação de pressão (300 MPa, durante 30 minutos) resultou num aumento de 30 a 90% na quantidade de PS ligado aos endósporos nas experiências realizadas com 5 μM de PS. Com 20 μM de PS, os valores de adsorção com pressurização foram 2,3 a 76,1 vezes superiores aos obtidos com pré-exposição ao PS à pressão atmosférica. Os fatores de inativação máximos foram registados para o tratamento correspondente à aplicação de pressão durante o período adsorção do PS, e variou entre 1,1 e 2,4 log. Embora os fatores de inativação obtidos sejam ainda modestos, os resultados demonstram que a aplicação de alta pressão melhora a ligação do PS aos endósporos e pode funcionar como um fator coadjuvante da inativação fotodinâmica de endósporos bacterianos. Bacterial endospores represent significant risks in many human activities, therefore it is essential to find ways to inactivate these structures. Photodynamic therapy (PDT) have proven to be a promising alternative to inactivate pathogenic microorganisms. The aim of this work was to evaluate the effect of high pressure as an adjunct to photodynamic effect in the inactivation of Bacillus cereus endospores, used as biological models of bacterial endospores. Endospores of B. cereus were prepared in sporulation culture media, and stock suspensions were preserved at – 20 ºC. A tetracationic porphyrin (Tetra-Py+-Me) applied at concentrations 5 and 20 μM was used as photosensitizer (PS). Endospores were incubated in the dark for 30 min at 37 °C, in the presence of PS to allow the adsorption of the PS to the endospore material. For the assessment of the photodynamic inactivation, samples were irradiated with white light of 1690 W.m-2 of intensity. The effect of the different treatments was assessed by comparing the results with the initial concentration of viable endospores in the untreated endospore suspension. The variables assessed in this study were PS concentration, applied pressure, incubation temperature and white light exposure time. Each experiment included the following controls: light controls (exposed to light without PS), dark controls (with PS but not irradiated), pressurized controls (pressure without exposure to light or PS) and pressurized dark controls (PS exposure at 300 MPa, without irradiation). The concentration of viable endospores before and after each treatment was determined by colony counting after pour-plating in solid medium. The storing time of the endospore stock affected the uptake of PS. Aliquots with periods of storage at -20 °C between 15 and 43 days produced PS adsorption values between 3.63×105 and 8.01×105 PS molecules.UFC-1, when exposed to 5 μM of PS. An increase in the pre-incubation temperature, from 37 to 50 °C, improved the adsorption of PS, which increased from 13.1×105 to 26.3×105 PS molecules.UFC-1, in the presence of 5 μM of PS. Pressurized samples (300 MPa for 30 minutes in the presence of PS) showed values of PS adsorption 30 to 90% higher than the controls, in which the dark exposure to 5 μM of PS was conducted at atmospheric pressure. With 20 μM of PS, pressured treatments revealed 2.3 to 76.1-fold increases in PS binding. The maximum inactivation factors were observed in the treatment corresponding to photodynamic inactivation after high pressure processing during PS adsorption and ranged between 1.1 and 2.4 log. Although the obtained inactivation factors are still modest, the results show that the application of high pressure improves the binding of PS to endospores and can function as a co-factor in photodynamic inactivation of bacterial endospores.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Industrial e Ambiental When breast-feeding is not possible or after weaning, finding an adequate alternative nourishment becomes mandatory. Commercial infant formulas have been developed as nutritional substitutes for breast milk. Actually, clinical studies have demonstrated that donkey milk could substitute breast feeding in infants affected by severe IgEmediated cow milk allergies, whose composition is very similar to breast milk. High-pressure processing (HPP) is a non-thermal technology that can provide safe foods with similar characteristics to the unprocessed foods, causing microbial inactivation while maintaining its nutritional and functional properties. The main goal of this work was to investigate and compare the effect of thermal pasteurization and HPP (400, 550 and 625 MPa for 2.5, 10 and 30 min at 8 °C) on microbial quality, in immunoglobulin A, M and G (IgA, IgM and IgG) concentrations and lysozyme activity in donkey milk and colostrum. The microbiological results indicated that the log of CFU/mL of the raw milk were already above the maximum values allowed at the 6th day of storage, while total aerobic mesophilic bacteria, Enterobacteriaceae and Coliforms for the thermal pasteurized milk were 4.21, 3.0 and 4.04 log CFU/mL at the 30th day of storage, respectively. In raw colostrum total aerobic mesophilic bacteria and Enterobacteriaceae, were detected above the maximum values allowed at the 4th and 7th day, respectively. HPP (400 and 550 MPa at 8°C, for 10 min) inactivated all the quantified microorganisms to values below the detection levels up to at least the 30th day for milk and 40th for colostrum. Regarding the activity of lysozyme it was observed that in the milk its activity was kept in all AP treatments used for pressurization for 2.5 and 10 min. At 30 min occurred a decrease of about 30 to 40%. In the case of colostrum there was a greater reduction at 625 MPa, 10 and 30 min (40%). The thermal pasteurization, on the other hand, resulted in significant loss of the activity, especially in the colostrum (40%). In relation to the content of IgA in both the colostrum and milk, it was observed only in samples not processed. At 625 MPa (10 and 30 min) IgM was not detected in colostrum and IgG not detected. In colostrum, IgG values were higher than the unprocessed sample at 550 (2.5 and 10 min, 208% and 143%) and at 625 MPa (10 and 30 min, 412% and 260%). This work demonstrates that pressure treatments at the level necessary for milk pasteurization (up to 550 MPa/10 min) can guarantee microbial safety and preserve lysozyme activity and IgG content, being a good alternative to thermal pasteurization. Quando a amamentação não é possível ou após o desmame, encontrar uma alternativa nutricional adequada torna-se imprescindível. Fórmulas comerciais infantis têm sido desenvolvidas como substitutos nutricionais para imitarem o leite materno. Actualmente, estudos clínicos demonstraram que o leite de burra poderia substituir a amamentação de recém-nascidos afectados por graves alergias mediadas pela imunoglobulina E (IgE) do leite de vaca, cuja composição é muito semelhante ao leite materno. A alta pressão (AP) é uma tecnologia nãotérmica capaz de fornecer alimentos seguros com características semelhantes aos alimentos não processados, garantindo a inativação microbiana e mantendo as propriedades nutricionais e funcionais. Este trabalho teve como objectivo primordial avaliar e comparar o efeito da pasteurização térmica e da AP (400, 550 e 625 MPa durante 2,5, 10 e 30 min a 8 °C) na qualidade microbiana, na concentração das imunoglobulinas A, M e G (IgA, IgM e IgG), e na actividade da enzima lisozima do leite e colostro de burra. Os resultados microbiológicos revelaram que os valores de log UFC/mL em leite não processado estavam acima dos valores máximos permitidos no 6º dia de armazenamento, enquanto que após tratamento térmico, os valores para os microrganismos totais, Enterobacteriaceae e coliformes foram 4.21, 3.0 e 4.04 log UFC/mL ao dia 30 de armazenamento, respectivamente. Entretanto, no colostro não processado foram apenas detetados microrganismos totais e Enterobacteriaceae, com os valores máximos permitidos nos dias 4 e 7, respectivamente. AP (400 e 550 MPa durante 10 min) inativou todos os microrganismos estudados para valores abaixo dos níveis de quantificação pelo menos até ao dia 30 no leite e 40 no colostro. Relativamente à actividade da lisozima observou-se que no leite mantevese em todos os tratamentos de AP utilizados com tempos de pressurização menores (2.5 e 10 min), enquanto com 30 min se observou um decréscimo entre 30 e 40%. No caso do colostro observou-se uma maior redução a 625 MPa, 10 e 30 min (40%). A pasteurização, por outro lado, resultou em perdas significativas da actividade desta enzima, especialmente no colostro (40%). Em relação ao conteúdo de IgA, tanto no leite como no colostro apenas se observou nas amostras não processadas. A 625 MPa (10 e 30 min) não se detectou IgM no colostro e IgG no leite. Sendo que no colostro, os valores de IgG foram superiores à amostra não processada a 550 (2.5 e 10 min, 208 e 143%) e 625 MPa (10 e 30 min, 412 e 260%). Este trabalho demonstrou que tratamentos de alta pressão na pasteurização do leite e colostro (acima de 550 MPa/10 min) podem garantir a segurança microbiológica e preservar a actividade da lisozima e conteúdo da IgG, sendo uma boa alternativa à pasteurização térmica.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Industrial e Ambiental Submitted by Alexandra Bastos (alexandrabastos@ua.pt) on 2014-09-02T15:20:50Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 1842112 bytes, checksum: f2ac0a3459a63634bbfd25c4d0fa3ff1 (MD5) Made available in DSpace on 2014-09-02T15:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 1842112 bytes, checksum: f2ac0a3459a63634bbfd25c4d0fa3ff1 (MD5) Previous issue date: 2013-12-20

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Molecular Bursaphelenchus xylophilus, o nemátode-da-madeira-do-pinheiro, é o agente causador da doença da murchidão do pinheiro e é considerado uma das mais perigosas pestes para os ecossistemas onde foi introduzido. A biologia e ecologia do nemátode que estão estritamente associadas à indução da doença têm sido extensivamente estudadas. No entanto, as interações desencadeadas entre as plantas e os nemátodes durante o desenvolvimento da doença da murchidão do pinheiro continuam por esclarecer. Para elucidar esta interacção utilizou-se uma abordagem de transcritómica comparativa. O transcritoma de B. xylophilus foi comparado com o de B. mucronatus, um nemátode filogeneticamente próximo e incapaz de induzir murchidão em pinheiros, Adicionalmente, foram comparados entre si, os transcritomas de B. xylophilus machos, fêmeas e JIII, isolados de pinheiro, assim como estes três transcritomas contra o de B. xylophilus crescido em fungo. Diversas estratégias de transcritómica comparativa e diferentes ferramentas bioinformáticas foram integradas, permitindo a identificação de 28 genes cuja expressão relativa foi quantificada entre as amostras em estudo por RT-PCR. Todos os genes analisados apresentam níveis de expressão significativamente diferentes entre as amostras, com prevalência na comparação entre nemátodes crescidos em fungo e planta. As estratégias utilizadas identificaram o metabolismo do homogentisato como diferencialmente ativo entre as amostras. O envolvimento deste composto no combate ao stress oxidativo sugere a sua potencial ação no mecanismo de parasitismo do nemátode. Esta é a primeira evidência da ativação deste mecanismo em B. xylophilus, com especial interesse na sua ativação em planta durante o parasitismo. Genes de fosfatases ácido roxas, catepina L e cistatina 5 apresentaram os maiores níveis de expressão em nemátodes crescidos em planta face a fungo, apresentando sobre-expressões de 200, 110 e 16 vezes superiores, respetivamente. As fosfatases ácido roxas são potencialmente secretadas e podem estar envolvidas na produção de espécies reativas de oxigénio. A catepsina L pode promover uma interação direta entre o nemátode e o pinheiro, sendo um alvo já estudado para controlo de nemátodes parasitas de plantas. A cistatina 5 tem sido associada a um mecanismo de fuga ao sistema de reconhecimento de hospedeiros em nemátodes parasitas. Outros genes foram identificados neste estudo como o da trealase, uma enzima que actua sobre trealose, um polissacarídeo associado à destoxificação oxidativa em nemátodes. Várias proteínas envolvidas no proteossoma celular, nomeadamente na garantia da produção de enzimas funcionais, foram também evidenciadas. A ativação deste processo poderá permitir uma ação mais rápida na resposta do nemátode a estímulos externos como os encontrados dentro do pinheiro. A análise experimental futura dos genes estudados evidenciará processos relevantes na biologia e no parasitismo do nemátode e poderá revelar a potencialidade de utilização de alguns deles no controlo do nemátode. Bursaphelenchus xylophilus, known as the pinewood nematode, is the causative agent of pine wilt disease and is considered one of the most dangerous pests to worldwide ecosystems where it was introduced. Pinewood nematode biology and ecology that are strictly associated to disease induction have been extensively investigated. However, plant-nematode interactions triggered during pine wilt disease development remain unclear. A comparative transcriptomics approach was used to elucidate this interaction. B. xylophilus transcriptome was compared to transcriptome of B. mucronatus, which is a phylogenetically close nematode of B. xylophilus and unable of wilting in pine trees. Additionally, the transcriptomes of B. xylophilus males, females and JIII isolated from pine trees were compared among them and against B. xylophilus grown on fungi. Several strategies of comparative transcriptomics and different bioinformatics tools were integrated allowing the identification of 28 genes. Their relative expression was measured in all samples under study by RT-qPCR. All analyzed genes presented levels of expression significantly different, with special attention on the comparison of nematodes grown in fungi and plant. The strategies used identified homogentisate metabolism as differentially activated between samples. The role of homogentisate in oxidative stress detoxification suggests their potential action in the parasitism mechanism of nematode. This is the first evidence of the activation of homogentisate mechanism in B. xylophilus, including their presence during parasitism. Genes of purple acid phosphatases, cathepsin L and cystatin 5 presented the highest expression levels in nematodes grown on pine comparing to those grown on fungi. Their expression levels were of about 200, 110 and 16 times, respectively. Purple acid phosphatases are probably secreted and are involved in reactive oxygen species production. Cathepsin L may promote a direct interaction between the nematode and pine, being a target already studied for plant parasitic nematodes control. Cystatin 5 has been associated with a host recognition of parasitic nematodes escape mechanism. Other genes were identified in this study, such as trehalase, the enzyme that cleaves trehalose. This polysaccharide is involved in nematode oxidative detoxification. Several proteins involved in the production of cellular proteasome, particularly in ensuring the production of functional enzymes were also evidenced. Activation of this process may allow a faster response to external stimuli such as those occurring inside the pine tree. The future experimental analysis genes identified will elucidate relevant processes in B. xylophilus biology and parasistism. Some of these genes may become useful for nematode control.

Mestrado em Biotecnologia O Oenococcus oeni é uma espécie de bactéria de elevado interesse, nomeadamente enológico, porque é capaz de realizar a fermentação maloláctica (desacidificação do vinho) e reúne as condições essenciais para poder sobreviver às condições adversas do vinho. Por outro lado ao alta-pressão é uma tecnologia com grande potencial para explorar novas e promissoras aplicações na biotecnologia. Neste trabalho pretendeu-se avaliar o efeito de um tratamento de alta-pressão no metabolismo desta bactéria, nomeadamente na descarboxilação do ácido L-málico, no metabolismo de açúcares e no crescimento bacteriano. O tratamento de 50 MPa durante 8 h e 100 MPa durante 0.5 h não resultaram em alterações significativas no metabolismo das bactérias. O tratamento de 100 MPa, durante 8 e 60 h resultaram numa redução da quantidade de ácido L-láctico produzido, propondo-se que também foi produzido ácido D-láctico a partir do ácido L-málico. O tratamento de 300 MPa durante 0.5 h resultou na completa inactivação das bactérias. Assim conclui-se que alta-pressão é uma tecnologia que permite a alteração do metabolismo, nomeadamente a modificação da especificidade da enzima maloláctica, e a inactivação de Oenococcus oeni. The Oenococcus oeni is a bacterial species with high interest, especially winemaking, because it is able to carry out malolactic fermentation (wine desacidification) and has the essentials conditions to be able to survive in the wine harsh conditions. On the other hand the high-pressure is a technology with great potential to explore new and promising applications in biotechnology. In this work the aim was to evaluate the effect of high pressure treatments in the metabolism of the bacteria, especially in the decarboxylation of L-malic acid, in the sugars metabolism and bacterial growth. The treatment of 50 MPa during 8 hours and 100 MPa during 0.5 h did not result in significant alterations in the bacteria metabolism. The treatment at 100 MPa during 8 and 60 h resulted in a reduction of the amount of L-lactic acid produced. It was proposed that was also produced D-lactic acid from L-malic acid. The treatment of 0.5 MPa during 300 h resulted in complete inactivation of bacteria. It is concluded that high pressure is a technology that allows the alteration of the metabolism, particularly change of malolactic enzyme specificity, and inactivation of Oenococcus oeni.

Mestrado em Biotecnologia Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2013-12-12T14:30:16Z No. of bitstreams: 1 7895.pdf: 2755915 bytes, checksum: 36460a01541dd9359bd2fe327396fe58 (MD5) Made available in DSpace on 2013-12-12T14:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 7895.pdf: 2755915 bytes, checksum: 36460a01541dd9359bd2fe327396fe58 (MD5) Previous issue date: 2013-08-19

Mestrado em Biotecnologia A inovação e a capacidade de corresponder às tendências e necessidades do consumidor, são ferramentas essenciais para o sucesso da indústria alimentar. A Frulact é uma empresa que prima pela capacidade de inovar, criando produtos e processos revolucionários. O presente trabalho, desenvolvido nesta empresa, encontra-se integrado no ambito dos projetos Naturalidade e Fruitonly com os quais se pretende o desenvolvimento de preparados de fruta sem introdução de aditivos. Para o efeito, é necessário estudar a funcionalização de compostos naturalmente presentes em matérias-primas, como frutas e legumes, potencializando ao máximo as qualidades que lhes são intrínsecas. O amido é dos aditivos mais utilizados na indústria dos preparados de fruta, quer na sua forma nativa, quer na forma modificada, conferindo-lhes propriedades reológicas muito importantes. Este foi o ingrediente selecionado para o desenvolvimento do presente trabalho. A aplicação de métodos de funcionalização tecnológica em amidos nativos, extraídos das suas fontes botânicas, não representa uma novidade para a indústria. O desafio deste projeto vai mais além e centra-se na manipulação do potencial espessante deste hidrocolóide na matriz de matérias-primas naturais. Isto é, pretende-se manipular a gelatinização do amido nos próprios legumes, frutas ou farinhas, para que estes possam ser integrados em formulações de preparados, conferindo-lhes características reológicas e de textura adequadas. Este projeto representa uma oportunidade de negócio no mercado da indústria alimentar e pretende ir de encontro às tendências do consumidor, cada vez mais centralizadas na naturalidade dos produtos alimentares. Innovation and the ability to satisfy the consumer’s needs and trends are essential tools for the success of the food industry. Frulact is a company that excels in its ability to innovate, to create revolutionary products and processes. This work was conducted in this company and is integrated in two projects called Naturality and Fruitonly, which intend to develop a fruit preparation without the introduction of any additives. For this purpose it was necessary to study the functionalization of compounds that are naturally present in fruit or vegetables, enhancing its intrinsic qualities. Starch is one of the most used additives in the fruit preparations industry, either in their native form or in a modified form, giving them distinct rheological properties. Therefore, starch was the selected target for the development of this work. The functionalization technology applied in native starches, extracted from their botanical sources, is not new to the industry. The goal of this project is the manipulation of the thickener character of this hydrocolloid in the natural raw material matrix. It is intended to manipulate the starch gelatinization in vegetables, fruits or flours so they can be integrated in fruit preparation formulations, giving them the suitable texture and rheological characteristics. This project represents a business opportunity in the food industry market and aims to respond to the consumer trends which are increasingly centered on the naturalness of food products.

Mestrado em Química Introdução: A Anemia de Deficiência de Ferro é um problema crítico à escala mundial. Apesar do ferro ser estudado extensivamente, muito ainda é desconhecido sobre a especiação do ferro não-heme durante a digestão e como isto afecta a sua biodisponibilidade. A ferritina é conhecida como uma proteína de armazenamento de ferro, mas como esta absorve o ferro ainda é um tópico controverso. A presença e a absorção de nanopartículas de ferro formadas naturalmente tem sido objecto recente de estudo. Objectivo: O objectivo deste projecto é o estudo da especiação do ferro durante a digestão de alimentos de origem vegetal, com particular interesse para a absorção de ferro no duodeno, uma vez que é aqui que o ferro é absorvido e onde a especiação do ferro vai determinar a sua biodisponibilidade. Métodos: Um sistema de digestão in vitro foi desenvolvido previamente no MRC-HNR, e neste projecto foi expandido e otimizado. Este sistema foi utilizado para a digestão de batatas e ervilhas. Para estudar a distribuição de fases do ferro foram utilizados diferentes filtros e centrifugações. Para a quantificação do ferro, as amostras foram digeridas em meio ácido com auxílio de microondas antes de análise por ICP-OES. Para uma caracterização mais aprofundada do conteúdo nanoparticulado, foram utilizadas as técnicas de SDS-PAGE e ICP-MS. Resultados e discussão: Foi identificado que no duodeno a maioria do conteúdo de ferro proveniente de batatas e ervilhas apresenta-se em forma nanoparticulada. Posterior caracterização indicou que uma grande parte destas nanopartículas tem entre 2 e 14 nm. O conteúdo de ferro proveninte de FeCl3 manifesta-se como precipitado ao nível do duodeno quando adicionado a batatas, e o conteúdo de ferro da ferritina manifesta-se como nanoparticulado. Conclusão: Um sistema de digestão in vitro foi adaptado e otimizado para o estudo de alimentos de origem vegetal. Os estudos feitos neste sistema indicam que as batatas e as ervilhas são uma boa fonte de ferro biodisponivel e podem ajudar na prevenção de deficiência de ferro. Introduction: Iron Deficiency Anaemia is a critical problem in a worldwide scale. Even though iron has been extensively studied, not much is known of non-haem iron speciation during the digestion and how it affects bioavailability. Ferritin is known to be an iron storage protein, but the bioavailability of its iron content is still a controversial topic. The presence of naturally formed iron nanoparticles during digestion and how they might be absorbed has been hypothesized. Aim: The aim of this project is to study iron speciation of plant-based foods during digestion, with particular interest to the duodenum since it is there that iron is absorbed and the iron speciation at this level will determine its bioavailability. Methods: An in vitro digestion system has been previously developed at the MRC-HNR, and has been expanded and optimized for this project. Potato and peas have been digested. To study iron phases distribution, different filters and centrifugations were utilized on the digests. For the iron content quantification, the samples went through microwave-assisted acid digestion prior to ICP-OES analysis. To further characterise the nanoparticulated portions, SDS-PAGE and ICP-MS and were used. Results and discussion: It has been found that at the duodenal level a majority of the iron content from digested potatoes and peas is present as nanoparticles. Further characterization indicates that a large part of these particles are between the sizes of 2 and 14 nm. When spiked on potatoes, the ferric iron from FeCl3 precipitates, and the iron from ferritin becomes nanoparticulated. Conclusion: An in vitro digestion system was adapted and optimized for the study of plant-based foods. The studies made in this system indicate that both potatoes and peas are a good source of bioavailable iron and thus can help in the prevention of iron deficiency.

Mestrado em Biotecnologia Molecular A espécie de formigas, Crematogaster scutellaris, nidifica na cortiça de sobreiros (Quercus suber L.), escavando galerias extensas que diminuem o valor comercial deste produto. Acredita-se que a degradação da cortiça é efetuada por enzimas digestivas secretadas pelas glândulas da própria formiga, como também por microrganismos simbiontes presentes no seu sistema digestivo intestinal – o microbioma intestinal. Tendo em conta que a cortiça é composta maioritariamente por suberina, o objetivo principal deste trabalho foi a pesquisa de genes do microbioma intestinal que codificam suberinases (cutinases, feruloil esterases e lacases). Para tal, estabeleceu-se uma estratégia de amplificação dos genes das enzimas alvo e respetiva sequenciação e anotação funcional. Na primeira fase efetuou-se o estudo da composição taxonómica do microbioma intestinal. O DNA total da comunidade microbiana presente no intestino e estômago das formigas (metagenoma) foi extraído e as sequências correspondentes aos genes do rRNA 16S amplificadas por PCR e pirosequenciadas. Da comunidade bacteriana destaca-se a predominância do filo Proteobacteria com 68,0% do número total de sequências, seguindo-se os filos Bacteroidetes (17,2%), Firmicutes (7,0%), Acidobacteria (4,6%) e Actinobacteria (3,2%). Os taxa identificados foram pesquisados na literatura para a presença de genes de cutinases, feruloil esterases e lacases. Numa segunda fase, recorrendo a bases de dados e ferramentas bioinformáticas, procedeu-se ao desenho de primers “consenso” para zonas conservadas de cutinases, feruloil esterases e lacases e as enzimas alvo foram amplificadas a partir do DNA do microbioma intestinal. As enzimas foram posteriormente pirosequenciadas para identificação e anotação funcional. A estratégia funcionou bem para as lacases, no entanto não foi possível identificar sequências para as restantes enzimas alvo (cutinases e feruloil esterases). A anotação funcional das sequências obtidas identificou 4 lacases bacterianas pertencentes à família multi-cobre oxidase, sendo 3 anotadas como proteína A de resistência ao cobre e uma como precursor da oxidase CueO. Os genes apresentaram elevada homologia com lacases dos géneros Rhodococcus, Serratia e Tetrasphaera, sugerindo que se trate de novas enzimas com capacidade de oxidação de compostos fenólicos presentes na lenhina da cortiça. Apesar dos resultados animadores, são necessários estudos subsequentes para desvendar a totalidade dos genes codificantes de lacases, e comprovar a sua especificidade e actividade enzimáticas em vários substratos fenólicos. The ant species, Crematogaster scutellaris, nests in the bark of cork oak (Quercus suber L.), digging extensive galleries that decrease the commercial value of this product. It is believed that cork degradation is carried out by digestive enzymes secreted from the glands of the host (ant), as well as by symbiotic microorganisms present in their intestinal digestive system – the gut microbiome. Given that cork is composed mostly by suberin, the main objective of this work was the targeted-gene search in the gut microbiome for encoded suberinases (cutinases, feruloyl esterases and laccases). To do so, a strategy for enzyme gene amplification and respective sequencing and functional characterization was established. First, a study of the taxonomic composition of the gut microbiome was carried out. The total DNA of the microbial community present in the intestine and stomach of ants (metagenome) was extracted and the sequences corresponding to the 16S rRNA genes amplified by PCR and pyrosequenced. In the bacterial community stands out the predominance of the phylum Proteobacteria with 68,0% of the total number of sequences, followed by the phyla Bacteroidetes (17,2%), Firmicutes (7,0%), Acidobacteria (4,6%) and Actinobacteria (3,2%). The taxa identified were surveyed in literature for the presence of the target genes. In a second stage, consense primers for conserved regions of cutinases, feruloyl esterases and laccases were built based on database information and bioinformatics tools and the targeted enzymes amplified from the DNA of the intestinal microbiome. The enzymes were subsequently pyrosequenced for identification and functional annotation. The strategy established was successful for laccases, however it was not possible to identify sequences for the other targeted enzymes (cutinases and feruloyl esterases). Functional annotation of sequences identified four bacterial laccase sequences belonging to the multi-copper oxidase family, three of them annotated as "copper resistance protein A" and one as "blue copper oxidase CueO precursor." The sequences had high similarity with those of the genus Rhodococcus, Serratia and Tetrasphaera, and appear to be new enzymes capable of oxidizing phenolic compounds present in the lignin of cork. Inspite of the encouraging results, further studies are needed to unravel the complete genes that encode laccases and verify its enzymatic activity and specificity in a broad range of phenolic compounds.

Mestrado em Bioquímica Ao longo do tempo têm surgido alguns estudos que sugerem que o silício terá importância biológica, e que, sendo assim, se deveria ter em conta a quantidade que é ingerida e absorvida, a nível dietético. A única forma de silicato passível de ser absorvida no intestino é a forma monomérica, designada ácido ortosilícico, o qual existe apenas em certos fluídos, tais como, água mineral e cerveja. Assim, e apesar de ainda não existir um valor estabelecido para o consumo diário de silício, é de esperar que muitas pessoas estejam em défice, o que abriu o mercado para os suplementos dietéticos de silicato. Porém, muitos dos suplementos disponíveis têm certas lacunas, tais como, biodisponibilidade diminuta, ou concentrações de silício reduzidas. O objectivo deste trabalho focou-se no desenvolvimento de um novo suplemento dietético de silício, através da síntese de nanopartículas, que apresentasse elevada biodisponibilidade, e que, de preferência, pudesse ser produzido no formato de cápsulas. As nanopartículas foram sintetizadas a partir de uma solução de silicato, através de uma mudança rápida de pH, e tentou-se prevenir a polimerização através de ligandos de superfície. As suspensões foram caracterizadas através de DLS, Zeta, ICP-OES, e ATR-FTIR. A biodisponibilidade foi testada através de dois ensaios de dissolução distintos. Os estabilizadores que apresentaram resultados mais promissores foram a sacarose e o PEG, e observou-se que a adição, na suspensão com sacarose, de etanol, aumentava ainda mais a estabilidade. Quando comparados, no que toca a biodisponibilidade, com Biosil, quase todos os materiais sintetizados apresentaram melhores resultados. No geral, e tendo em conta todos os resultados, o PEG foi o composto que teve melhor performance como estabilizador, no entanto, ainda ficou aquém do período ideal de estabilidade para um suplemento. Over the years there have been some studies that suggest that silicon might have a biological role, and, therefore, that it should be taken into account how much of it is ingested, and absorbed, in our diet. The only form of silicate that is absorbed, in the intestinal lumen, is the orthosilicic acid, which only exists in certain fluids, like mineral water, and beer. Thus, and although there is still not an established value for a daily silicon intake, a lot of people do not get that much silicon from their diets, which opened the market space for silicate supplements. Some of those, however, have issues like low bioavailability, or low silicon concentration in the supplement itself. The aim of this work was to develop a new silicon supplement, in the nanoparticulate range, with high bioavailability, that would, ideally, be manufactured in a liquid-filled capsule. The silicate nanoparticles were synthesised from a soluble silicate suspension, through a pH driven process, and size was stabilised through the use of surface ligands. The suspensions were characterized using DLS, Zeta, ICP-OES, and ATR-FTIR. Bioavailability was assessed through two distinct dissolution assays. The stabilizers that delivered the most promising results were sucrose and PEG, and further addition of ethanol, to the sucrose stabilised suspension, improved the stability even further. When compared, in terms of bioavailability to Biosil, most of the synthesised materials performed better. Overall, and taking into account all the results, PEG was the compound that best performed as stabilizer, however, it is still far from the ideal stability time for the manufacturing of a supplement.

Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O presente trabalho teve como principais objetivos a validação da pasteurização e do abatimento de temperatura, assim como a criação de registos de controlo de qualidade, formalizados durante a confeção e o empratamento, no âmbito da certificação da Centralrest, Lda., pelo Codex Alimentarius. A crescente preocupação em torno da segurança e qualidade alimentar leva a que haja uma maior preocupação por parte das empresas em obterem certificados que deem a garantia aos seus consumidores que a produção ocorre de forma correta. Os vários registos e controlos, durante o empratamento, permitiram concluir que este é feito sem que sejam atingidas temperaturas de risco. Durante o estágio curricular foi possível verificar que o processamento térmico através da pasteurização é o adequado, porque as temperaturas e os tempos necessários para haver a destruição dos microrganismos patogénicos foram alcançados. O abatimento de temperatura é seguro para as refeições prontas congeladas e pasteurizadas (utilizando-se o equipamento Tecnomak), porque as temperaturas necessárias foram atingidas e nos tempos recomendados. Outro objetivo deste trabalho, foi diminuir a oxidação lipídica de carne utilizada para confecionar francesinhas e de banha de porco, através do uso de um antioxidante de fonte natural (extrato de alecrim – E 392). Pretendeu-se, desse modo, diminuir a taxa de oxidação lipídica, ao longo do tempo de prateleira de uma francesinha de carne bovina. Pretendeu-se também aumentar o tempo de prateleira de uma banha de porco. Para se perceber se ocorreu uma diminuição da oxidação lipídica nos dois produtos alimentares, com a adição do extrato de alecrim, realizou-se o teste TBARS de forma a analisar-se a quantidade de malonaldeído formado durante três meses em amostras com e sem antioxidante. Os resultados não foram conclusivos, contudo existiram indícios de que o antioxidante diminuiu a oxidação lipídica na carne de francesinha e na banha de porco. Será necessário realizar mais estudos, para se obterem as devidas conclusões. The present work had as main objectives the validation of pasteurization and the chilling, as well as the creation of records of quality control formalized in the confection and packaging of pre-cooked meals at Centralrest Lda. certification, by Codex Alimentarius. The growing concern surrounding food safety and quality, leads to a bigger concern by companies to obtain certificates that give assurance to their customers that production occurs correctly. The various registrations and controls during packaging, led to the conclusion that this is done without being reached temperatures of risk. During the traineeship, it was discovered that the thermal processing through pasteurization is appropriate because the temperatures and times required for the destruction of pathogenic microorganisms were achieved. The reduction of temperature is safe for frozen and pasteurized (using Tecnomak equipment) ready meals because the temperatures and recommended times required were met. Another objective was to reduce lipid oxidation of a steak and pork lard, through the use of an antioxidant (rosemary extract - E 392) from a natural source. The purpose was to reduce the lipid oxidation rate over the shelf life of a beef and improve the shelf life of a lard. To understand if there was a decrease in lipid oxidation in both food products with the addition of rosemary extract, it was done the TBARS test in order to assess the amount of malondialdehyde formed during three months storage in samples with and without antioxidant. The results were inconclusive. However there were evidences that the antioxidant reduces lipid oxidation in meat of francesinha and lard. Further studies will be necessary to obtain relevant conclusions.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Neste relatório são apresentados os resultados obtidos no estágio que decorreu entre 19/09/2012 e 17/05/2013 na empresa UNICER, Bebidas S.A.. Foram avaliados os efeitos do perfil de aminoácidos na performance fermentativa de 5 mostos produzidos com recurso a sub-lotes de malte industriais de atributos conhecidos. As características de cada um destes sub-lotes de matérias-primas foram correlacionadas, tendo sido identificadas relações estatisticamente significativas entre as características das matérias-primas e do mosto obtido posteriormente. A ocorrência de variações de performance fermentativa entre os mostos com diferentes concentrações de FAN (mg/L) e diferentes perfis de aminoácidos foi analisada e discutida. Verificaram-se valores de atenuação real (%) entre 66,44% e 69,37%, sendo evidente que nenhuma das fermentações terminou prematuramente. Destacou-se a existência de uma relação linear positiva entre a presença de glutamato e aspartato e a produção de etanol. Concluiu-se que a variação de performance fermentativa não é independente do perfil de aminoácidos, estabelecendo-se uma relação entre a presença das classes de aminoácidos no mosto e a performance fermentativa. Com base na literatura existente foram propostos mecanismos para descrever os resultados verificados na fase experimental. Por fim foram discutidas as vantagens de estudos posteriores para a elaboração de critérios de seleção baseados na presença de aminoácidos. Num projeto paralelo, duas instalações de produção foram comparadas, de modo a compreender e registar a influência que diferentes escalas possuem na performance fermentativa. Esta comparação abordou as etapas de produção de mosto, fermentação e filtração. Verificou-se que o mosto obtido à escala industrial apresentou os melhores resultados de performance fermentativa. A produção de mosto otimizada para a instalação piloto obtém resultados em linha com o melhor mosto do teste. A análise de filtrações permitiu concluir que existe uma perda acrescida de características do líquido na filtração à escala piloto, sugerindo-se alterações para melhoria do processo na instalação piloto. In this report are presented the results attained in the internship that took place between 19/09/2012 and 17/05/2013 in the facilities of UNICER, Bebidas S.A.. The effects of the amino acid profile in the fermentation performance of 5 worts produced from the constituent lots of industrial malts, whose properties are known, were assessed. The properties of each malt were correlated, and statistically significant relationships between the raw materials and the produced wort were identified. The variations in fermentative performance, between worts with different FAN (mg/L) concentrations and different amino acid profiles, were analyzed and discussed. The values of real degree of fermentation (%) were between 66,44% and 69,37%, therefore there was no evidence of stuck fermentations. A positive linear relationship between ethanol production and the concentration of glutamate and aspartate was verified. It was concluded that the variations in fermentative performance are not independent of amino acid concentration, and a relationship between the presence of the groups of amino acid and fermentative performance was established. Based on the existing scientific literature, mechanisms were proposed in order to describe the experimental results. The advantages of further studies, to define new raw material selection criteria based on amino acid content, were discussed. In a parallel project, two production facilities, one industrial and one pilot, were compared in order to understand and pinpoint the influence that different scales exert on the fermentative performance. The processes of wort production, fermentation and filtration were reviewed. It was verified that the industrial wort achieved the best fermentation performance results. The optimized production of wort in the pilot plant allows results of fermentative performance in line with the best wort of the test. The analysis of the filtrations in different plants showed that there is a higher loss of the characteristics of the fermentation product in the pilot plant than on the industrial plant. Several adjustments were suggested in order to improve the pilot plant process.

Mestrado em Biotecnologia A segurança e a qualidade alimentar são dois fatores fulcrais para o sucesso de qualquer empresa de produtos alimentares sendo que, para garantir o seu cumprimento, existem normas legalmente impostas em cada país. No entanto, para empresas que ambicionem ir além-fronteiras existem normas internacionais como a International Featured Standards Food (IFS Food), que permitem a avaliação dos sistemas de segurança e qualidade alimentar dos produtos de acordo com uma abordagem mais uniformizada. Entre os requisitos destas normas encontra-se a necessidade de validação de todos os processos de produção tanto para garantir a segurança e qualidade do produto como para introduzir, quando necessário, melhorias no seu processo. Entre a gama dos produtos apresentados pela FABRIDOCE, os escolhidos para validação foram os Ovos Moles IGP, o Pão de Ló de Ovar e os Fios de Ovos, devido ao facto de serem os produtos produzidos em maior escala pela empresa. Para tal, foi então estudado os processo de produção dos Ovos Moles de Aveiro IGP e dos Fios de Ovos, o processo de arrefecimento do Pão de Ló de Ovar e da massa de Ovos Moles de Aveiro IGP e ainda o binómio tempo-temperatura no embalamento dos Fios de Ovos. Nestes estudos foi possível verificar se os valores recolhidos se encontravam de acordo com o que era teoricamente esperado e introduzir melhorias em quase todos os processos. Ao longo do estágio foram ainda desenvolvidos dois estudos: num deles estudou-se uma nova forma de embalamento de Ovos Moles de Aveiro IGP, e no outro foi estudado o potencial de uma nova embalagem para os Fios de Ovos. Assim sendo, relativamente ao estudo da nova embalagem dos Fios de Ovos foi estudada a possibilidade da substituição da embalagem de polipropileno (PP), atualmente usada pela empresa, por uma embalagem de polietileno tereftalato amorfo (APET), que apresenta uma permeabilidade inferior aos gases. Foi realizada a comparação entre as duas embalagens usando como termo de comparação alguns parâmetros microbiológicos e a percentagem de O2 no seu interior. No estudo da percentagem de O2, este revelou que a nova embalagem apresentava efetivamente valores inferiores à da embalagem correntemente usada. No entanto, no estudo dos parâmetros microbiológicos observou-se que, na grande maioria dos ensaios, a nova cuvete revelava valores superiores comparativamente à embalagem atual. Já relativamente ao estudo da nova forma de embalamento dos Ovos Moles de Aveiro IGP, foi analisado o efeito do uso dos humidpacks de 72%, 75% e 84%, tecnologia patenteada pela Boveda®, a fim de evitar o amolecimento da hóstia que ocorre devido à humidade libertada pela massa de Ovos Moles. Neste estudo foi possível observar-se que é possível manter as caraterísticas do produto, não submetido a secagem, até 2 semanas após findo o prazo de validade quando este era embalado nas condições de ausência de atmosfera modificada e uso simultâneo do humidpack de 72%. No caso dos Ovos Moles de Aveiro IGP que eram sujeitos a 1 dia de secagem, foi possível obter um produto consumível com uma hóstia aceitável até 3 semanas após o fim do prazo de validade quando embalado em atmosfera modificada conjuntamente com o uso de um humidpack de 75%. Estes estudos vieram assim abrir portas para uma forma diferente de embalamento, usando uma tecnologia que se revelou ser bastante promissora ao possibilitar o prolongamento do prazo de validade dos Ovos Moles de Aveiro IGP. Food safety and quality are two key factors for the success of any food products’ company and, in order to ensure that these parameters are met, there are norms and regulations required by law in each country. However, for companies that aspire to expand beyond borders, there are international regulations such as the International Featured Standards’ Food (IFS Food) which allow the evaluation of food quality and safety systems using a more standardized approach. Among all of the IFS requirements, one is the need of validating all the production processes not only to ensure the safety and quality of the product, but also to improve the process, whenever necessary. Among the assortment of products available in the company, the Ovos Moles de Aveiro IGP, the Ovar Sponge Cake (Pão de ló de Ovar) and the Sugar strings of Egg Yolk (Fios de Ovos) were the ones chosen for validation process studies, because these are the most produced products in the company. Therefore, it was studied the production process of Ovos Moles de Aveiro IGP and Sugar Strings of Egg Yolk, the cooling process of the Ovar Sponge Cake and of the filling of Ovos Moles de Aveiro IGP, and, finally, it was studied the time-temperature binomial of the packaging process of Sugar strands of Egg Yolk. In these studies, the experimental values were checked against the theoretical values and it was possible to introduce improvements in nearly all the production processes. Over the course of the internship, two additional studies were carried out: one of them consisted in studying a new way of packaging Ovos Moles de Aveiro IGP and the other study was related to the possibility of using a new package for the Sugar Strings of Egg Yolk. Thus, concerning the package of Sugar Strings of Egg Yolk, it was studied the possibility of replacing the packaging of polypropylene (PP), currently used by the company, for a package of amorphous polyethylene terephthalate (APET), which has a lower permeability to gases. The two packages were compared using as terms for comparison some microbiological parameters and percentage of O2 inside the packages. The results of the percentage of O2 revealed that this new packaging indeed presented lower values when compared to the package commonly used. However, the study of the microbiological parameters showed that, in the vast majority of the tests, the results for the new cuvette higher than those for the cuvette currently used. Last but not least, in the study of the new packaging technique of Ovos Moles de Aveiro IGP, we analyzed the effect of the use of humidpacks of 72%, 75% and 84% relative humidity, (technology patented by Boveda ®). The use of this humidpacks aimed to avoid the softening of the wafer that occurs when the dough of Ovos Moles de Aveiro IGP releases steam. In this study, we observed that it is possible to maintain the characteristics of the non-previsously-dried product up to 2 weeks after the shelf life expired when the product was packaged with humidpack 72% and in non-modified atmosphere. Regarding the Ovos Moles de Aveiro IGP that went through one day of drying, it was possible to obtain an edible product up to 3 weeks after the shelf life had expired when the product was packaged with a humidpack of 75% relative humidity and in a modified atmosphere.These studies have thus opened doors towards a different way of packaging, using a technology that has proved to be very promising in enabling the extension of the shelf life of Ovos Moles de Aveiro IGP.

Mestrado em Biologia Aplicada - Microbiologia Clínica e Ambiental O processamento por altas pressões possibilita a inativação de microrganismos a temperaturas sub-letais garantindo a preservação das propriedades organoléticas dos alimentos. No entanto, é necessário que sejam determinadas e estabelecidas as condições ótimas para uma inativação eficiente, nomeadamente no que respeita ao valor de pressão a ser aplicado, tempo de pressurização e temperatura. A taxa de pressurização pode ser também uma condicionante da eficiência de inativação. O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar o efeito de diferentes taxas de pressurização na inativação de Listeria innocua. Para isso, culturas em fase estacionária em Tryptic Soy Broth (TSB) foram sujeitas a diferentes taxas de pressurização até uma pressão de 300 MPa ou 400 MPa, aplicada durante 1 e 5 minutos, à temperatura ambiente. Adicionalmente foi também avaliada a recuperação das culturas microbianas após tratamentos com alta pressão (400 MPa e 500 MPa), quando armazenadas a temperatura de refrigeração (4 °C) e temperatura ambiente (25 °C) durante 1, 5 e 10 dias. A concentração de sobreviventes foi avaliada por contagem de colónias após sementeira por incorporação em meio Tryptic Soy Agar (TSA) das diluições convenientes. O fator de inativação foi calculado como Log10 (N0/Ni). Os resultados mostram que existem diferenças no fator de inativação obtido com diferentes taxas de pressurização/despressurização, para tratamentos a 300 MPa durante 5 minutos. A inativação revelou-se significativamente mais eficiente com as taxas de pressurização e despressurização baixas (1,5 MPa s-1 e 3,2 MPa s-1, respetivamente). Não houveram diferenças significativas no fator de inativação obtido nas restantes condições testadas – 300 MPa durante 1 minuto e, 400 MPa durante 1 e 5 minutos. Os resultados referentes à recuperação da viabilidade das células após tratamento sub-letal a 400 MPa e tratamento letal a 500 MPa mostram recuperação completa da concentração inicial de células viáveis quando a cultura é armazenada a 25 °C. Nas culturas mantidas a 4 °C, após tratamento sub-letal o teor de células viáveis permanece estável, não havendo indícios de recuperação nem inativação tardia, pós-tratamento. Os resultados permitem concluir que para além do valor de pressão e do tempo de pressurização, a taxa de pressurização é um parâmetro relevante na eficiência de inativação de Listeria innocua e que o fator de inativação permanece estável até 10 dias de conservação a 4 °C. High pressure processing (HPP) enables the inactivation of microorganisms to sublethal temperatures ensuring the preservation of the organoleptic properties of food. However, must be determined and established the optimum conditions for an efficient inactivation, namely as regards the pressure value to be applied, holding time, and temperature. The pressurization rate can also be a condition of efficiency of inactivation. The present study had as main objective to evaluate the effect of different rates of pressurization in the inactivation of Listeria innocua. For that, cultures in stationary phase of growth in Tryptic Soy Broth (TSB) were subject to different pressurization rates up to a pressure of 300 MPa or 400 MPa, applied during 1 and 5 minutes, at room temperature. Additionally it was also evaluated the recovery of microbial cultures after treatments with high pressure (400 MPa and 500 MPa), when stored at chill temperature (4 °C) and room temperature (25 °C) for 1, 5 and 10 days. The concentration of survivors was evaluated by counting colonies after pour-plated in Tryptic Soy Agar (TSA) of convenient dilutions. The inactivation factor was calculated as Log10 (N0/Ni). The results show that there are differences in the inactivation factor obtained with different pressurization/depressurization rates, to treatments at 300 MPa during 5 minutes. The inactivation has proven to be significantly more efficient with the low pressurization and depressurization rates (1.5 MPa s-1 and 3.2 MPa s-1, respectively). There were no significant differences in the inactivation factor achieved in other conditions tested – 300 MPa during 1 minute, and 400 MPa during 1 and 5 minutes. The results concerning the recovery of cell viability after sublethal treatment at 400 MPa and lethal treatment at 500 MPa show full recovery of initial concentration of viable cells when the culture is stored at 25 °C. In cultures maintained at 4 °C, after sublethal treatment, the content of viable cells remains stable, with no evidence of recovery neither late inactivation, post-treatment. The results allow concluding that beyond the pressure value and holding time, the pressurization rate is a relevant parameter in the efficiency of inactivation of Listeria innocua and that the inactivation factor remains stable until 10 days of storage at 4 °C.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Molecular The involvement of Si in cardiovascular diseases has been suggested by several authors. However, only a small number of studies have investigated the Si content of human aortic tissue. The aim of this study was to investigate age- and gender-related changes in silicon levels of the human aorta. Moreover, associations were sought between silicon and structural components, e.g. elastin of the aortic wall, as to enlighten possible associations between silicon and aortic health. Forty thoracic aortas, obtained post-mortem from female and male subjects between 45 and 83 years old, were analysed for Si content and other elements (Al, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, Mg, Na and P) by ICP-OES. Elastin was quantified using a colorimetric dye-binding method Fastin™ Elastin assay. Silicon levels in the aorta samples did not vary significantly with age or gender. Relevant correlations with the Si concentration in the aorta were observed for (1) Cu in the female samples with a significant positive correlation, and (2) a negative correlation with P levels, although this was not significant. Analysis of the elastin concentration in the aorta samples revealed no gender- or age-related changes, although a trend for a decrease in older subjects (< 66 years) was observed. Elastin levels did not correlate with the Si concentrations in the aorta samples, but a negative correlation was observed with Cu in samples from female donors and with K (male and female). Additionally, Si levels in the aorta were also similar to levels analysed in skin biopsy samples (male and female: n = 47, age range = 19 – 72), where a trend for increasing Si levels with ageing was observed in female subjects. Results from the present study could be used to support the suggestion that silicon affects factors that are involved in progression of aortic stiffness, including the utilization of copper, essential in preventing oxidative damage to adult elastin fibres, and decreasing the adsorption of phosphorus to the matrix proteins and thereby prevent the calcification of the aortic wall. O envolvimento do silício em doenças cardiovasculares, particularmente aterosclerose, foi sugerido por vários autores. No entanto, apenas um número reduzido de estudos investigaram a concentração de Si em aortas humanas. Este estudo teve como objectivo investigar alterações no conteúdo de Si e elastina com a idade e sexo em amostras de aortas humanas. Foram também investigadas correlações entre as concentrações de silício e elastina. Silício e outros elementos (Al, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, Mg, Na e P) foram quantificados, através de ICP-OES, em 40 aortas torácicas, obtidas post-mortem de indivíduos de sexo masculino e feminino com idades compreendidas entre os 54 e 83 anos. O conteúdo de elastina destas amostras foi determinado através do método colorimétrico Fastin™ Elastin assay. Não foram observadas correlações significativas entre a concentração de Si nas amostras de aorta com a idade ou sexo dos indivíduos. Correlações entre a concentração de Si e outros elementos foram também investigadas e, para além de uma correlação positiva e significativa, observada entre Si e Cu em amostras provenientes de indivíduos do sexo feminino, foi também identificada uma correlação negativa entre Si e P, embora não significantiva. A quantificação de elastina nas amostras de aorta não demonstrou alterações significantivas com a idade ou sexo dos pacientes, no entanto foi observado um decréscimo na concentração de elastina em individuos de idade avançada (< 66 anos). Correlações negativas relevantes foram observadas entre a elastina e K, e entre elastina e Cu em amostras de indivíduos do sexo feminino. Não foram identificadas correlações significativas entre a concentração de elastina e Si nas amostras de aorta analisadas. Adicionalmente, a concentração de Si na aorta humana foi semelhante à quantidade determinada em amostras de biópsias da pele humana (indivíduos do sexo feminino e masculino: n = 47, faixa etária = 19 – 72), onde foi observada uma tendência para o aumento da concentração de Si com o envelhecimento em indivíduos do sexo feminino. Os resultados deste estudo poderão ser usados para apoiar a hipótese de que o Si interage com factores que estão envolvidos no envelhecimento vascular e progressivo aumento da rigidez da aorta. Estes incluém a utilização de cobre, essencial na prevenção de danos oxidativos em fibras elásticas maduras (elastina), e também a diminuição da absorção de fósforo em proteínas da matriz extracelular, consequentemente, impedindo a calcificação da parede da aorta.

Mestrado em Biotecnologia Molecular Na sociedade actual, o consumidor procura cada vez mais produtos pouco processados, preferindo produtos frescos ou com características semelhantes, mas ao mesmo tempo que tenha um prazo de validade alargado e que se mantenha estável por um longo período de tempo. Cerveja não pasteurizada é comercializada por todo mundo, especialmente por cervejarias de fabrico artesanal, e é considerada uma cerveja “viva”, por ainda conter leveduras vivas, com benefícios para a saúde como fonte natural de vitaminas, proteínas e com atributos conferidos pela presença de organismos probióticos. A pasteurização elimina certas propriedades benéficas devido à destruição dos organismos vivos e desnaturação de enzimas e, devido às alterações químicas inerentes ao processamento térmico, o sabor e o aroma da cerveja também é alterado, perdendo-se a frescura característica de uma cerveja jovem, podendo o consumidor mais experiente detectar um sabor requentado conferido pelo processo de pasteurização. No caso das grandes indústrias cervejeiras, a pasteurização é utilizada para se atingir um patamar de segurança de estabilidade microbiológica do produto, para que se mantenha a sua estabilidade durante todo o processo de distribuição, nacional e internacional, até ao consumidor final. A cerveja comercializada em grande escala sente imensas variações térmicas e certamente é sujeita a certos períodos de exposição à luz solar. Estes factores são as principais adversidades para as propriedades organolépticas próprias de uma cerveja fresca e de qualidade. Principalmente as variações térmicas têm influência no desenvolvimento microbiológico na cerveja, caso este não tenha sido estabilizado pelo processo de pasteurização. O objectivo do estágio na Unicer foi a avaliação da estabilidade da cerveja e do impacto da redução ou eliminação da pasteurização na bebida. A obtenção de estabilidade microbiológica também foi estudada por métodos alternativos de pasteurização não térmica, nomeadamente por pasteurização a alta pressão (HPP). In modern society, consumers demand for fresh and less processed products, requesting at the same time, products with long shelf-life. Non-pasteurized beer is sold all around the world, particularly in small breweries, and it’s called “live” beer containing living micro-organisms such as yeast. The presence of living beings gives the beer special attributes, being a source of vitamins, proteins and all the benefits to health conferred by probiotic organisms. Pasteurization withdraw some of those attributes due to living organisms destruction and enzyme denaturation and, due to chemical changes which occur during thermal process, taste and flavor of beer also is emended, losing the coolness of a young beer, being the pasteurization flavor detected by experienced consumer. Large scale breweries use pasteurization to obtain a homogenous product, microbiologically stable during all the distribution process, national and international, till the consumer. Large scale commercialized beer experience several thermal variations and it’s certainly exposed to sun light. These factors are the main adversities to maintain the organoleptic properties of a quality fresh beer. Thermal variation is the most influent factor in the development of microorganisms in beer, if this hasn’t been stabilized by pasteurization. The main goal of the work developed in the internship at Unicer was to evaluate the stability of beer and measure the impact caused by the reduction or deletion of pasteurization in this beverage. Obtaining microbiological stability in beer was also studied using alternative nonthermal methods, such like high pressure pasteurization (HPP).

Mestrado em Microbiologia O estudo dos efeitos da pressão começou a despertar interesse na área das ciências biológicas a partir do final do século XIX. Desde então, o uso de alta pressão nas biociências tem sido alvo de crescente interesse e originado inovações notáveis em processos laboratoriais e industriais. O setor alimentar é atualmente um dos campos de maior potencial para a aplicação da tecnologia de alta pressão, pela possibilidade de inativar microrganismos e aumentar a segurança e estabilidade dos alimentos, sem alterar as suas propriedades organoléticas e nutricionais. A necessidade de adequar o protocolo de processamento às características dos organismos alvo tem levado à combinação da pressão com outros fatores físico-químicos que maximizam a eficiência de inativação. O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência da temperatura e do pH do meio na suscetibilidade de Listeria, à inativação por alta pressão, no sentido de criar conhecimento que permita a implementação de protocolos de processamento combinado. Para tal, culturas em fase estacionária foram submetidas a 300 MPa durante 5 minutos. Nos ensaios com variação de temperatura a pressurização foi conduzida a 4, 10 e 20 C. Para o estudo do efeito do pH foram realizados ensaios em ambiente ácido (pH = 4), neutro (pH = 7) e alcalino (pH = 10). Para quantificação da inativação, fizeram-se diluições em série e procedeu-se à sementeira por incorporação das suspensões de células, antes e depois da pressurização, para determinação do teor de células viáveis (UFC mL-1). Pressurizações a baixas temperaturas (4 e 10 C) revelaram ser mais eficientes do que quando efetuadas à temperatura ambiente (20 C) e as células mostraram maior suscetibilidade à inativação, por alta pressão, em meio neutro e ácido do que em meio alcalino. Os resultados permitem concluir que a eficiência de inativação depende não só do valor de pressão aplicado, mas também de outros parâmetros físico-químicos relacionados com o ambiente extracellular durante a pressurização, e evidenciam a necessidade da rigorosa adequação do protocolo de inativação às caracerísticas físico químicas da matriz, no sentido de obter a maior eficiência de inativação dos microrganismos alvo. The study of the biological effects of high pressure began to gain interest in the late nineteenth century. Since then, the use of high pressure in biosciences increased and originated notable innovations in laboratory and industrial processes. Currently, the food sector represents a field of great potential for the application of high pressure technology, due the possibility to inactivate microorganisms and increase food safety and stability while preserving organoleptic and nutritional properties. The need to adapt processing protocols to target microorganisms has led to the combination of pressure with other physical and chemical factors, in order to maximize inactivation efficiency. The purpose of this study was the evaluation of the effects of temperature and pH of the medium on the susceptibility of Listeria to high pressure inactivation, in order to establish that the scientific basis for the design of combined processing protocols. To this end, stationary phase cultures were subjected to 300 MPa, for 5 minutes. Pressurization was conducted at 4, 10 and 20 C and the pH of the medium was manipulated to represent acid (pH 4), neutral (pH = 7) and alkaline (pH = 10) conditions. For determination of viable cells (CFU mL-1), serial dilutions of the cell suspensions were made and pour-plated in solid medium before and after pressurization. Low temperature pressurization (4, 10 C) was more efficient that the process conducted at room temperature (20 C) and cell susceptibility to high pressure was enhanced in neutral and acidic environment, comparatively with alkaline medium. The results confirm that the efficiency of the high pressure inactivation of Listeria depends not only the pressure applied, but also on other physical and chemical parameters related to the extracellular environment during pressurization, such as temperature and pH. As a consequence, a careful design of the processing protocol may significantly improve the efficiency of inactivation of target microorganisms.

Mestrado em Biotecnologia O acréscimo da incidência de obesidade na população em geral, bem como o aumento do preço do açúcar, tem levado diversos produtores, nomeadamente de bebidas adoçadas e de produtos de confeitaria e chocolates, a repensar os seus produtos com elevado teor de açúcar, adaptando a sua abordagem ao mercado. No contexto atual, têm surgido diversos edulcorantes novos, nomeadamente naturais, devido à crescente tendência de optar por este tipo de produtos em detrimento de ingredientes sintéticos. Um destes edulcorantes emergentes na Europa é a estévia, aprovada para utilização desde Novembro de 2011. No presente trabalho, desenvolvido na empresa Imperial – Produtos Alimentares, S.A., pretendeu-se reformular uma fórmula específica de chocolate com 70% de sólidos de cacau sem adição de açúcares, de modo a incorporar estévia. Foram testadas diversas formulações contendo somente estévia e misturas de estévia com vários edulcorantes diferentes, nomeadamente isomalte, eritritol, maltitol e sucralose. Após testes diversificados, compreendendo análises sensoriais com painéis experientes compostos por colaboradores da empresa, chegou-se à conclusão de que a fórmula ideal seria composta pela mistura de estévia com isomalte. Tendo sido realizados testes sensoriais comparativos entre esta fórmula e a atual da empresa, na forma de tablete e de mousse, chegou-se à conclusão de que a preferida pelos provadores mantém-se a atual. Posteriormente, realizou-se um teste de estabilidade acelerado comparativo entre ambas as fórmulas, de modo a testar a influência de diversas condições de temperatura e humidade relativa (H.R.) nas características físicas, químicas, microbiológicas e sensoriais destes chocolates. Pretendeuse, ainda, comparar o comportamento das duas fórmulas para verificar o impacto da alteração das suas ingredientações nas características finais do produto. Verificou-se um impacto extremamente negativo em todos os chocolates submetidos a condições de armazenamento com temperaturas elevadas e H.R. baixas, principalmente nas características sensoriais dos mesmos, tendo-se verificado uma perda mais acentuada das mesmas nos chocolates com a fórmula desenvolvida. Concluiu-se que temperaturas baixas e H.R. elevadas não influenciam as características dos chocolates em estudo durante o período em que decorreu o teste. The increase of the obesity rate in general population, as well as the increase of sugar prices, has taken various producers of products with high sugar content, like juices, confectionery products and chocolates, to rethink their products, adapting their market approach. In the current context, many new sweeteners have emerged, in particular natural sweeteners, due to the growing trend of opting for this type of ingredients instead of synthetic ones. One of these emerging sweeteners is stevia, approved to use in Europe since November 2011. In the present work, developed at the company Imperial – Produtos Alimentares, S.A., it was intended to reformulate a specific formula of a 70% cocoa solids chocolate without added sugar, in order to incorporate stevia. There were tested different formulations only containing stevia or containing various mixtures of stevia and different sweeteners, including isomalt, erythritol, maltitol and sucralose. After diversified sensory analysis tests, comprising panels composed of experienced employees of the company, we came to the conclusion that the ideal formula would be made by mixing stevia with isomalt. After that, it was performed sensory tests comparing this formula and the current one, in bar and mousse form, and we came to the conclusion that the preferred formula remains the current one. Subsequently, it was made an accelerated stability test comparing both formulas, in order to test the influence of different temperature and relative humidity (R.H.) conditions on physical, chemical, microbiological and sensory characteristics of these chocolates. It was also intended to compare the behaviour of the two formulas, to evaluate the impact of changing the formula ingredients. There was an extremely negative impact of high temperature and low R.H. storage conditions in all chocolates, especially on sensory characteristics. There has been a huge loss of these chocolate characteristics, more pronounced in chocolates made with the developed formula. It was concluded that lower temperatures and higher R.H. did not affect the characteristics of the chocolates during the study period.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Este trabalho teve como objetivo o estudo da aplicação da tecnologia de Alta Pressão ao processo de produção do iogurte. Para isso, a fermentação foi realizada sob diferentes condições de pressão, utilizando iogurte natural como inóculo. A monitorização deste processo foi realizada recorrendo à análise de diversos parâmetros físico-químicos (acidez titulável, pH, concentração de açúcares redutores e outros mais específicos, como concentração de D-glucose, ácidos L- e D-láctico, acetaldeído e etanol). Também foi realizada uma análise microbiológica a Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus (bactérias fermentativas do inóculo utilizado) de modo a inferir a sua viabilidade durante as fermentações testadas. Pela análise físico-química, conclui-se que o aumento da pressão influencia negativamente a velocidade fermentativa, sendo que sob 100 MPa o processo fermentativo é completamente inibido. Foi também realizada uma análise cinética, onde foi verificado que a acidez titulável era o parâmetro menos afetado pelo aumento da pressão. Adicionalmente, foram realizadas fermentações à pressão atmosférica com pré-tratamentos variáveis de pressão (50 MPa ou 100 MPa durante 90 ou 180 minutos). Em todos os pré-tratamentos testados não houve fermentação, mas depois, a fermentação começa à pressão atmosférica, sendo que a sua velocidade depende das condições do pré-tratamento utilizado (pressão/tempo). No pré-tratamento de 100 MPa durante 90 minutos houve um aumento considerável da velocidade fermentativa, sendo mais rápida que a fermentação sem pré-tratamento, enquanto que com um pré-tratamento mais longo, a velocidade fermentativa diminui. Pela análise da concentração de D-glucose, verifica-se que quando não há fermentação, há uma maior concentração de D-glucose no meio, o que pode ser explicado pela hidrólise da lactose presente no leite. A concentração dos dois isómeros de ácido láctico está de acordo com os resultados obtidos para a acidez titulável (aumenta com o tempo de fermentação), e adicionalmente verifica-se que no iogurte, o isómero L- está em maior quantidade do que o isómero D-. O acetaldeído está presente numa baixa concentração no iogurte e a sua produção também é inibida com o aumento da pressão, tal como acontece com outros produtos da fermentação. Quanto ao etanol, não foi possível quantificar pelo método utilizado. Com a análise microbiológica realizada verificou-se que o aumento da pressão inibe o crescimento das bactérias fermentativas. Para além disso, verificou-se que S. thermophilus é mais resistente à pressão do que L. bulgaricus e está presente em maiores quantidades no iogurte. The purpose of this work was the study of high pressure technology application on set yogurt’s production process. For that, the fermentation process was performed under different pressure conditions, using set yogurt as inoculum. In order to monitor product formation and substrate consumption over the fermentation time, analyses were performed for several physicochemical parameters (titratable acidity, pH variation, reducing sugars concentration and parameters more specific as D-glucose, L- and D-lactic acids, acetaldehyde and ethanol concentrations). A microbiological analysis to Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus (starter cultures of set yogurt) was also performed in order to evaluate its viability during fermentation under the pressure conditions tested. By analyzing general physicochemical parameters, it was possible to conclude that increasing fermentation pressure influences negatively the fermentation rate and with pressures around 100 MPa, the fermentative process was totally inhibited. Through a kinetic analysis, it was verified that titratable acidity was the parameter lesser affected by increasing fermentation pressure. In addition, fermentation at atmospheric pressure with variable pressure pre-treatments (50 or 100 MPa for 90 or 180 minutes) was performed. In all pre-treatments tested in this work, there was no fermentation during pre-treatment, but at atmospheric pressure the fermentation occurs and its rate depends of pre-treatment conditions (pressure and time). With a pre-treatment of 100 MPa for 90 minutes there has a significant increase of fermentative rate, became faster than fermentation without pre-treatment, but when the pre-treatment time increases, the fermentation rate also increases. With D-glucose concentration analysis, it was verified that when fermentation stops, D-glucose concentration increases, which can be explained by milk’s lactose hydrolysis. Lactic acid isomers concentration are in accordance to titratable acidity results obtained (increasing over fermentation time) and it was verified that L-lactic acid is present in higher amount than D- isomer. Acetaldehyde was present in small amounts in yogurt and its production was inhibited with the increasing pressure, as the others fermentation products analyzed. In what regards to ethanol production, it was not possible to quantify by the analytical method applied. The microbiological analysis indicated that increasing pressure inhibits starters’ growth. S. thermophilus was more resistant to pressure than L. bulgaricus and the former one was present in a higher amount in yogurt.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar O principal objetivo deste trabalho incide na análise do efeito da alta pressão nas bactérias ácido láticas e probióticas, durante o processo fermentativo de produção de iogurte. Nesse sentido, diversas combinações de pressão/tempo foram testadas e vários parâmetros físico-químicos e microbiológicos foram avaliados. De modo a monitorizar a fermentação lática, mediu-se o pH, a acidez titulável e a concentração de açúcares redutores. Para além disso, efetuou-se ainda a quantificação de D-glucose, L- e D-ácido lático, acetaldeído e etanol na amostra. Por fim, os microrganismos relevantes neste produto (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus e Bifidobacterium lactis) foram também quantificados. Numa fase inicial, concluiu-se que os parâmetros de monitorização da fermentação eram claramente afetados pela pressão. Com o aumento da pressão, verificou-se uma menor variação do pH, da acidez titulável e da concentração de açúcares redutores ao longo do tempo, mostrando que a alta pressão reduz a velocidade da fermentação lática, aumentando o tempo de fermentação. A 5 MPa foi ainda possível atingir o pH requerido para que o produto seja classificado como iogurte; por outro lado, a 100 MPa o processo fermentativo não ocorreu. Adicionalmente, algumas amostras foram submetidas a um pré-tratamento sob alta pressão, previamente à fermentação a 0.1 MPa. Os resultados mostram que as bactérias starter não sofreram danos irreversíveis durante o pré-tratamento, uma vez que, posteriormente, estas recuperaram a sua atividade fermentativa. Observou-se que, nas amostras expostas a 100 MPa, a concentração de D-glucose aumentou ao longo do tempo, possivelmente indicando que nestas condições as células expelem D-glucose. Relativamente aos isómeros de ácido lático, verificou-se que, para todas as condições testadas, as amostras apresentavam uma concentração de L-ácido lático superior à do isómero D-. De um modo geral, a concentração de acetaldeído mostrou tendência para aumentar ao longo do tempo de fermentação, atingindo valores de concentração superiores no caso das amostras a 5 MPa. Verificou-se ainda que, quer à pressão atmosférica quer sobre alta pressão, não ocorreu produção significativa de etanol durante a fermentação do iogurte. No que diz respeito à análise microbiológica, concluiuse que a pressão inibiu o crescimento (e causou destruição celular, em alguns casos) dos três microrganismos estudados. Verificou-se que a S. thermophilus corresponde à bactéria com maior resistência à pressão, enquanto a L. bulgaricus é a mais sensível. A B. lactis mostrou capacidade para crescer a 5 MPa, mas sofreu 2 reduções logarítmicas quando exposta a 100 MPa. The main goal of this work corresponds to the analysis of the effect of high pressure in lactic acid and probiotic bacteria, during yogurt production. To that purpose, different combinations of pressure/time were tested and several physicochemical and microbiological parameters were evaluated. To monitor lactic acid fermentation, pH, titratable acidity and concentration of reducing sugars were measured. In addition, the quantification of D-glucose, L- and Dlactic acid, acetaldehyde and ethanol was also performed, to better understand the implications of high pressure in some biochemical and nutritional yogurt properties. At last, it was also important to evaluate some microbiological parameters, in this case the microbial counts of Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus and Bifidobacterium lactis. Firstly, it was observed that the fermentation monitoring parameters were clearly affected by pressure. With the increasing pressure it was observed a lower variation in pH, titratable acidity and reducing sugars concentration over time, indicating that pressure reduces the lactic acid fermentation rate (and increases the fermentation time). At 5 MPa it was still possible to achieve the pH required to obtain yogurt, while at 100 MPa the fermentation process was ceased. Additionally, some samples were subjected to a high pressure pre-treatment (previously to fermentation at atmospheric pressure) and the results showed that the fermentative cells have not suffered severe damage during the pretreatment, since after that, at atmospheric pressure, its metabolic activity was recovered. It was observed that D-glucose concentration increased over time in samples subjected to 100 MPa, showing that cells are expelling D-glucose (formed by lactose hydrolysis, intracellularly) to the extracellular medium. Relatively to lactic acid isomers it was concluded that, to all different tested pressure conditions, the yogurt samples had a higher concentration of L-lactic acid relatively to the D-isomer. Acetaldehyde content tended to increase over the fermentation time in all evaluated samples, but with a higher rate at 5 MPa. Furthermore, it was verified that there was no ethanol production during yogurt fermentation, neither at atmospheric pressure, nor under high pressure. In the case of microbiological analysis, it was concluded that high pressure inhibited the growth (and caused destruction, in some cases) of all three evaluated microorganisms. It was observed that S. thermophilus corresponds to the most pressure resistant, while in contrast L. bulgaricus is the most pressure sensitive bacteria. B. lactis was capable to grow under 5 MPa, but it was observed a 2 logarithmic reduction at 100 MPa.

Mestrado em Tradução Especializada O presente projeto insere-se no Mestrado em Tradução Especializada em Saúde e Ciências da Vida. Este trabalho visa a tradução de quatro protocolos de kits enzimáticos, destinados exclusivamente para a investigação, e de três protocolos experimentais, utilizados nos laboratórios do Departamento de Química, da Universidade de Aveiro. Pretende-se efetuar uma análise crítica à obrigatoriedade ou não de tradução deste género textual, do ponto de vista legal, quer a nível Europeu quer a nível nacional. Mais do que abordar criticamente a legislação referente à tradução de textos de instruções, o projeto visa principalmente descrever e analisar possíveis problemas de tradução, tendo por base o carácter funcionalista da análise textual de Nord e a organização do método tradutivo proposto por Gouadec. Por último, sendo a revisão uma parte importante no processo de tradução, propõe-se a revisão de um protocolo experimental previamente traduzido, com uma abordagem à Norma Europeia de Tradução no que se refere a esta questão e à aplicabilidade desta à prestação de serviços de um tradutor freelance. This project is part of the Master’s Degree in Specialised Translation in the field of Health and Life Sciences. The aim is to translate four enzymatic kit protocols, intended to be used for research purposes only, as well as three experimental protocols, used in laboratorial classes at the Department of Chemistry in the University of Aveiro. A critical analysis can be found on this piece of work regarding the matter of whether or not the translation of this text genre is mandatory, from a legal point of view, considering both European and Portuguese legislation. More than just presenting critical considerations regarding legislation on the translation of instrumental texts, the main aim of this project is to describe and analyse possible translation problems, based on the functionalist nature of Nord’s text analysis and the translation methodology by Gouadec. Last but not least, since revision is an important part of the translation process, an approach is made regarding the revision of an experimental protocol previously translated, taking into account the European Standard for Translation Services and its possible application to services provided by freelance translators.

Mestrado em Biotecnologia O queijo Serra da Estrela é um queijo tradicional Português produzido a partir de leite de ovelha crú, sal e cardo (Cynara cardunculus, L.). Como outros queijos, particularmente os feitos a partir de leite crú, o Queijo Serra tem na sua composição vários microrganismos. Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da Alta-Pressão (AP) no Queijo Serra da Estrela - Denominação de Origem Protegida (DOP), após processamento e durante o armazenamento (100 dias a 5 °C). Queijos com 45 dias de maturação foram tratados com 400, 500 e 600 MPa durante 10, 5 e 3 minutos, respetivamente, a 4 °C. Amostras não pressurizadas foram utilizadas como controlo. Os resultados revelaram que os microrganismos benéficos para a maturação, bactérias lácticas, foram as menos afetadas pela AP, sendo reduzidas no máximo em ~ 0,50 log UFC/g (amostras tratadas a 600 MPa foram as mais afetadas). Os microrganismos totais aeróbios mesófilos foram reduzidos em ~ 1,0 log UFC / g (amostras tratadas a 400 MPa foram as menos afetadas). No entanto, a contagem de Enterobacteriaceae mostrou ≥ 3,5 log reduções, valores que se mantiveram constantes durante o armazenamento; bolores e leveduras apresentaram reduções ≥ 3,6 logo após o processamento. As amostras inoculadas com L. innocua a 8,6 log UFC/g apresentaram reduções ≥ 4,8 log após tratamento a AP, mas passados 14 dias revelaram níveis abaixo do limite de deteção. Foram observadas pequenas alterações nos parâmetros físico-químicos (pH e acidez titulável) entre o controlo e queijo tratado durante o armazenamento. Durante esse período, a oxidação lipídica foi mais intensa no queijo não processado. Os resultados obtidos permitem concluir que AP apresenta um bom potencial para tornar o Queijo Serra livre de microrganismos potencialmente patogénicos, sem alterações significativas nas características do queijo (azoto solúvel em água, atividade e conteúdo de água). Serra da Estrela Cheese is a traditional Portuguese cheese manufactured from raw milk, salt and cardoon (Cynara cardunculus, L.). As other cheeses, particularly those made from raw milk, Serra Cheese has in its composition several microorganisms. This work aimed to study the effect of High Pressure Processing (HPP) on Serra da Estrela Cheese – Denominação de Origem Protegida (DOP) after pressure processing and during storage (100 days at 5 °C). Cheeses with 45 days of ripening were treated at 400, 500 and 600 MPa pressures during 10, 5 and 3 minutes, respectively, at 4 °C. Non-processed samples were used as controls. The results revealed that microorganisms beneficial to cheese maturation (lactic acid bacteria; LAB) were the least affected by HPP, being reduced at maximum by ~ 0.50 Log CFU/g (samples treated at 600 MPa were the most affected). Total aerobic mesophilic microorganisms were reduced by ~ 1.0 Log CFU/g (samples treated at 400 MPa were least affected). However, Enterobacteriaceae counts showed ≥ 3.5 log cycle reductions, remaining unchanged during the storage; yeasts and moulds counts exhibited ≥ 3.6 log cycle reductions after process. Samples inoculated with L. innocua at 8.6 Log CFU/g presented ≥ 4.8 log cycle reductions after HPP, but after 14 days revealed levels below the detection limit. Small changes in physicochemical parameters (pH values and titratable acidity) were observed between control and treated cheese during storage. Throughout this period, lipid oxidation was more intense in non-processed cheese. The results obtained allow concluding that HPP has good potential to render Serra Cheese free of potential pathogenic microorganisms, with no significant changes in cheese characteristics (water soluble nitrogen, water activity and content).

Mestrado em Biotecnologia Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2013-11-27T11:48:28Z No. of bitstreams: 1 7898.pdf: 4648004 bytes, checksum: 47f13a21503f908117ceec38c0480d90 (MD5) Made available in DSpace on 2013-11-27T11:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 7898.pdf: 4648004 bytes, checksum: 47f13a21503f908117ceec38c0480d90 (MD5) Previous issue date: 2013

Doutoramento em Química Esta tese teve como objectivo estudar estratégias de conservação de pescado fresco, recorrendo ao uso de extractos e óleos essenciais de plantas e do processamento por alta pressão (HPP), usando filetes de robalo como um caso de estudo modelo. Relativamente aos extractos e óleos essenciais, avaliaram-se as suas propriedades antibacterianas e antioxidantes. Os extractos aquosos quente de poejo e de orégão e o óleo essencial de cravinho apresentaram a maior actividade antioxidante. Os óleos essenciais foram mais eficientes do que os extractos para inibir o crescimento das estirpes bacterianas testadas, tendo-se observado os menores valores de concentração mínima inibitória nos óleos essenciais de orégão, citronela, alho e orégão Espanhol. De seguida, estudou-se o efeito dos óleos essenciais de orégão Espanhol e de limão na conservação de filetes de robalo fresco tendo em conta critérios microbiológicos, químicos, físicos e sensoriais. A aplicação do óleo essencial de orégão Espanhol aumentou o tempo de vida útil dos filetes sob o ponto de vista bacteriano, mas não em termos sensoriais. A combinação dos óleos essenciais de orégão Espanhol e de limão melhorou o efeito antioxidante e reduziu a intensidade do odor e a sua eficácia em relação às Enterobacteriaceae, comparando com o tratamento com óleo essencial de orégão Espanhol per se. No sentido de reduzir o odor conferido pelos óleos essenciais realizou-se um estudo de conservação para avaliar o efeito de películas com óleos essenciais (citronela, alho e tomilho) em filetes de robalo, recorrendo a uma teste de desafio bacteriano. As películas sem óleos essenciais aumentaram o tempo de vida útil sob o ponto de vista bacteriano, mas este efeito não foi observado com a incorporação dos óleos essenciais nas películas. Em relação ao HPP, testaram-se diversas condições (nível de pressão, tempo de pressurização e taxa de pressurização) e avaliaram-se os efeitos na actividade enzimática, na qualidade global e na conservação de filetes de robalo fresco. Em geral, o aumento do nível de pressão e do tempo de pressurização diminuiu a actividade da fosfatase ácida e das enzimas proteolíticas, a carga bacteriana e a capacidade de retenção de água, enquanto que os filetes ficaram mais brancos. O HPP revelou potencial para o desenvolvimento de novos produtos: mais brancos, não translúcidos, mais firmes e com maior tempo de frescura e estabilidade microbiológica. Em conclusão, os óleos essenciais e o HPP têm potencial para conservar pescado fresco, devido aos seus efeitos na qualidade bacteriana. Ainda assim, mais esforços devem ser feitos no sentido de reduzir a transferência de odor dos óleos essenciais para o pescado e os efeitos do HPP no aspecto do pescado e na oxidação lipídica. This thesis aimed to study extracts and essential oils from plants and high pressure processing (HPP) to preserve fresh fish, using sea bass fillets as a case study model. Considering extracts and essential oils, their antibacterial and antioxidant properties were evaluated. The hot water extracts of European pennyroyal and oregano and the essential oil of clove showed the highest antioxidant activities. The essential oils were more efficient than the extracts to inhibit the growth of the bacterial strains tested, being oregano, citronella, garlic, and Spanish oregano essential oils those with the lowest values of minimum inhibitory concentration. Then, the effect of essential oils (Spanish oregano and lemon) in the preservation of fresh sea bass fillets was studied taking into account microbiological, chemical, physical, and sensory criteria. The application of Spanish oregano essential oil increased the microbiological shelf life of sea bass fillets, but not the sensory shelf life. The combination of Spanish oregano and lemon essential oils enhanced the antioxidant effect and reduced the odour intensity and its efficacy against Enterobacteriaceae, compared to the treatment with Spanish oregano essential oil per se. To reduce the essential oils odours imparted to fillets, a preservation study was carried out to evaluate the effect of films with essential oils (citronella, garlic, and thyme) in sea bass fillets, using a microbiological challenge test. Films without essential oils increased the shelf life of sea bass fillets taking into account microbiological criteria, but the incorporation of essential oils in films did not. Regarding HPP, several conditions (pressure level, pressure holding time, and pressurization rate) were tested and its effects were evaluated in the activity of enzymes, in the overall quality, and in the preservation of fresh sea bass fillets. In general, the increase in pressure level and holding time decreased the activities of acid phosphatase and proteolytic enzymes, bacterial load, and water holding capacity, while fillets became whiter. HPP showed potential to create new products: whiter, not translucent, firmer, and with increased freshness period and microbiological stability. In conclusion, essential oils and HPP showed potential to preserve fresh fish, due to their effects in microbiological quality. Still, more efforts should be done to reduce the essential oils odour imparted to fish and the effects of HPP in fish appearance and lipid oxidation.

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Alimentar Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2013-12-02T09:47:04Z No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 1852800 bytes, checksum: 66074b2fb8d03abc5b7ddf21f42414b9 (MD5) Made available in DSpace on 2013-12-02T09:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 1852800 bytes, checksum: 66074b2fb8d03abc5b7ddf21f42414b9 (MD5) Previous issue date: 2013

Mestrado em Biotecnologia A doença renal poliquística autossómica dominante (ADPKD) é uma doença hereditária e monogénica comum que resulta no desenvolvimento de quistos renais que aumentam em tamanho e em número com o avanço da idade, muitas vezes conduzindo ao aparecimento da doença renal terminal. Cerca de 85% dos casos identificados são causados por mutações no gene PKD1, um gene complexo de elevadas dimensões (~ 47kb). Atualmente, a sequenciação completa do gene PKD1 permite, com elevada sensibilidade, detetar variantes alélicas e pode ser utilizada em determinadas situações clínicas para as quais as técnicas radiológicas não permitem obter um diagnóstico clínico definitivo. No entanto, o rastreio de mutações é muitas vezes inconclusivo devido à presença de várias cópias homólogas a este gene localizadas no cromossoma 16, e à elevada heterogeneidade alélica do PKD1. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um teste genético de diagnóstico para a ADPKD através da sequenciação da zona codificante e limites intrão/exão do gene PKD1, utilizando a tecnologia de Sanger e otimizado para amostras de sangue armazenadas em cartões FTA™. Procedeu-se à otimização da amplificação e sequenciação, das regiões de interesse, utilizando a tecnologia de BigDye™ Terminator V3.1 e o protocolo desenvolvido mostrou ser uma metodologia reprodutível. Mutações patogénicas foram rastreadas em amostras de dois indivíduos, não relacionados, com ADPKD. Num dos pacientes a análise revelou a presença de uma mutação causadora de um codão stop prematuro no exão 15, no segundo paciente foi detetada uma deleção de 19pb no intrão 31, originando uma alteração na frame de leitura e causando a terminação prematura da proteína. Além disso, a heterogeneidade do PKD1 foi verificada uma vez que foram detetadas várias variantes neutras nas amostras analisadas, sendo que três destas alterações resultaram em alteração de aminoácido. Este estudo demonstrou o potencial da sequenciação de Sanger no diagnóstico de doenças genéticas. Apesar de futuramente ser necessária a validação com mais amostras de pacientes com ADPKD, é possível concluir que a metodologia desenvolvida poderá conduzir a um diagnóstico genético eficaz. Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD) is a common hereditary and monogenic disorder that results in renal cysts development that increases in number and size as the person gets older, often leading to end- stage renal disease. PKD1 is a large (~47kb) and complex gene that accounts for 85% of the identified cases of ADPKD. Currently, the full sequencing of PKD1 allows, with high sensibility, the detection of variations along the gene and this may be used in certain clinicai situations where imaging cannot provide a definitive clinicai diagnosis. However, the screening of mutation is often inconclusive because of multiple homologous copies of this gene on chromosome 16 and the high levei of allelic heterogeneity of PKD1. The research presented here had the objective to develop a genetic diagnostic test for ADPKD through PKD1 coding region and exon/intron boundaries sequencing, using Sanger technology and optimized for blood samples in FTA™ cards. The amplification and sequencing, using BigDye™ Terminator V3.1 technology, were optimized for the regions of interest, and the methodology showed to be reproducible. The screening for disease-causing mutations was performed in two unrelated individuais with ADPKD. The analysis revealed the presence of a truncating mutation in exon 15 in one of the patients, and a 19bp deletion in intron 31 of the other patient, which led to frameshifting and premature termination. In addition, the heterogeneity of PKD1 was observed, since there were detected several neutral variants in the analyzed samples, three of which resulting in amino acid substitution. This research demonstrated the potential of automated Sanger sequencing for diagnosis of genetic diseases. Although further validation using more samples from ADPKD patients is still needed, it is possible to conclude that this approach can lead to an effective molecular genetic diagnosis.

Mestrado em Biotecnologia Os consumidores acreditam na importância da fibra, no entanto, a sua dieta continua a não contemplar a quantidade suficiente. O desafio atual da indústria alimentar é introduzir fibras em produtos sem alterar o sabor e a textura que os consumidores procuram, ou, por outro lado, criar novos produtos ricos em fibra que detenham qualidade nutricional e funcional do interesse para o consumidor. Neste trabalho foram desenvolvidos películas edíveis à base de fibras dietéticas, sem e com fruta, que contemplam inúmeras aplicações e irão fazer parte integrante de novos produtos alimentares que proporcionarão novas impressões sensoriais distintas de outras presentes no mercado. Foram testados diversos hidrocoloides e, de sete formulações, apenas uma revelou ser incapaz de formar filme após o processo desenvolvido. As restantes deram origem a filmes, com características físico-químicas diferentes, cuja estabilidade ao longo do armazenamento foi também avaliada e é aqui apresentada. O tempo de prateleira destes filmes é superior a 40 dias sendo necessário armazenamento refrigerado no caso dos filmes sem fruta. A análise sensorial revelou a aceitação deste novo conceito por parte do consumidor. Fiber is a top-of-mind issue for consumers, but they are still not getting enough of it in their diets. Today's challenge for food and beverage manufacturers is how to include easily digestible fiber in products without impacting the taste and texture that consumers crave. In this work, edible films based on dietary fiber, with and without fruit, were developed. These films will be part of new texture products which are different from any others in the market. Different hydrocolloids blends were tested and only one of seven, proved to be unable to create a film after the process developed in this work. The remaining hydrocolloids blends originate edible films with different physicochemical characteristics. Its stability was also evaluated and it is here presented. The shelf-life of these films is superior to 40 days, but refrigerated temperature is necessary for films without fruit. Sensorial analysis demonstrated that this new concept is very well accepted by the final consumer.

Mestrado em Biotecnologia A amamentação é o modo ideal de nutrir os bebés. Estimula o sistema imunitário, a digestão e absorção dos nutrientes, a função gastrointestinal e o desenvolvimento neurológico do bebé. A composição do leite materno varia ao longo do ciclo de lactação, sendo que o colostro – primeira secreção da glândula mamária – é mais rico em nutrientes e anticorpos. O leite materno apresenta benefícios imunológicos e nutricionais acrescidos relativamente às fórmulas infantis à base de leite de vaca. Assim, quando uma mãe não pode amamentar, o leite de outras mães (dadoras) é a alternativa mais adequada, existindo bancos de leite humano em vários países para este fim. Nestes bancos, o leite é comummente pasteurizado pelo método Holder (62.5 ºC durante 30 min), de modo a garantir a sua segurança microbiológica. No entanto, esta pasteurização lenta resulta em diversas perdas nutricionais e funcionais. Como tal, este leite pasteurizado tem de ser suplementado com multi-nutrientes. A alta pressão (AP) é uma tecnologia cada vez mais usada na indústria alimentar, uma vez que permite pasteurizar os alimentos à temperatura ambiente ou mesmo a frio, garantindo a sua segurança microbiológica com manutenção das propriedades nutricionais e funcionais. Este trabalho teve como objetivo primordial avaliar e comparar o efeito da pasteurização Holder e da AP (200, 400 e 600 MPa durante 2.5, 15 e 30 min a 8 ºC) na concentração das imunoglobulinas A, M e G, e na atividade das enzimas lisozima e lactoperoxidase do leite e colostro humanos. Observou-se que tratamentos de AP a 200 e 400 MPa não causaram diminuções significativas em todas as Igs e na lisozima (p>0.05). A pasteurização, por sua vez, resultou em perdas significativas destas proteínas antimicrobianas. Não foi detetada atividade da enzima lactoperoxidase. No caso do leite humano, também o efeito combinado da AP com alta temperatura (500, 700 e 900 MPa a 40, 60 e 80 ºC durante 15 min) na atividade da lisozima foi testado, tendo-se verificado um aumento na atividade após 500, 700 e 900 MPa a 40 ºC e a inativação da enzima a 80 ºC. Além disto, é apresentada uma revisão detalhada da literatura acerca da composição do leite humano, bancos de leite e efeitos da pasteurização Holder, tecnologia de AP e efeito da mesma no referido leite. Breastfeeding is the ideal nutrition for infants. It enhances host defences, digestion and absorption of nutrients, gastrointestinal function, and neurological development. Breast milk composition varies widely along lactation, and colostrum – first secretion of the mammary gland – is richer in nutrients and immunoglobulins (Igs). Human milk is a better alternative than bovine milk-based infant formulas, due to its unique immunological and nutritional profile. Therefore, when the mother cannot breastfeed, the breast milk of other mothers (donors) is the most adequate alternative. There are human milk banks in several countries for this purpose, which commonly pasteurise the milk by the Holder pasteurisation method (62.5 ºC for 30 min), in order to assure its microbial safety. However, this low-temperature long-time pasteurisation results in various nutritional and functional losses. Thus, this pasteurised milk has to be supplemented with multi-nutrients. High-pressure processing (HPP) is a processing technology that is being increasingly applied in the food industry, since it allows pasteurisation of foods at room temperature or even at refrigeration temperature, guarantying microbial inactivation while maintaining its nutritional and functional properties. The main goal of this work was to investigate and compare the effect of Holder pasteurisation and HPP (200, 400 and 600 MPa for 2.5, 15 and 30 min at 8 ºC) in IgA, IgM and IgG concentrations, and lysozyme and lactoperoxidase activity in human milk and colostrum. We found that HPP treatments at 200 and 400 MPa did not cause significant decreases in all of the Igs and lysozyme (p>0.05). Holder pasteurisation, on the other hand, led to significant losses of these antimicrobial proteins. Lactoperoxidase activity was not detected. The combined effect of HPP and high temperature (500, 700 and 900 MPa at 40, 60 and 80 ºC for 15 min) in lysozyme activity of human milk was also studied. We observed an increase in lysozyme activity after 500, 700 and 900 MPa at 40 ºC, and inactivation of the enzyme at 80 ºC. Moreover, a detailed literature review about human milk composition, milk banks and Holder pasteurisation effects, and HPP technology and its effects on human milk is presented.

Mestrado em Biotecnologia Alimentar O desenvolvimento de novos produtos é atualmente uma forte aposta das empresas na busca de envolver novos eixos e nichos de mercado, através da inovação, capaz de promover produtos adequados às necessidades mais eminentes do mercado alvo. O projeto em questão, teve lugar no seio do Grupo Derovo, com o objetivo fundamental de desenvolvimento de um ovoproduto líquido pasteurizado à base de gema de ovo (ingrediente crucial e maioritário) específico para a produção de fios de ovos, cuja adequação pode ser em produtos profissionais industriais, bem como para um consumidor doméstico, pautando-se por ser um produto de fácil utilização e capaz de produzir um resultado de alta qualidade. Tratando-se de um projeto ligado ao desenvolvimento de um novo produto alimentar, este processo contemplou diversas etapas, entre as quais se destacam essencialmente: perceção/compreensão das necessidades inerentes ao mercado; ensaios preliminares; testes de formulação de protótipos e avaliação da sua performance; análise de mercado de protótipos selecionados. Numa primeira fase, realizaram-se alguns ensaios preliminares com o intuito de perceber qual o efeito de diversas etapas do ciclo produtivo da unidade produtiva em questão, acompanhados pela análise de parâmetros físico-químicos (pH; Teor de Sólidos Solúveis (°Brix); Viscosidade (mPa.s); Extrato Seco (%)) e da análise fotográfica. Demonstrou-se efetivamente que a gema de ovo não pasteurizada apresentou resultados notoriamente superiores aos conseguidos com as restantes tipologias estudadas. Após uma procura de agentes tecnológicas no mercado de ingredientes alimentares, iniciou-se a fase de formulação de diversos protótipos, por adição de diversas percentagens (0,1 a 0,03%) e combinações (agentes emulsionantes e/ou agentes texturizantes) tendo posteriormente realizado as análises físico-químicas já referenciadas (incluindo ainda Atividade da água e cor). Seguiu-se a avaliação dos protótipos em desenvolvimento na produção de fios de ovos, através de um controlo de diversos fatores inerentes à sua produção (temperatura da calda de açúcar, entre outros), tendo os resultados finais sido alvo de uma análise fotográfica, análise sensorial (provas de medição do grau de satisfação) e análise microbiológica, com o objetivo de comparar os diversos ensaios e auxiliar na selecção dos protótipos em estudo. Demonstrou-se que a percentagem de 0,03% teve a melhor performance na produção de um fio de ovo com características adequadas, principalmente por aplicação de dois agentes tecnológicos específicos (Jungbunzlauer e DynaVisc), estando igualmente adequada à qualidade exigida pelo mercado. Development of new food products is currently a strong focus of the companies involved in the search for new ways and niche markets through innovation to promote adequate products to the most eminent needs of our market. This project, developed at the Group Derovo, had as its main objective the development of new egg product mainly constituted by pasteurized liquid egg yolk (crucial and major ingredient) specific for the production of traditional portuguese sweet – “fios de ovos” - to both professionals industrials, and also the household consumer, guided for being a product easy to use and capable of producing a high quality product. Since this is a project linked to the development of a new food product, this process included several steps, among which are important to highlight: understanding of the needs inherent in the market; preliminary tests; formulation testing of prototypes and their evaluation performance; market analysis of selected prototypes. Initially, there were some preliminary tests in order to see what effect various stages of the production cycle of egg production unit in question, followed by analysis of physico-chemical parameters (pH, Total Soluble Solids (°Brix), Viscosity (mPa.s), Dry Matter (%)) and photographic analysis. It was shown that effectively unpasteurized egg yolk was notably greater to the results achieved with other types studied. After a demand on the market of technological agents of food ingredients, several prototypes were formulated by addition of various percentages (0,1 to 0,03%) and combinations (emulsifying agents and/or texturizing agents) and subsequently analyzed from the standpoint of the physicochemical analyses already mentioned (further including Water Activity and color) and the microbiological point of view. This was followed by evaluation of the prototype under development in the production of traditional portuguese sweet – “fios de ovos” - by controlling several factors inherent in their production (temperature sugar syrup, etc.), and the final result was the target of a photographic analysis, sensory analysis (tests measuring the degree of satisfaction) and microbiological analysis in order to compare the different assays as well as aid in the selection of the prototypes in this study. It was demonstrated that the proportion of 0.03% had the better performance in the production of traditional portuguese sweet with suitable characteristics mainly by application of two specific technological agents (Jungbunzlauer e DynaVisc) and is also according to the evaluation made by the market.

Mestrado em Engenharia Química O branqueamento faz parte do processo de fabrico de pasta para papel. Contudo, este é um processo complexo que exige um elevado consumo de reagentes, contribuindo significativamente para os elevados custos da produção de pastas. A implementação de um estágio de oxigénio no processo de branqueamento diminui não só os custos processuais mas também o nível de segurança ambiental. No entanto, a eficiência deste processo de deslenhificação é relativamente baixa, afetando as propriedades físicas da pasta. De modo a melhorar a aptidão da deslenhificação de pasta kraft, este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito do pré-tratamento hiperbárico de pasta crua na velocidade de deslenhificação num estágio de oxigénio e nos restantes estágios de branqueamento ECF numa sequência DEDD, bem como na qualidade final das pastas brancas. Para atingir esses objetivos foi realizado um estudo comparativo do branqueamento entre uma pasta kraft de Eucalyptus globulus como padrão sem qualquer tipo de pré-tratamento e pastas pré-tratadas a pressões elevadas. Inicialmente, a nível laboratorial, foi efetuada uma avaliação prévia do efeito do pré-tratamento de pastas para estudar a deslenhificação destas com oxigénio a 400 MPa com diferentes tempos de pressurização. As amostras foram caracterizadas e verificou-se que o prétratamento teve um efeito positivo sobretudo quando pressurizadas a 400MPa durante 15 minutos, permitindo diminuir o índice kappa da pasta crua em cerca de 8% face à pasta padrão. Ao verificar este efeito, as pastas pré-tratadas foram avaliadas ao nível piloto, seguindo o estudo sequencial: deslenhificação com oxigénio; sequência DEDD e finalmente a análise das propriedades físico-mecânicas. Os resultados obtidos demonstraram que a deslenhificação é mais eficaz para pastas prétratadas a 550MPa durante 1,5 minutos. Após a sequência OD0E1D1D2, a brancura obtida foi 89,5% ISO. Em relação às propriedades físicomecânicas, as pastas foram refinadas a 2000 rotações PFI e verificou-se que a pasta tratada por hiper-pressão a 550MPa durante 10 minutos apresenta melhorias significativas em algumas propriedades, nomeadamente na rugosidade, rasgamento e nas ligações entre as fibras. No entanto, a pasta pré-tratada a 400MPa durante 15minutos possui melhores propriedades físico-mecânicas, sendo mais resistente à tração e ao rebentamento. Wood pulp bleaching is part of the paper pulp making process. It is, however, a complex process which requires high quantities of reagents, strongly contributing for higher prices on the pulp production. The implementation of an oxygen phase in the bleaching process decreases not only process costs but also the environmental security level. However, the efficiency of the delignification process is relatively low, which affects pulp’s physical properties. In order to improve delignification capability of the kraft pulp, this work has the purpose of evaluating the effect of a hyperbaric pretreatment of the raw pulp in the delignification velocity on an oxygen stage and on the remaining stages of ECF bleaching, with a DEDD sequence, as well as the final quality of bleached pulps. To achieve these goals, a comparative bleaching study between an Eucalyptus globulus kraft pulp as pattern without any pre-treatment and Eucalyptus. globulus pre-treated at high pressures. Inicially, at laboratorial level, a previous evaluation of pre-treatment effect on Eucalyptus globulus pulps was made to study their delignification with oxygen at 400 MPa with different times of pressurization. The samples were characterized and found that pre-treatment had a positive effect especially when pressurized at 400 MPa for 15 minutes allowing reduce the kappa index of unbleached pulp by about 8% compared to pattern pulp. By checking this effect, pretreated pulps were evaluated at pilot level, following the sequential study: delignification with oxygen, DEDD sequence and, finally, analysis of physical and mechanical properties. The results demonstrated that delignification is more effective for pretreated pulps at 550 MPa and 1,5 minutes. After OD0E1D1D2, the brightness obtained was 89.5% ISO. In relation to the physical and mechanical properties, the pulps were refinated at 2000 rpm PFI equipment and found that pulp treated by high-pressure at 550MPa during 10 minutes present significative improvements on some properties, normally, roughness, tear strength and in the linkages between fibers. However, pretreated pulp at 400MPa during 15 minutes denote better physical and mechanical properties being more resistant to traction and to disruption.