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Neste documento serão abordadas as múltiplas fases do projeto de desenvolvimento e produção de um forno industrial direcionado à indústria panificadora recorrendo ao uso de tecnologias infravermelhas. Estas tecnologias apresentam características energéticas muito interessantes com consumos a rondar os 20% de um forno convencional e reduções de tempos de aquecimento na ordem dos 80% perspetivando revolucionar este segmento de mercado no que toca a consumos e eficiência energética. O presente relatório será organizado primeiramente com uma abordagem mais teórica onde será feito um estudo energético e económico da tecnologia a implementar no forno e posteriormente comparar resultados com as atuais soluções presentes no mercado tirando as devidas conclusões, fazendo ainda uma análise do que já foi feito e do que ainda falta fazer no que toca a esta tecnologia e a sua aplicação na indústria panificadora mais especificamente a sua aplicação em fornos. Também num âmbito mais teórico será efetuada uma análise à tecnologia infravermelha em estudo, onde serão apresentados alguns aspetos relevantes da tecnologia. A segunda parte deste projeto consiste no desenvolvimento do forno em si, onde se pretende realizar todos os cálculos necessários de modo a escolher as opções que melhor se adaptam aos resultados que se pretendem obter, nomeadamente o modelo das resistências a usar, ao modelo e a sua disposição dentro do forno. Uma vez que alguns dos materiais presentes na construção de um primeiro protótipo podem ter elevado custo a ideia é realizar primeiramente simulações com software computacional com o objetivo de simular as transferências de calor associadas à tecnologia dentro do forno e daí perceber a viabilidade económica para avançar para uma construção de um primeiro protótipo, podendo a partir daí efetuar uma comparação direta face às atuais alternativas do mercado.

Fil: Souza Sierra, Isabella de. Universidade Federal do Paraná; Brasil. Fil: Chemin Rosenmann, Gabriel. Universidade Federal do Paraná; Brasil. Fil: Aguiomar Foggiatto, José. Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Brasil. Fil: Fontana Catapan, Marcio. Universidade Federal do Paraná; Brasil. Fil: Leite Ribeiro Okimoto, Maria Lucia. Universidade Federal do Paraná; Brasil. Este estudio tuvo como objetivo comprender el comportamiento del escaneo 3D mediante luz infrarroja estructurada al escanear objetos que están detrás de materiales transparentes. Se hicieron las siguientes preguntas: ¿Cuáles son los errores encontrados en la superficie generada por el escaneo 3D a través de varios materiales transparentes? ¿Es factible utilizar estos datos para recopilar mediciones? Para responder a estas preguntas, se realizó un experimento en el que se escaneó el mismo objeto a través de diferentes superficies transparentes en diferentes situaciones. Como resultado, se encontraron cuatro tipos de errores: oclusión, calidad de la superficie, cierre y reflejo. Además, también fue posible probar la usabilidad de estas superficies digitalizadas al realizar mediciones antropométricas de partes del cuerpo grandes y medianas según la definición de ISO 20685:2010. This study aimed at understanding the behavior of the 3D scanning by structured infrared light when scanning objects that are behind transparent materials. The following questions were addressed: What are the errors found on the surface generated by 3D scanning through several transparent materials? Is it feasible to use the data gathered to collect anthropometric measurements? To answer these questions an experiment was carried out in which the same object was scanned through different transparent surfaces in different situations. As a result, four types of errors were found in the scan: occlusion, superficial quality, closure and reflection. Furthermore, it was also possible to prove the usability of these surfaces for taking anthropometric measurements of large and medium body parts as defined by ISO 20685:2010. Este estudo objetivou compreender o comportamento do escaneamento 3D por luz infravermelha estruturada, ao digitalizar objetos que estão atrás de materiais transparentes. Problematizam-se as seguintes questões: Quais os erros encontrados em superfície gerada por escaneamento 3D através de diversos materiais transparentes? É viável a utilização desses dados para coleta de medidas? Para responder a essas perguntas realizou-se um experimento no qual se digitalizou um mesmo objeto através de diferentes superfícies transparentes em diferentes situações. Como resultados foram encontrados quatro tipos de erros no escaneamento: oclusão, qualidade superficial, fechamento e reflexo. Além disso também foi possível comprovar a usabilidade dessas superfícies digitalizadas na realização de medidas antropométricas de grandes e médias partes do corpo, conforme definido pela ISO 20685:2010.

Sweet corn (Zea mays subsp. saccharata) is mainly intended for industrial processing. Optimizing time and costs during plant breeding is fundamental. An alternative is the use of high-throughput phenotyping (HTP) indirect associated with agronomic traits and chlorophyll contents. This study aimed to (i) verify whether HTP by digital images is useful for screening sweet corn genotypes and (ii) investigate the correlations between the traits evaluated by conventional methods and those obtained from images. Ten traits were evaluated in seven S3 populations of sweet corn and in two commercial hybrids, three traits by classical phenotyping and the others by HTP based on RGB (red, green, blue) and multispectral imaging analysis. The data were submitted to the analyses of variance and Scott-Knott test. In addition, a phenotypic correlation graph was plotted. The hybrids were more productive than the S3 populations, showing an efficient evaluation. The traits extracted using HTP and classical phenotyping showed a high degree of association. HTP was efficient in identifying sweet corn genotypes with higher and lower yield. The vegetative canopy area (VCA), normalized difference vegetation index (NDVI), and visible atmospherically resistant index (VARI) indices were strongly associated with grain yield. RESUMO O milho doce (Zea mays subsp. saccharata) destina-se principalmente ao processamento industrial. Otimizar tempo e custos durante o melhoramento de plantas é fundamental. Uma alternativa é o uso de fenotipagem de alto rendimento (HTP) indiretamente associada a caracteres agronômicos e teores de clorofila. Este trabalho teve como objetivo (i) verificar se a HTP por imagens digitais é útil para a seleção de genótipos de milho doce e (ii) investigar as correlações entre as características avaliadas por métodos convencionais e obtidas por imagens. Dez características foram avaliadas em sete populações S3 de milho doce e em dois híbridos comerciais, três características por fenotipagem clássica e as demais por HTP baseado em análises de imagens RGB (red, green, blue) e imagem multiespectral. Os dados foram submetidos à análise de variância e teste de Scott-Knott. Em adição, foi obtido um gráfico de correlação fenotípica. Os híbridos foram mais produtivos que as populações S3, demonstrando uma avaliação eficiente. As características extraídas por HTP e pela fenotipagem clássica apresentaram alto grau de associação. A HTP foi eficiente na identificação de genótipos de milho doce com maior e menor produtividade. Os índices VCA (vegetative canopy area), NDVI (normalized difference vegetation index) e VARI (visible atmospherically resistant index) estiveram fortemente associados à produtividade de grãos.

Os combustíveis fósseis são a matriz energética de maior utilização mundial, porém por questões econômicas, sociais e ambientais, é necessário buscar alternativas para complementar este consumo. O biodiesel apresenta-se como um combustível promissor, mas que ainda necessita de estudos para melhorar sua performance diante das necessidades do mercado. A avaliação da qualidade e suscetibilidade aos processos de micodeterioração no biodiesel, foi realizada em três estudos. O primeiro apresentou como objetivo identificar e quantificar matérias primas de origem animal e vegetal, e a presença do adulterante óleo de soja, em misturas de biodiesel puro (B100). Para tanto, utilizamos a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier com acessório de reflectância total atenuada (ATR-FTIR), associada a ferramentas quimiométricas de classificação e quantificação. O conteúdo de biodiesel na mistura foi avaliado por cartas de controle multivariadas (MCCs). Os espectros de ATR-FTIR combinados com as MCCs foram capazes de identificar corretamente a maioria das informações de conteúdo de gordura animal na carta NAS, bem como a variação da matriz na carta de interferentes. Sobre o mesmo conjunto de dados foram aplicados os modelo supervisionados como a análise discriminante empregando mínimos quadrados parciais (PLS-DA), e de regressão multivariada por mínimos quadrados parciais (PLS). Para os modelos PLS-DA, observou-se baixos erros de calibração e predição para a detecção dos diversos componentes das amostras, confirmando que esta ferramenta quimiométrica, se apresenta como um modelo robusto na classificação das matérias-primas e do adulterante utilizados neste estudo. Em um segundo momento foi estudada a suscetibilidade do B100 produzido com óleo de soja, ao processo de biodeterioração, já que esta é umadas vulnerabilidades do biocombustível durante o período de armazenamento. Foram comparadas duas concentrações de inóculo do isolado Aspergillus niger, com relação a produção de biomassa, proteínas totais, e degradação de ésteres. As amostras com 100 vezes mais esporos (106 em relação a 104 esporos.mL-1) demonstraram produzir maior quantidade de biomassa durante os oito dias do experimento, podendo ser um fator agravante no processo de biodeterioração. Diferenças na concentração de inóculo para este fungo pouco influenciaram na produção de proteínas totais ao fim de 8 dias de cultivo em sistema bifásico, a despeito de uma maior produção pontual entre o sexto e o sétimo dias. A biodeterioração neste sistema ocorre preferencialmente por hidrólise da ligação éster podendo ser monitotrado por ATR-FTIR e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-SM), da fase orgânica. Através destes resultados, podemos inferir que o fungo A. niger possui potencial deteriogênico, utilizando nutrientes do sistema bifásico para o seu crescimento, onde ocorreu a seguinte variação quantitativa decrescente de ésteres metílicos linoleato, oleato, palmitato e estearato. No terceiro estudo, os dados espectrais por ATR-FTIR de biomassa de fungos filamentosos anemófilos após 8 dias de cultivo em sistema bifásico, tendo biodiesel de soja como substrato em meio mineral, foi correlacionada pela análise de regressão PLS, com o micélio dos mesmos fungos cultivados em meio sólido batata dextrose por 24 e 48h. A utilização de ATR-FTIR, associada a análise por PLS, mostrou ser uma ferramenta robusta na predição de acúmulo de biomassa de 19 fungos testados, sendo que o cultivo por 24h mostrou ser o tempo necessário para correlacionar as características químicas do micélio com o filme de biomassa formado na interface entre a fase aquosa e o biodiesel. O bom desempenho deste método está associado principalmente à informações espectrais relativas a presença de componentes intracelulares como quitina, triacilgliceróis, fosfolípideos, ácidos graxos livres, aminoácidos e proteínas. Os três estudos utilizando ATR-FTIR associada a quimiometria, permitem inferir que este é um recurso analítico com grande potencial de aplicação tanto no controle de qualidade do biodiesel, como na avaliação de sua susceptibilidade à deterioração fúngica. Fossil fuels are the most widely used energy matrix worldwide, but because of economic, social, and environmental issues, alternatives to this type of fuel are needed. Biodiesel is a thriving option; however, further studies on its performance should be conducted, considering the current market needs. Both quality and susceptibility to micodeterioration were assessed in three studies. The first study aimed to identify and quantify animal and vegetable feedstocks and the presence of soybean oil as adulterant in pure biodiesel (B100) blends. Therefore, Fourier transform infrared-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) was used in conjunction with chemometric tools for the classification and quantification of the adulterant. Biodiesel content in the blend was evaluated by multivariate control charts (MCCs). FTIR-ATR spectra combined with MCCs could accurately identify most data on animal fat in the NAS chart, as well as matrix variability in the interference chart. Supervised models such as partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) and PLS regression were applied to the same dataset. PLS-DA models exhibited few calibration and prediction errors for the detection of several components, confirming that this chemometric tool is robust for the classification of the feedstocks and of the adulterant used in the present study. PLS regression was efficient in identifying and quantifying animal and vegetable feedstocks and soybean oil (adulterant), demonstrating root mean square errors of cross validation (RMSECV) values between 0.019 % w/w and 0.103 % w/w and root mean square error of prediction (RMSEP) values between 0.009 % w/w and 0.105% w/w for all analytes, with a correlation coefficient of 0.999. These findings point out that these tools can be used to qualify and quantify the feedstocks and adulterant used in this study. The second study assessed the susceptibility to biodeterioration of B100 produced with soybean oil, given that this is one of the vulnerabilities of biofuel during the storage period. Two concentrations of inoculum of an Aspergillus niger isolate were compared with biomass and total protein production and ester degradation. The samples with 100 times more spores (106 vs. 104 spores.mL-1) produced a higher amount of biomass during the experiment (8 days), and this might accelerate biodeterioration. Differences in the concentration of inoculum for Aspergillus niger had little influence on the production of total proteins at the end of 8 days in thedual-phase culture medium, despite higher production between day 6 and day 7. Biodeterioration in this system occurs preferably via hydrolysis of the ester bond and can be monitored by FTIR-ATR and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), in the organic phase. Based on these findings, we can infer that fungus A. niger has deteriogenic potential, using nutrients from the biphasic system for its growth, where the following decreasing quantitative variation of linoleate, oleate, palmitate and stearate methyl esters occurred. In the third study, the FTIR-ATR spectral data on the biomass of airborne filamentous fungi after 8 h of culture in a dual-phase medium, with soybean biodiesel used as substrate in a mineral medium, was correlated by PLS regression with the mycelium of the same fungi cultured on potato dextrose agar for 24 h and 48 h. The use of FTIR-ATR combined with PLS analysis proved to be a robust tool for the prediction of biomass accumulation of 19 tested fungi, indicating that culture for 24 h was enough for the correlation of the chemical characteristics of the mycelium with the biofilm formed at the interface between the aqueous phase and biodiesel. The good performance of this method is associated mainly with spectral data on the presence of intracellular components, such as chitin, triacylglycerols, phospholipids, free fatty acids, amino acids, and proteins. The three studies that used FTIR-ATR combined with chemometric tools allow inferring that this is an analytical alternative with a great potential for application in quality control of biodiesel and in the assessment of its susceptibility to fungal degradation.

The aim of this study was to characterize the essential oil (EO) of red aroeira seeds and to evaluate their antimicrobial and antioxidant activities. The EO was extracted by hydrodistillation in a Clevenger-type device with a yield of 9.83% ± 0.31%; it was characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS) to determine its physical-chemical characteristics. The EO showed acidity of 0.2814 mg KOH g-1, a 1.4763 ± 0.0014 refraction index and density of 0.9365 ± 0.01656 g cm-3. Through the FTIR, the absorption bands of the EO indicated the presence of the following components: limonene, delta -3-carene, a pinene and myrcene. By GC-MS the major compounds found were 4(10)-thujene (44.97%) α-Pinene (20.42%), o-Cymene (12.76%) and p-Menth-1-en-4-ol, (R)-(-)-(6.74%). Antimicrobial activity was evaluated against Gram-positive and Gram-negative bacteria. In the microdilution method, no inhibiting activity was found in the tested concentrations (serial dilutions from 25.6 to 0.05 μL mL-1) and in the disk diffusion method, inhibition halos were observed only when pure EO was added. Antioxidant activity was evaluated by DPPH (oxidation-reduction reaction) and FRAP (iron ion reduction). In the DPPH, the obtained result was 0.01119 ± 0.0001 μmol g-1 and in FRAP, 13.813 ± 0.02187 μmol g-1, which demonstrates antioxidant activity in the two evaluated methods, indicating the possible application of the essential oil of red aroeira seeds as a natural antioxidant agent. El estudio tuvo como objetivo caracterizar el aceite esencial (AE) de semillas de aroeira roja y evaluar sus actividades antimicrobianas y antioxidantes. El OE se extrajo por hidrodestilación en un aparato tipo Clevenger con un rendimiento de 9,83% ± 0,31% y se caracterizó por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR-ATR), cromatografía de gases y espectrometría de masas (CG-MS) y se determinaron las características fisicoquímicas. El EO presentó una acidez de 0.2814 mg KOH g-1, un índice de refracción de 1.4763 ± 0.0014 y una densidad de 0.9365 ± 0.01656 g cm3. Por FTIR-ATR, las bandas de absorción de EO indicaron la presencia de los siguientes componentes principales: limoneno, delta-3-careno, α-pineno y mirceno. Por GC-MS los principales compuestos encontrados fueron: 4 (10) -thujene (44,97%) α-Pineno (20,42%), o-Cymene (12,76%) y p-Menth-1-en-4-ol, (R) - (-) - (6,74%). Se evaluó la actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram positivas y Gram negativas. En el método de microdilución, no se encontró actividad inhibitoria a las concentraciones probadas (diluciones seriadas de 25.6 a 0.05 μL mL-1) y en el método de difusión en disco, se observaron halos de inhibición solo cuando se agregó EO puro. La actividad antioxidante se evaluó mediante los métodos DPPH (reacción de oxi-reducción) y FRAP (reducción de iones de hierro). Para DPPH el resultado obtenido fue 0.01119 ± 0.0001 μmol g-1 y para FRAP 13.813 ± 0.02187 μmol g-1, demostrando así actividad antioxidante en los dos métodos evaluados, indicando la posible aplicación de EO en semillas de aroeira roja como agente antioxidante natural. O estudo teve o objetivo de caracterizar o óleo essencial (OE) de sementes de aroeira vermelha e avaliar suas atividades antimicrobiana e antioxidante. O OE foi extraído por hidrodestilação em aparelho tipo Clevenger com rendimento de 9,83% ± 0,31% e foi caracterizado por espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR), cromatografia gasosa e espectrometria de massas (CG-EM) e determinada as características físico-químicas. O OE apresentou acidez de 0.2814 mg KOH g-1, índice de refração de 1.4763 ± 0.0014 e densidade de 0.9365 ± 0.01656 g cm3. Pelo FTIR-ATR as bandas de absorção do OE indicaram a presença dos seguintes componentes majoritários: limoneno, delta -3-careno, α- pineno e mirceno. Por CG-EM os compostos majoritários encontrados foram: 4(10)-thujene (44.97 %) α-Pinene (20.42 %), o-Cymene (12.76 %) e p-Menth-1-em-4-ol, (R)-(-)- (6.74 %). A atividade antimicrobiana foi avaliada contra bactérias Gram positivas e Gram negativas. No método de microdiluição não foi encontrada atividade inibitória nas concentrações testadas (diluições seriadas de 25.6 a 0.05 μL mL-1) e no método de difusão em disco foram observados os halos de inibição somente quando adicionado o OE puro. A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos de DPPH (reação de oxirredução) e FRAP (redução do íon de ferro). Para o DPPH o resultado obtido foi de 0,01119 ± 0,0001 μmol g-1 e o para o FRAP 13.813 ± 0.02187 μmol g-1, demonstrando assim atividade antioxidante nos dois métodos avaliados, indicando a possível aplicação do OE de sementes de aroeira vermelha como agente antioxidante natural.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A jabuticaba (Plinia sp.) é uma fruta nativa do Brasil, cuja polpa é consumida fresca ou na forma de geleias, bebidas e sobremesas. Suas cascas de cor roxo escuro a preto são usualmente descartadas. Os objetivos gerais deste trabalho foram produzir e caracterizar farinhas de casca de jabuticaba (FCJ), visando o aproveitamento e a conservação desse resíduo rico em fibras alimentares e compostos bioativos. Foram produzidas FCJ a partir de vinte e oito lotes de jabuticabas de diferentes origens. A caracterização foi realizada por técnicas convencionais e por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foram avaliados composição centesimal; fibras alimentares solúveis e insolúveis; conteúdos totais de antocianinas, carotenoides, fenólicos extraíveis e não extraíveis; e teores de cianidina-3-glicosídeo, delfinidina-3-glicosídeo e ácido elágico. Modelos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), empregando dados de FTIR, foram construídos para prever a concentração de compostos. Pectinas foram obtidas a partir de farinha de casca de jabuticaba por extração assistida por ultrassom e aquecimento a baixa temperatura (cerca de 40 °C) por micro-ondas, com e sem o auxílio de enzimas e, também por banho de água. Interações entre os polifenóis extraíveis de farinha de casca de jabuticaba com fibra alimentar total e pectina extraídas da própria farinha, além de celulose comercial, foram investigadas em digestão simulada. Foi observada alta variabilidade na composição das cascas de jabuticaba. Os modelos PLS previram satisfatoriamente a concentração de fibras, fenólicos e antocianinas totais, cianidina-3-glicosídeo, delfinidina-3-glicosídeo e ácido elágico, com resultados semelhantes aos métodos analíticos convencionais. Foram obtidas quatro pectinas com bom desempenho emulsificante e elevada capacidade de intumescimento. Após a digestão simulada, o conteúdo de cianidina-3-glicosídeo livre reduziu e o de ácido elágico livre aumentou. Todas as fibras apresentaram aumento da capacidade antioxidante pós-digestão, indicando a adsorção de polifenóis. Jabuticaba (Plinia sp.) is a fruit native to Brazil, whose pulp is consumed fresh or in the form of jams, drinks and desserts. Their dark purple to black peels are usually discarded. Jabuticaba peel flours were produced as a strategy to use and conserve this residue, which is rich in dietary fiber and bioactive compounds. The general objectives of this study were to produce and characterize jabuticaba peel flours (JPF), aiming at the use and conservation of this residue rich in dietary fiber and bioactive compounds. JPF were produced from twenty-eight lots of jabuticabas from different origins. Characterization was performed by conventional techniques and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The tests performed were proximate composition; soluble and insoluble dietary fiber; total contents of anthocyanins, carotenoids, extractable and non-extractable phenolics; and cyanidin-3-glycoside, delphinidin-3-glycoside and ellagic acid contents. Partial least squares (PLS) regression models, employing FTIR data, were constructed to predict the concentration of compounds. Pectins were obtained from jabuticaba peel flour by ultrasound-assisted extraction and heating at low temperature (about 40 °C) by microwave, with and without the aid of enzymes, and also by a water bath. Interactions between extractable polyphenols from jabuticaba peel flour with total dietary fiber and pectin extracted from the flour itself, in addition to commercial cellulose, were investigated in simulated digestion. High variability was observed in the composition of jabuticaba peels. The PLS models satisfactorily predicted the concentration of fibers, phenolics and total anthocyanins, cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside and ellagic acid, with results similar to conventional analytical methods. Four pectins with good emulsifying performance and high swelling capacity were obtained. After simulated digestion, the free cyanidin-3-glucoside content reduced and the free ellagic acid content increased. All fibers showed increased post-digestion antioxidant capacity, indicating the adsorption of polyphenols.

Orientador: Ronei Jesus Poppi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Neste trabalho foram comparados modelos desenvolvidos utilizando as máquinas de vetores de suporte por mínimos quadrados (LS-SVM) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) para três aplicações em determinação de parâmetros de qualidade em matrizes lácteas. Na primeira aplicação determinaram-se simultaneamente três adulterantes em leite em pó (amido, soro de leite e sacarose), empregando espectroscopia no infravermelho próximo por reflectância difusa. Em todos os modelos desenvolvidos, os resultados obtidos com LS-SVM foram superiores ao PLS, apresentando erros de previsão na faixa de 1,10% para amido, 1,10% para soro e 0,60% para sacarose, comparados aos erros de previsão obtidos pelo PLS: 2,40% para amido, 4,00% para soro e 3,00% para sacarose. Na segunda aplicação, quantificou-se Lactobacillus em leite fermentado a partir de imagens escaneadas de placas de crescimento microbiológico. A imagem foi convertida em histograma de cores, para ser usada no desenvolvimento dos modelos PLS e LS-SVM. O modelo desenvolvido pelo LS-SVM apresentou erros de previsão da ordem de 22,16 ufc e o PLS apresentou erros de previsão de 41,46 ufc. Na última aplicação, foi realizada a determinação do índice de gordura em leite humano, provenientes de diferentes doadoras, empregando a espectroscopia no infravermelho médio por reflectância total atenuada. Novamente o modelo LS-SVM apresentou melhores resultados em relação ao PLS, onde para a LS-SVM foram obtidos erros de previsão da ordem de 41,00 Kcal/L e, para o PLS, erros de previsão de 103,00 Kcal/L. Abstract: In this work calibration models by using Least-square support vector machine (LS-SVM) and Partial least square (PLS) regression were compared for three applications in determination of quality parameters in milky matrices. In the first application, three adulterants in powdered milk (starch, whey and sucrose) had been simultaneously determined employing near infrared spectroscopy by diffuse reflectance. In all developed models the results obtained with LS-SVM were superior to PLS, presenting prediction errors of 1,10% for starch, 1,10% for whey and 0,60% for sucrose compared with the errors obtained by the PLS of 2,40% for starch, 4,00% for whey and 3,00% for sucrose. In the second application, Lactobacillus in fermented milk were quantified from digital images of microbiological plates of growth. The images was converted into histogram of colors to be used in the development of PLS and LS-SVM models. The model developed for the LS-SVM presented errors of 22,16 cfu an the PLS presented prediction errors of 41,46 cfu. In the last application, the fat index in human milk was determined, proceeding from different mothers, employing Mid spectroscopy by attenuated total reflectance. Again, LS-SVM model presented better reulted than PLS, with prediction error 41,00 Kcal/L against PLS the prediction error of 103,00 Kcal/L. Doutorado Química Analítica Doutor em Ciências

Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A ferrugem alaranjada, cujo agente causal é o fungo Hemileia vastatrix Berk & Br., tem sido um dos principais problemas da cultura do cafeeiro em todas as regiões do mundo. Esta doença pode causar prejuízos de até 50% da produção. O fungo ataca todas as variedades de café, porém Coffee canephora apresenta cultivares resistentes, enquanto a maioria dos cultivares comerciais dentro da espécie Coffea arabica é suscetível à doença. Nesse trabalho foi feita a identificação e a caracterização de genes expressos diferencialmente em C. arábica cultivar Icatu Vermelho ¿ IAC 4045 (resistente ao agente da ferrugem). Para isso, foi utilizada a técnica de display diferencial de mRNA. A comparação entre os padrões de cDNAs nos géis permitiu o isolamento de cDNAs com expressão diferencial nos intervalos de 1 hora e 24 horas após a inoculação com o fungo. Alguns desses cDNAs foram clonados e seqüenciados. As seqüências obtidas foram comparadas com seqüências disponíveis no banco de dados do Genoma Café, sendo que oito cDNAs tiveram sua expressão confirmada e apresentaram similaridade com uma anexina, uma proteína M do fotossistema II, uma pirofosfatase prótoninorgânica vacuolar, um Citocromo P450, uma proteinase carboxil-terminal, uma proteína heat shock - HSP70, uma quinase C e uma proteína FIS1. Além da análise da identificação de genes com expressão diferencial, foi feita também uma análise das diferenças metabólicas em folhas de C. arabica cv. Icatu Vermelho - IAC 4045 e Mundo Novo - IAC 501 inoculadas com H. vastatrix. A técnica utilizada nas análises foi DRIFTS (diffuse reflectance infrared Fourier transform spectrometry ou espectroscopia no infravermelho por reflectância difusa com transformada de Fourier). Foram observados picos de reflectância proeminentes em regiões de números de onda 1075 'CM POT. ¿1¿, 1375 'CM POT. ¿1¿, 1555 'CM POT. ¿1¿, 1520 'CM POT. ¿1¿, 1150 'CM POT. ¿1¿ e 1645 'CM POT. ¿1¿. A análise de componentes principais demonstrou que houve uma discriminação entre Icatu Vermelho e Mundo Novo 48 horas após a inoculação e o teste de Tukey mostrou que para as regiões 1555 'CM POT. ¿1¿, 1520 'CM POT. ¿1¿ e 1645 'CM POT. ¿1¿ houve uma diferença significativa entre os cultivares a 5% de probabilidade Abstract: The orange rust, caused by fungus H. vastatrix Berk & Br., has been the major problem of the coffee culture in all regions of the world. This disease can cause 50% damage in the plantation. The fungus attack all the coffee varieties, but C. canephora present resistant cultivars while the majority of the comercial cultivars into C. arabica is susceptible to disease. This experiment has the purpose of the identification and characterization of the differentially expressed cDNAs in C. arabica cultivar Icatu Vermelho (resistant to rust fungus). For this has been utilized mRNA differential display technique. The comparation between cDNAs in the display gels allowed the cDNAs isolation with differential expression in the intervals of 1 hour and 24 hours after inoculation of leaves with fungus. Some cDNAs were cloned and sequenced. The sequences were compared in Coffee Genome data bank and eight cDNAs had the expression confirmed and present similarity with a annexin, photosystem II M protein, a vacuolar proton inorganic pyrophosphatase, a cytochrome P450 family, a carboxyl-terminal protease, a heat shock 70 kDa protein, and a FIS1 protein. Beyond differential expression of the genes analysis, we also analysed the metabolic differences in C. arabica cultivars Icatu Vermelho (IAC 4045) and Mundo Novo (IAC 501) leaves inoculated with H. vastatrix. The technique utilized was DRIFTS (diffuse reflectance infrared Fourier transform spectrometry). Principal Component Analysis demonstrate there were a discrimination between Icatu Vermelho and Mundo Novo 48 hours after inoculation and Tukey Test showed to the regions 1555 'CM POT. ¿1¿, 1520 'CM POT. ¿1¿, 1645 'CM POT. ¿1¿ there were significative difference between cultivars to 5% of probability Doutorado Biologia Celular Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Roy Edward Bruns Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Nesta dissertação de mestrado investigaram-se as partições atômicas, uma abordagem inovadora e complementar ao modelo QTAIM/CCFDF, da derivada do momento dipolar molecular e das intensidades no infravermelho. O nível de teoria QCISD/6-311++G(d,p) foi escolhido para realização dos cálculos por apresentar o menor erro rms associado ao menor custo computacional, quando comparamos os resultados obtidos experimentalmente e diretamente da função de onda para a derivada média do momento dipolar, ±0,0187e, de nove moléculas diatômicas: CO, HBr, HCl, HF, LiH, LiF, LiCl, NaF e NaCl. Os resultados calculados para a derivada média do momento dipolar, a anisotropia atômica, o quadrado da carga efetiva, o momento dipolar molecular e sua derivada, quando comparados os valores calculados aos experimentais, ratificaram a qualidade da função de onda obtida e comprovou a eficácia da teoria QTAIM na descrição de propriedades moleculares. A partição atômica da derivada do momento dipolar molecular durante a vibração mostrou, segundo um modelo simples, que, para as diatômicas em geral, a polarização da nuvem eletrônica se dá em direção ao átomo mais eletronegativo na molécula, como observado pelo termo de transferência de carga, entretanto, a nuvem eletrônica tende a acomodar-se na região internuclear nas imediações do núcleo mais eletronegativo, como observado pelo sentido das variações dos dipolos atômicos. Avaliando as partições atômicas das intensidades no infravermelho, observou-se a importância do fator mecânico relacionado à massa reduzida do sistema, para as moléculas diatômicas em estudo, onde a contribuição do átomo de hidrogênio à intensidade no infravermelho é predominante nas moléculas que o contém. As partições atômicas da intensidade no infravermelho da banda característica do grupo carbonil, na série de fluorocloroaldeídos em estudo, revelou que a soma das contribuições atômicas do carbono, oxigênio e a interação de dois núcleos C,O é predominante na descrição do valor da banda. Ainda segundo o modelo de partições atômicas, observou-se que a contribuição dos átomos de carbono à soma das intensidades no infravermelho na série dos fluorocloroaldeídos e dos fluoroclorometanos é correlacionada positivamente à média de eletronegatividade de seus substituintes, enquanto o comportamento oposto é observado para a série dos oxissulfetos de carbono. Por fim, uma comparação entre o modelo de partições atômicas e o modelo de eletronegatividade de Barros Neto & Bruns revelou que, embora os dois modelos partam de quantidades físicas diferentes, os resultados previstos pelos modelos e obtidos experimentalmente estão em acordo menor que dois porcento entre os erros rms dos desvios relativos percentuais de ambos os modelos Abstract: In this dissertation we investigated atomic partitions, an innovative and complementary approach to the QTAIM/CCFDF model, of the molecular dipole moment derivative and infrared intensities. Calculations were carried at the QCISD/6-311++G(d,p) level of theory due to its reasonable computational cost and its lower rms error,± 0.0187 e, on comparing mean moment dipole derivative results obtained experimentally with those calculated directly from the wave functions of nine diatomic molecules: CO, HBr, HCl, HF, LiH, LiF, LiCl, NaF and NaCl. The calculated results for the mean moment dipole derivative, atomic anisotropy, square of the effective charge, the molecular dipole moment and its derivative, on comparison with the experimental values, ratified the quality of the wave function obtained and proved the QTAIM theory efficacy in the description of molecular properties. The atomic partitions of the molecular dipole moment derivative during vibration revealed that, according to a simple model, for the diatomic molecules in general, the electron density accumulates in the direction of the more electronegative atom in the molecule, as observed by the charge transfer term. However, the electron cloud tends to polarize in the opposite direction as noted by the direction of changes in atomic dipoles. Evaluating the atomic partitions of the infrared intensities, we observed the importance of mechanical factors related to the system mass for the diatomic molecules under study, as the contribution of the hydrogen atom to the infrared intensity is predominant in molecules containing it. For the fluorine and chlorine substituted aldehydes under study, the atomic partitions of the carbonyl characteristic absorption intensity revealed that the sum of the carbon and oxygen atomic contributions and their interaction term is predominant in the description of the band value. Regarding the atomic partitions model, it was observed that the carbon atoms atomic contributions to the intensity sum are positively correlated to the average electronegativity of its substituents for both the fluorine and chlorine substituted aldehydes and methanes, while the opposite behavior is observed for the oxide sulfide substituted carbons. Finally, a comparison between the atomic partitions model and the electronegativity model of Barros Neto & Bruns revealed that, although both models are based on different physical phenomena, the results predicted by both models and experimental data are in agreement with less than two percent deviation between the rms errors of the relative percentage deviations of both models Mestrado Físico-Química Mestre em Química

Orientador: Gilson Herbert Magalhães Dias Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Esta tese teve como objetivo o estudo dos efeitos estéricos e eletrônicos dos zeólitos faujasita HY, LiY, NaY e CsY na estrutura, reatividade e comportamento térmico do organometálico [MnCp(CO)3]ocluído. As diversas formas alcalinas do zeólito Y foram preparadas por troca iônica no zeólito Na56Y comercial e os estudos das interações, do comportamento térmico e da reatividade do complexo ocluído nos zeólitos foram feitos por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) em um sistema especialmente construído para essa finalidade. O organometálico [MnCp(CO)3] adsorvido nos zeólitos apresentou, no mínimo, cinco bandas nos espectros FTIR, que foram atribuídas a diferentes sítios de ancoramentos localizados na superfície e na supercavidade. A decomposição do convidado ocluído ocorre com velocidades maiores nos sítios de ancoramento que possuem interações cátion-carbonila mais fracas. Os espectros obtidos para a oclusão do organometálico em zeólitos parcialmente hidratados mostraram que as interações carbonilas-cátions no zeólito parcialmente hidratado são tão intensas quanto às interações do convidado no hospedeiro desidratado. Os cálculos computacionais, que simularam as interações entre o zeólito e o organometálico, forneceram informações sobre energias de interações, comprimentos e ângulos de ligação. Os espectros simulados exibiram bandas de estiramentos de carbonilas próximas às bandas dos espectros obtidos experimentalmente Abstract: This thesis aimed to study the steric and electronic effects of faujasita zeolites HY, LiY, NaY and CsY on the structure, reactivity and thermal behavior of [MnCp(CO)3] organometallic compound occluded. Various alkaline forms of zeolite Y were prepared by ion exchange in the zeolite Na56Y. Study of the interactions, the thermal behavior and reactivity of the organometallic compound occluded in zeolites were done using FTIR spectroscopy in a system especially constructed for this purpose. The FTIR spectra of [MnCp(CO)3] compound adsorbed in zeolites displays at least 5 bands that were attributed to different anchoring sites located on the surface and in the supercages. The decomposition of the occluded guest was faster in the anchoring sites where the interactions cation-carbonyl were weaker. The occluded organometallic spectra in partially hydrated zeolites have showed the same strength for carbonyl-cation and water-cation interactions. The computational calculations, that have simulated the interactions of the organometallic with zeólito, provided information on interaction energy, lengths and angles of bonds. The simulated spectra have showed carbonyl stretching bands in similar way to experimental spectra Doutorado Química Inorgânica Doutor em Ciencias Quimicas

Orientador: Ronei Jesus Poppi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Este trabalho trata da aplicação de métodos quimiométricos no desenvolvimento de nova metodologia analítica, sem o auxílio de métodos de separação ou pré-concentração, na análise direta de tetraciclina em leite bovino. Para tanto, foram empregados a técnica de espectroscopia no Infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e os métodos quimiométricos PLS, iPLS e SIMCA. Foram tomadas amostras de leite desnatado, que foram dopadas com quantidades progressivas de Tetraciclina, Clorotetraciclina e Oxitetraciclina, três dos antibióticos da classe das Tetraciclinas mais comumente usados em medicina veterinária e, portanto, com maior risco de contaminação do leite destinado a consumo humano. Tal dopagem ocorreu de forma a produzir amostras contendo cada uma das tetraciclinas citadas e também amostras contendo a combinação binária das mesmas. Para amostras dopadas com um tipo de tetraciclina, obteve-se uma matriz com 40 amostras, e uma matriz com 36 amostras para amostras contendo a combinação binária das três tetraciclinas. A faixa espectral utilizada na obtenção dos espectros foi de 900 a 1800 cm, correspondente à região do Infravermelho Médio. O SIMCA foi empregado na identificação de amostras, classificando-as como pertencentes às matrizes citadas. O grau de acerto na classificação foi de 100%. A partir da identificação das amostras partiu-se para o desenvolvimento do procedimento de quantificação das tetraciclinas em leite utilizando-se o PLS. A faixa de dopagem das amostras foi de 20 a 500 ppb (parte por bilhão), abrangendo uma ampla faixa, inclusive aquela considerada pelas legislações brasileira, americana e união européia, pois inicialmente não se tinha conhecimento do limite de detecção do método. O iPLS foi utilizado para a identificação e seleção da região espectral com melhor correlação com a quantidade de antibiótico presente na amostra. Os resultados obtidos foram promissores considerando a baixa concentração que se pretendia detectar: para faixas de trabalho acima de 100 ppb os erros de previsão obtidos foram, em média, inferiores a 13% e para a faixa abaixo de 100 ppb foram, em média, inferiores a 18%. Dessa forma, o método desenvolvido, apesar de não ser estritamente quantitativo, atende aos objetivos de detecção rápida, sem pré-tratamento das amostras e geração de resíduos, além de permitir a identificação, em uma amostra desconhecida de leite, do resíduo de tetraciclina presente. Abstract: This work treats of the application of chemometrics methods in the development of new analytical methodology, without the aid of separation methods or pre-concentration, in the direct analysis of tetracycline in bovine milk. For this purpose, it was used the Infrared Spectroscopy with transformed of Fourier (FT-IR) and the chemometrics methods PLS, iPLS and SIMCA. Samples of skimmed milk were doped with progressive amounts of Tetracycline, Chlortetracycline and Oxitetracycline, three of the antibiotics of the class of Tetracycline more commonly used in veterinary medicine and, therefore, with larger risk of contamination of the milk destined to human consumption. This procedure was adapted to produce samples containing each one of the mentioned tetracycline and also samples containing the binary combination of the same ones. For samples doped with a tetracycline type, it was obtained a matrix with 40 samples, and a matrix with 36 samples for samples containing the binary combination of the three tetracyclines. The spectral range used for the spectra obtaining was 900 to 1800 cm, corresponding to the Medium Infrared region (MIR - Mid Infrared). The SIMCA method was used in the identification of samples, classifying them as belonging to the mentioned matrix. The success degree in the classification was of 100%. For the identification of the samples, the next step was the development of the procedure of quantification of the tetracyclines in milk using the PLS method. The range of dope of the samples was from 20 to 500 ppb (parts per billion), including a wide range, considered by the Brazilian legislations, American and European Union, because initially there was not knowledge of the limit of detection of the method. The iPLS was used for the identification and selection of the spectral range with better correlation with the amount of presented antibiotic in the sample. The obtained results were promising considering the low concentration that was intended to detect: for concentration above 100 ppb, the errors obtained were, on average, less than 13% and for concentration below 100 ppb were, on average, less than 18%. In that way, the developed method, in spite of not being strictly quantitative, assists to the objectives of fast detection, without pre-treatment of the samples and generation of chemical residues, allowing the identification, in an unknown sample of milk, of the residue of present tetracycline. Mestrado Química Analítica Mestre em Química

Orientador: Ronei Jesus Poppi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Esta tese de doutorado compreendeu a utilização da técnica analítica de espectroscopia de imagem no NIR e MIR e a quimiometria como ferramenta analítica para aplicações em amostras farmacêuticas, com o objetivo de desenvolver diferentes abordagens quimiométricas na extração da informação química desejada em diferentes tipos de formulações farmacêuticas. Na primeira aplicação, os compostos presentes em filmes poliméricos contendo o fármaco paracetamol foram quantificados utilizando dados de espectroscopia de imagem no NIR e os métodos quimiométricos PLS e MCR-ALS, destacando propriedades como homogeneidade e afinidade química dos compostos nas amostras. Na aplicação 2, a homogeneidade do paracetamol nos filmes transdérmicos foi estudada mais detalhadamente utilizando dados de espectroscopia de imagem no NIR e uma abordagem baseada no conceito da análise de macropixels atrelada à estratégia de planejamento experimental do tipo split-plot. Na aplicação 3, uma nova metodologia analítica utilizando seleção de variáveis com algoritmo genético é proposta para análise quantitativa em dados de espectroscopia de imagem através de resolução por CLS, com aplicações de sucesso em diferentes amostras farmacêuticas. Na aplicação 4, transformações físicas no estado sólido em compostos farmacêuticos foram estudadas utilizando espectroscopia de imagem no NIR e MIR e os métodos MCR-ALS, PARAFAC e PARAFAC2 Abstract: This PhD thesis covers the use of the MIR and MIR hyperspectral imaging and chemometrics as an analytical tool for pharmaceutical purposes, aiming the development of different chemometric approaches to extract the targeted chemical information from different pharmaceutical formulations. In the first application, the compounds in polymeric films loaded with paracetamol were quantified using NIR hyperspectral imaging and the multivariate methods PLS and MCR-ALS, highlighting the properties like homogeneity and chemical affinity among the compounds within the samples. In the application 2, the homogeneity of paracetamol in transdermal films was further studied using NIR hyperspectral imaging and by combining the macropixel analysis concept with split-plot experimental design. In the application 3, a new analytical methodology using variable selection with genetic algorithm is proposed for quantitative purposes through CLS resolution of hyperspectral imaging data, with successful application on different pharmaceutical samples. In the application 4, solid-state physical transformation of pharmaceuticals were studied using NIR and MIR hyperspectral imaging and the chemometric approaches MCR-ALS, PARAFAC and PARAFAC2 Doutorado Química Analítica Doutor em Ciências CAPES 99999.011242/2013- 02 CNPQ 158918/2011-8

Orientadores: Pedro Antonio Muniz Vazquez, Roy Edward Bruns Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Neste trabalho investigamos se as cargas e dipolos atômicos ajustados ao potencial eletrostático (ChelpG) são adequados para aplicação em estudos de contribuições de carga, fluxo-de-carga e fluxo-de-dipolo (CCFDF) de movimentos vibracionais moleculares. O método ChelpG é não iterativo, computacionalmente barato e largamente utilizado, fatores que geraram interesse em avaliar seu desempenho no contexto do modelo CCFDF. Foi estudado um conjunto de doze moléculas da família dos clorofluormetanos, que compreende moléculas totalmente apolares e altamente polares. Os resultados, obtidos no nível de teoria MP2/6-311G++(3d,3p), sugerem que as cargas e dipolos atômicos ChelpG não são adequados para aplicação em estudos CCFDF, mesmo que as intensidades fundamentais de absorção no infravermelho obtidas segundo o modelo CCFDF/ChelpG reproduzam muito bem as intensidades analíticas. Este último resultado é atribuido a uma das equações de vínculo utilizadas no método ChelpG. Entretanto, o método foi considerado inadequado para a aplicação proposta pois fornece valores demasiadamente elevados para as contribuições de carga, fluxo-decarga e fluxo-de-dipolo (definidas pelo modelo CCFDF). O fato dos valores calculados para estas contribuições serem fisicamente irreais é o problema mais grave e há outros que, em conjunto com este, levam a reprovar as cargas e dipolos atômicos ChelpG para aplicações CCFDF; estes problemas são avaliados e discutidos Abstract: In this work we investigate whether atomic charges and dipoles obtained from the electrostatic potential (ChelpG) are appropriate for application in studies on charge, charge-flux and dipole-flux contribuitions (CCFDF) occurring during molecular vibrations. ChelpG is a non-iterative, low-computational-effort-demanding method which has been largely employed. These features made worthwhile to assess it¿s performance within the CCFDF model. We studied twelve molecules from the flourochloromethanes family, which includes non-polar and highly polar molecules. The results, obtained at the MP2/6-311G++(3d,3p) theory level, suggest that ChelpG atomic charges and dipoles do not fit for application in CCFDF studies, even if the fundamental infra-red absorption intensities obtained from the CCFDF/ChelpG model approach the analytic intensities to a good extent. This last result is due to one of the restriction equations of the ChelpG method. Nevertheless we consider the ChelpG method inappropriate for use in CCFDF studies, mainly because it yields excessively large charge, charge-flux and dipole-flux contributions (which the CCFDF model defines). The fact of the calculated values for these contributions being physically unreal is the worst problem but there are others that, altogether, made us refuse ChelpG atomic charges and dipoles for CCFDF applications; we assess and discuss these problems Mestrado Físico-Química Mestre em Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Com a possibilidade da utilização da variação da velocidade radial para encontrar exoplanetas, iniciado com a descoberta do 51 Pegasi b, o cenário da exoplanetologia é alvo de grande interesse. Dessa descoberta pionera até os dias atuais, vários espectrômetros foram e têm sido construídos com o intuito específico de buscar por exoplanetas. Nesse contexto, insere-se o NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher), um espectrômetro que será montado juntamente ao HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), no Chile, e irá operar na faixa do infravermelho próximo, com o intuito de buscar exoplanetas orbitando estrelas de baixa massa. Nesse trabalho, apresentamos um programa desenvolvido para o NIRPS, o SIMUTOOLS, que simula o espectro que chega no detector (H4RG). Essas simulações tem como objetivos: antecipar qualquer particularidade que possa haver no instrumento, ou no detector, de modo que possa ser corrigido de antemão, antes do funcionamento do NIRPS; como também no teste e calibração do programa de redução de dados (DRS). O programa foi bem sucedido nas simulações, mostrando as particularidades de cada tipo de observação, apresentando efeitos intrínsecos ao instrumento, a diferença no modo de observação de alta precisão e de alta eficiência, e, por último, a simulação de espectros de diferentes estrelas tipo M, onde podemos também observar como a absorção atmosférica influencia na observação. With the possibility of using the variation in radial velocity to find exoplanets, that has begun with the discovery of 51 Pegasi b, the exoplanet scene has been a target of great interest. From this pioneer discovery up to now, various spectrometers were and have been built with the purpose of searching for exoplanets. In this context, NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher) is included, a spectrometer which will be mounted jointly to HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), in Chile, and will operate in the near infrared range, with the goal of searching for explanets orbiting low mass stars. In this work, we present a program developed for NIRPS, SIMUTOOLS, which will simulate the specter that reachs the detector (H4RG). These simulations expect to: anticipate any particularity that may happen to the instrument, or the detector, so that it may be corrected beforehand, prior to NIRPS’ functioning; and also test and calibrate the data reduction software (DRS). This code was successful in its simulations, presenting the particularities of each type of observation, showing intrinsic effects due to the instrument, the difference between high accuracy and high efficiency modes and, lastly, the simulation of specters from different M stars, in which we may also realize the influence from atmospheric absorption in the observation.

Some models were developed for the interpretation of infrared intensities based on the distribution of molecular charge and its mobility during atomic displacement. The objective of this paper is t...

Cattle are animals that stay in the herd for a large period of the day in the open air pasture. This daily routine leaves them exposed and susceptible to infectious diseases. One of them is the Bovine Parasitic Sadness which is considered one of the greatest cattle health problems due its high rate of mortality and morbidity. In this work preliminary results are presented from calf inoculated with anaplasmosis. Blood samples were collected and analyzed through Fourier Transform Near Infrared spectroscopy (FT-NIR). The animal was monitored for 60 days until its recovery. This exploratory work shows the potentiality of the FT-NIR in the detection, follow-up and recovery of the anaplasmosis. The possibility of prevention of this disease in the herd via a fast optical analysis may bring a great breakthrough in disease control in dairy and beef cattle. Made available in DSpace on 2021-09-24T02:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Use-near-infrared.pdf: 833717 bytes, checksum: fa8ec1943d91a6de82530ec1ae36f54c (MD5) Previous issue date: 2021

Este trabalho apresenta resultados de uma das etapas da investigação de doutorado, na área de Educação em Ciências. Nosso objetivo, nesta etapa, foi fazer o levantamento de possíveis invariantes operatórios do campo conceitual de diferentes radiações eletromagnéticas, a partir de situaçõesproblema, à luz da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud. A proposta foi implementada no terceiro ano do Ensino Médio, com um grupo de 41 estudantes. Os resultados obtidos indicam que a aplicação das situações tem contribuído para uma melhor compreensão, no campo conceitual, das radiações eletromagnéticas. Mostrou, também, a importância de se conhecer os invariantes operatórios dos estudantes, pois este conhecimento facilita a elaboração das novas situações, ancoradas nestes invariantes iniciais, contribuindo para que o aluno amplie seu campo conceitual.

A Ranolazina é um fármaco utilizado na angina de peito estável, quando não há resposta à restante terapêutica. É uma molécula que não consta na Farmacopeia Portuguesa, pelo que não tem métodos de quantificação definidos e aprovados, e também não existem muitos trabalhos publicados visando a quantificação de Ranolazina em comprimidos. Assim, o objetivo desta dissertação será realizar estudos exploratórios visando o desenvolvimento de um método espectroscópico para a quantificação da Ranolazina em comprimidos Ranexa (750 mg). Para além da análise UV-vis em transmissão, da Ranolazina em solução metanólica, também foram estudados métodos de refletância difusa para a análise de amostras na forma de pó, na região espectral do UV-vis e no infravermelho. O desenvolvimento de métodos de análise sem solventes para a Ranolazina é muito importante, pois a sua solubilidade é reduzida na maioria dos solventes e nos que é solúvel estes apresentam alguma toxicidade. Os resultados obtidos, permitiram concluir que será possível obter facilmente um método de análise para a quantificação de Ranolazina em solução metanólica, por espectroscopia de absorção UV-vis em transmissão, partido do protocolo proposto. No que respeita aos procedimentos experimentais por refletância difusa utilizados para as amostras sólidas, tanto no UV-vis como no infravermelho, não foi possível obter curvas de calibração com significado analítico suficiente para uma avaliação completa dos métodos, contudo percebeu-se que existe um futuro promissor. As principais conclusões que se retiraram é que as gamas de trabalho tem que ser ajustadas assim como a técnica da preparação das amostras, sendo possível compreender as alterações necessárias num futuro trabalho. A diferença observada nos espectros refletância difusa da Ranolazina, em amostras obtidas por mistura mecânica e por adsorção, permitiu concluir que após adsorção na matriz sólida existe estabelecimento de interações entre o analito e a celulose, um dos componentes da matriz. Ranolazine is a drug used instable angina pectoris, when there is no response to other therapy. Is a molecule that does not appear in the Portuguese Pharmacopoeia, so it does not have official and approved quantification methods, and also there are only few published studies related to Ranolazine quantification in tablets. Thus, the objective of this work will be to carry out exploratory studies aiming the development of a spectroscopic method for Ranolazine quantification in Ranexa tablets (750 mg). In addition to the transmission UV-vis analysis of Ranolazine in methanol solution, diffuse reflectance methods were also studied for the analysis of powder form samples, in the UV-vis and infrared spectral regions. The development of solvent-free methods for Ranolazine is very important, as its solubility is reduced in most solvents and it is soluble in solvents with some toxicity. The work results allowed to conclude that it will be possible to obtain an analysis method for Ranolazine quantification in methanol solution, by transmission UV-vis absorption spectroscopy, based on the proposed protocol. Regarding to the diffuse reflectance experimental procedures used for solid samples, both in UV-vis and infrared, it was not possible to obtain calibration curves with sufficient analytical meaning for a complete evaluation of the methods. The main conclusions that can be drawn are that the working ranges need to be adjusted as well as the technique of sample preparation. However, it was understood that it would be possible to achieve the proposed goal with some experimental protocol corrections. The difference observed in the diffuse reflectance spectra of Ranolazine in samples obtained by mechanical mixing and by adsorption, allowed us to conclude that after adsorption in the solid matrix, interactions between the analyte and cellulose, one of the components of the matrix, are established.

Submitted by Jeniffer Gabriela Figueroa Coris (jgf.coris@unesp.br) on 2021-01-13T15:53:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertação mestrado Jeniffer Coris.pdf: 2571692 bytes, checksum: 764673f32a420305f003e4334e457287 (MD5) Approved for entry into archive by Tais de Almeida (tais.almeida@unesp.br) on 2021-01-13T16:32:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coris_jgf_me_bot.pdf: 2571692 bytes, checksum: 764673f32a420305f003e4334e457287 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-13T16:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coris_jgf_me_bot.pdf: 2571692 bytes, checksum: 764673f32a420305f003e4334e457287 (MD5) Previous issue date: 2020-12-02 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O estudo avaliou a influência da irradiação laser de baixa intensidade no desenvolvimento e características da membrana de Masquelet, induzida de forma ortotópica em coelhos. Foram utilizados 12 coelhos Norfolk com idade média de três meses. Em ambos os membros torácicos, foi induzida uma falha óssea segmentar de 1,0 cm de comprimento no rádio, a qual foi preenchida com um cilindro de cimento ortopédico. No período pós-operatório, em um dos membros a falha recebeu terapia laser de baixa intensidade (2J de energia) a cada 48 horas, durante 15 dias. As regiões das falhas segmentares foram avaliadas por exames ultrassonográficos e radiográficos. Seis animais foram submetidos à eutanásia com três semanas e seis com seis semanas de pósoperatório, para se proceder os exames histológicos e imuno-histoquímico das membranas de Masquelet. Em ambos os membros, radiograficamente notou-se na terceira semana de pós-operatório a presença de proliferação óssea ativa partindo das extremidades ósseas, sendo que na sexta semana o processo evolutivo mostrou-se em estágio mais avançado. O exame ultrassonográfico visibilizou, em ambos os membros, a presença da membrana induzida com uma semana de pós-operatório. Histologicamente não ocorreram diferenças estatísticas relativas ao escore semiquantitativo da intensidade de inflamação, número total de vasos sanguíneos, metaplasia óssea e colágeno. As espessuras médias das membranas induzidas foram 2050,17 µm e 1451,96 µm no membro controle e 2724,26 µm e 2081,03 µm no membro irradiado com laser, respectivamente na terceira e sexta semanas de pós-operatório. A expressão de VEGF e de PDGF foi presente nas membranas do membro controle e naquelas irradiadas, sem diferenças estatísticas. Foi possível concluir que pelos métodos de avaliação utilizados não foi possível comprovar estatisticamente a influência da irradiação laser de baixa intensidade sobre a membrana de Masquelet. This study aimed to evaluate the influence of low-intensity laser irradiation on the development and characteristics of the Masquelet membrane induced in orthotopic site in rabbits. Twelve Norfolk rabbits, mean age of 3 months were used. In both forelimbs, a segmental bone defect of 1.0 cm length was induced in the radius, which was filled with a cylinder of polymethylmethacrylate bone cement. Low-level laser therapy was used postoperatively in the bone defect of one of the forelimbs by point technique (2J energy) every 48 hours for 15 days. The bone defect were evaluated by ultrasound and radiographic examinations. Six rabbits were submitted to euthanasia at three weeks postoperatively and six rabbits at six weeks postoperatively to perform the histological and immunohistochemical examinations of the Masquelet’s membranes. In both forelimbs, radiographs showed new bone growth from the cut ends of the radius on third postoperative week, and more advanced stage on sixth postoperative week. Sonographic examination identified in both forelimbs the presence of the induced membrane one week after the surgery. Histologically, there were no statistically significant differences in semi-quantitative score of inflammation intensity, total number of blood vessels, bone metaplasia and collagen. The average thickness of the induced membranes was 2050.17 µm and 1451.96 µm in the control forelimb and 2724.26 µm and 2081.03 µm in the laser irradiated limb, respectively on third and sixth postoperative weeks. VEGF and PDGF expression were present in the induced membranes of the control and irradiated forelimbs, but showed no significant difference. In conclusion, based on assessment methods was not possible to demonstrate statistically the influence of low-intensity laser irradiation in the Masquelet membrane. CAPES – Código de Financiamento 001. FAPESP: 2019/01750-0

Submitted by Karla Rodrigues Borba (karla.borba@unesp.br) on 2020-12-04T20:31:12Z No. of bitstreams: 2 tese_karla_borba_completa.pdf: 2588745 bytes, checksum: afd1a38b38b394f0db729a6bda460fba (MD5) tese_karla_borba_texto_parcial.pdf: 600444 bytes, checksum: 17c78c3a90fb285de79f1f90569489a3 (MD5) Approved for entry into archive by Maria Irani Coito (irani@fcfar.unesp.br) on 2020-12-05T20:57:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 borba_kr_dr_arafcf_par.pdf: 604592 bytes, checksum: 0d23e86a6baa0827de5c1986860edf81 (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-05T20:57:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 borba_kr_dr_arafcf_par.pdf: 604592 bytes, checksum: 0d23e86a6baa0827de5c1986860edf81 (MD5) Previous issue date: 2020-08-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Objetivo: Durante a produção, processamento e comercialização de tomates e seus derivados é importante a avaliação de alguns atributos que irão influenciar diretamente na composição final e também na aceitação do consumidor. Teor de sólidos solúveis (SS), pH (potencial hidrogeniônico), ácidos orgânicos, açúcares, firmeza, consistência e viscosidade são alguns exemplos de parâmetros de qualidade geralmente avaliados e controlados durante toda a cadeia de produção e processamento de tomate. Os métodos utilizados, nos dias atuais, para esse controle são invasivos, demandam tempo, muitas amostras, reagentes e geram resíduos. Técnicas espectroscópicas, como a espectroscopia no infravermelho e de ressonância magnética nuclear, têm sido propostas como métodos alternativos. As principais vantagens da utilização de espectroscopia são: rapidez; possibilidade de determinação de vários atributos simultaneamente; e preparação mínima da amostra, sendo que, na maior parte do tempo não há necessidade de algum tipo de preparação prévia. Este projeto teve como objetivo: desenvolver um modelo de calibração, a partir da espectroscopia de infravermelho de médio e próximo, e ressonância magnética com o auxílio das ferramentas quimiométricas e machine learning para determinar e classificar a qualidade de tomates – frutos e pasta. Métodos: Os 3 primeiros capítulos consistem em modelos de predição e classificação desenvolvidos a partir de espectros de infravermelho e sinais de RMN-dt coletados de tomates intactos, enquanto o capítulo 4 foi realizado a partir da análise infravermelha de pasta de tomate. Capítulo 1: foi avaliada a utilização de um NIR portátil na determinação da qualidade de diferentes variedades de tomates no campo. Capítulo 2: espectros de infravermelho próximo e médio e ferramentas quimiométricas foram combinadas com o desenvolvimento de modelos de predição e classificação da qualidade de tomates destinados à indústria. Capítulo 3: Sinais de decaimento de RMN de tomates intactos juntamente com ferramentas quimiométricas de classificação e algoritmos de ‘machine learning’ foram utilizados para a criação de modelos de classificação de tomates, destinados ao processamento, de acordo com índice de maturação, SS e firmeza. Capítulo 4: Pastas de tomate, processadas por empresas na Califórnia - EUA, foram avaliadas com a utilização de um espectrômetro de infravermelho próximo portátil e os espectros foram correlacionados, por meio de PLS, com dados de qualidade (NTSS, pH, acidez titulável, consistência de Bostwick e Viscosidade) realizados por cada empresa. Resultados: Em todos os experimentos foram obtidos bons modelos de predição e/ou classificação da qualidade de tomate e pasta de tomate. No capítulo 1, modelos apresentaram boa predição, com coeficientes de correlação (r) acima de 0,81 (exceto para o modelo de determinação de glicose). A determinação de SS e firmeza (capítulo 2) resultaram em modelos com altos valores de r (0,79 e 0,93, respectivamente) e erros médios padrões baixos na determinação de pH. Os modelos de classificação do capítulo 3 apresentaram ótimos valores de acurácia (em %), próximos de 100%. Por fim, no capítulo 4, o uso de um NIR portátil combinado com PLS na análise de NTSS, consistência de Bostwick e viscosidade resultou em modelos com alta precisão (r ≥ 0,93). Conclusão: A aplicação de espectroscopia na determinação e classificação de parâmetros de qualidade mostrou-se aplicável e uma ótima alternativa para produtores e empresas de processamento de tomate na análise de qualidade. Obtendo resultados rápidos, simultâneos, precisos e sem a necessidade de preparação das amostras. Objective: During the production, processing, and marketing of tomatoes and their processed products, it is important to control some attributes that will directly influence the final composition and consumer acceptance. Content of soluble solids (SS), pH (hydrogen potential), organic acids, sugars, texture, consistency, and viscosity are some examples of quality parameters generally evaluated and controlled during the entire tomato production and processing stage. The methods used, nowadays, for this control are invasive, require time, many samples, reagents, and generate waste. Spectroscopic techniques, such as infrared and nuclear magnetic resonance spectroscopy, have been proposed as alternative methods. The main advantages of using spectroscopy are being a fast method; possibility of determining several attributes simultaneously; and minimal sample preparation, most of the time there is no need for any prior preparation. This project aimed to develop a calibration model, using medium and near-infrared spectroscopy, and magnetic resonance with the help of chemometric tools and machine learning to determine and classify the quality of intact tomatoes and paste. Methods: The first 3 chapters consist of prediction and classification models developed from infrared spectra and td NMR signals collected from intact tomatoes, while chapter 4 was carried out from the infrared analysis of tomato paste. Chapter 1: the use of a portable NIR in determining the quality of different varieties of tomatoes in the field was evaluated. Chapter 2: near and medium infrared spectra and chemometric tools were combined and models for the prediction and quality classification of tomatoes for the industry were developed. Chapter 3: NMR decay signals from intact tomatoes along with chemometric grading tools and machine learning algorithms were used to create tomato grading models for processing according to ripeness index, SS, and firmness. Chapter 4: Tomato pastes, processed by companies in California - USA, were evaluated using a portable near-infrared spectrometer and the spectra were correlated, through PLS, with quality data (NTSS, pH, titratable acidity, consistency, and viscosity) performed by each company. Results: All experiments resulted in good models for predicting and / or classifying the quality of tomato and tomato paste. In chapter 1, models showed good prediction, with correlation coefficients (r) above 0.81 (except for the glucose determination model). The determination of SS and firmness (chapter 2) resulted in models with high values of r (0.79 and 0.93, respectively) and mean standard errors Low in pH determination. The classification models, based on NMR signals, in chapter 3 showed excellent accuracy values (in%), close 100%. Finally, in chapter 4, the use of a portable NIR combined with PLS in the analysis of NTSS, Bostwick consistency, and viscosity resulted in models with high precision (r ≥ 0.93). Conclusion: The application of spectroscopy in the determination and classification of quality parameters proved to be applicable and a great alternative for producers and companies of tomato processing in the quality analysis. Obtaining fast, simultaneous, accurate results and without the need for sample preparation. CAPES: 88882.432569/2018-01 CAPES PDSE: 88881.187998/2018-01

In situ Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and cyclic voltammetry were combined for the first time to study the influence of Pt steps sites, belonging to the series of Pt(S)[n(111)x(111)], over the glycerol electrooxidation reaction (GEOR) in acid media. The spectroelectrochemical studies exhibited that the adsorption and electrooxidation process of glycerol at Pt surfaces are quite sensitive to the monoatomic ‘defect’ added on the well-ordered surface. The presence of (110) steps on the (111) terraces plays a significant role in the CV profiles with the presence of two peaks well-defined on the positive-going scan at 0.57 and 0.70 V, which the first one can be related to the (111) oriented terraces, and the second one to the (110) oriented ‘defects’. The in situ FTIR detached the presence of three well-discernible bands (ν(CO), ν(COL) and ν(CO2)) which give us new insights about glycerol electrooxidation mechanism and its dependence with the surface structure. The Pt(111) has shown the higher electroactivity towards GEOR, while Pt(110) has demonstrated greater ability in breaking C–C bond to convert into CO2. Moreover, for the Pt(111) and Pt(554) electrodes, the C–C seems to break only during the positive scan. On the other hand, at the beginning of the reverse scan, the incomplete oxidation prevails for Pt(111) and Pt(554) and, thus, being more selective to form only C3 products as dihydroxyacetone, glycolic acid and glyceric acid. Authors gratefully acknowledge financial support from FAPESP, Brazil (process numbers 2013-16930-7, 2013-13749-0, 2018-10292-2), FAPEAL, Brazil (process number 60030 1076/2016), CNPq, Brazil and CAPES, Brazil. Also, Prof. Juan M. Feliu acknowledges MINECO, Spain, through project n.o CTQ2016-76221-P.

Bone biomineralization is an exquisite process by which a hierarchically organized mineral matrix is formed. Growing evidence has uncovered the involvement of one class of extracellular vesicles, named matrix vesicles (MVs), in the formation and delivery of the first mineral nuclei to direct collagen mineralization. MVs are released by mineralization-competent cells equipped with a specific biochemical machinery to initiate mineral formation. However, little is known about the mechanisms by which MVs can trigger this process. Here, we present a combination of in situ investigations and ex vivo analysis of MVs extracted from growing-femurs of chicken embryos to investigate the role played by phosphatidylserine (PS) in the formation of mineral nuclei. By using self-assembled Langmuir monolayers, we reconstructed the nucleation core - a PS-enriched motif thought to trigger mineral formation in the lumen of MVs. In situ infrared spectroscopy of Langmuir monolayers and ex situ analysis by transmission electron microscopy evidenced that mineralization was achieved in supersaturated solutions only when PS was present. PS nucleated amorphous calcium phosphate that converted into biomimetic apatite. By using monolayers containing lipids extracted from native MVs, mineral formation was also evidenced in a manner that resembles the artificial PS-enriched monolayers. PS-enrichment in lipid monolayers creates nanodomains for local increase of supersaturation, leading to the nucleation of ACP at the interface through a multistep process. We posited that PS-mediated nucleation could be a predominant mechanism to produce the very first mineral nuclei during MV-driven bone/cartilage biomineralization.

CAPES Buscando uma melhor expectativa de vida, os consumidores estão sempre atentos à qualidade dos alimentos ofertados e ao consumo de alimentos naturais e saudáveis. Visando atender essa busca por produtos naturais, o mercado tem ofertado cada vez mais alternativas práticas e viáveis para o consumo desses alimentos, no qual podem-se citar as frutas e os vegetais desidratados ou secos. Ao utilizar o processo de secagem em produtos alimentícios, a redução do teor de umidade confere diversas vantagens, tais como a diminuição do processo de degradação, facilidade de transporte e consumo. Fato este que é bastante considerado pelos consumidores na dinâmica da vida moderna. Este trabalho apresenta a avaliação do processo de secagem do melão em diferentes condições de pré-tratamento (ultrassom, vácuo e a combinação destes) através de imagens hiperespectrais no infravermelho próximo, que é uma metodologia rápida e não destrutiva. Com esta finalidade, as amostras de melão foram cortadas em fatias padronizadas (3,0 cm x 3,0 cm x 0,3 cm) e, para o tratamento ultrassônico as amostras foram colocadas em um banho (40 kHz) e potência 50 W durante 15 min. Para o tratamento a vácuo também foi utilizada uma pressão de -700 mmHg e também 15 min de tratamento. Na combinação entre esses dois tipos de pré-tratamento foram mantidas as condições iniciais para cada um destes. O secador utilizado foi um secador de leito fixo, cuja velocidade do ar e temperatura eram fixas em 2,5 m/s e 60ºC, respectivamente, para todas as condições de secagem propostas. As imagens hiperespectrais das fatias de melão padronizadas foram obtidas para diferentes tempos de secagem e gerado um modelo PLS para umidade com base em seus respectivos valores de referência para as quatros condições: sem pré-tratamento, ultrassom, vácuo e combinação de ultrassom e vácuo. Os erros de previsão (RMSEP) obtidos para esses modelos foram, respectivamente, 3,79; 3,69; 3,23 e 2,98% de umidade. De posse desse modelo, foi possível aplicá-lo às imagens HSI no conjunto de previsão e avaliar o processo de secagem em função da uniformidade do teor de água para todas as condições de secagem propostas, assim como prever o perfil de difusão radial da água no melão de uma nova amostra de cuja geometria se comportava como uma placa plana finita. Seeking a better life expectancy, consumers are always attentive to the quality of food offered and the consumption of natural and healthy foods. In order to meet this search for natural products, the market has increasingly offered practical and viable alternatives for the consumption of these foods, in which dehydrated or dried fruits and vegetables can be cited. By using the drying process in food products, the reduction of moisture content confers several advantages, such as the reduction of the degradation process, ease of transport and consumption. This fact is widely considered by consumers in the dynamics of modern life. This paper presents the evaluation of the melon drying process under different pretreatment conditions (ultrasound, vacuum and their combination) through near infrared hyperspectral images, which is a fast and non-destructive methodology. For this purpose, the melon samples were cut into standardized slices (3.0 cm x 3.0 cm x 0.3 cm) and for ultrasonic treatment the samples were placed in a bath (40 kHz) and 50 W power for 15 min. For vacuum treatment a pressure of -700 mmHg was also used and also 15 min of treatment. In the combination of these two types of pretreatment, the initial conditions were maintained for each of these. The dryer used was a fixed bed dryer, whose air velocity and temperature were set at 2.5 m / s and 60ºC, respectively, for all proposed drying conditions. Hyperspectral images of the standardized melon slices were obtained for different drying times and a PLS model for humidity was generated based on their respective reference values for the four conditions: no pretreatment, ultrasound, vacuum and combination of ultrasound and vacuum. The prediction errors (RMSEP) obtained for these models were, respectively, 3,79; 3,69; 3.23 and 2.98% of moisture content. With this model, it was possible to apply the HSI images to the prediction set and to evaluate the drying process as a function of the uniformity of the water content for all proposed drying conditions, as well as to predict the radial diffusion profile of the water in the prediction set. melon from a new sample whose geometry behaved like a finite flat plate.

The aim of this study was to evaluate the accuracy of classification of Nellore beef aged for 0, 7, 14, or 21 days and classification based on tenderness and aging period using a bench-top hyperspectral imaging system. A hyperspectral imaging system (λ = 928–2524 nm) was used to collect hyperspectral images of the Longissimus thoracis et lumborum (aging n = 376 and tenderness n = 345) of Nellore cattle. The image processing steps included selection of region of interest, extraction of spectra, and indentification and evalution of selected wavelengths for classification. Six linear discriminant models were developed to classify samples based on tenderness and aging period. The model using the first derivative of partial absorbance spectra (give wavelength range spectra) was able to classify steaks based on the tenderness with an overall accuracy of 89.8%. The model using the first derivative of full absorbance spectra was able to classify steaks based on aging period with an overall accuracy of 84.8%. The results demonstrate that the HIS may be a viable technology for classifying beef based on tenderness and aging period.