Bioavailability of soil Cu, Fe, Mn and Zn from soil fractions / Biodisponibilidade de Cu, Fe, Mn, e Zn em frações do solo

Cationic micronutrients bioavailability depends on the chemical characteristics of soil fractions. Fourteen soils received individual doses of five micronutrients (Cu, Fe, Mn, Zn, B) arranged in seven treatments set according a Baconian Matrix. The soils incubated with treatments during 15 days had corn cultivated in greenhouse for 30 days, in three consecutive growth cycles. The cationic micronutrients were determined in the corn shoots after each growth cycle. Soil samples collected before the first and after each growth cycle had the available concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn determined by single extractions (Mehlich-1 and DTPA-pH 7.3) and by sequential extraction. Correlation analysis was performed for the Cu, Fe, Mn and Zn concentrations determined in the corn shoots, the available concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn in the soils (Mehlich-1 and DTPA) and the concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn in the soil fractions (sequential extraction). The distribution of available metals forms in fractions reflected their affinity with soil components. Soil available Cu correlated with Cu bound to organic matter. The exchangeable fraction was the main source of soil available Mn and Zn. The Fe availability related mainly to the Mn oxides, Fe oxides, and exchangeable fractions. The plants absorbed Cu mainly from the Mn-oxides and organic matter fractions.(AU)

A biodisponibilidade dos micronutrientes catiônicos depende das características químicas das frações do solo. Quatorze solos receberam doses individuais de cinco micronutrientes (Cu, Fe, Mn, Zn, B) em sete tratamentos, estabelecidos conforme uma Matriz Baconiana. Os solos, com os tratamentos, foram incubados em vasos plásticos durante 15 dias, cultivando-se milho durante 30 dias, em três ciclos consecutivos. Amostras de solo e planta foram coletadas após cada ciclo de crescimento. Os metais foram determinados na parte aérea das plantas e correlacionados com sua disponibilidade no solo (DTPA/Mehlich-1) e concentrações nas frações do solo (extração sequencial). A distribuição dos metais disponíveis nas frações refletiu sua afinidade com os componentes do solo. O Cu disponível correlacionou-se com o ligado à matéria orgânica. Enquanto a fração trocável foi a principal fonte de Mn e Zn disponíveis, a disponibilidade de Fe esteve ligada às frações óxidos de Mn, óxidos de Fe, e fração trocável. As plantas absorveram o Cu, principalmente, das frações óxidos de Mn e matéria orgânica; o Mn das frações trocável e óxidos de Mn; e o Zn da fração trocável. As extrações com DTPA e Mehlich-1 se correlacionaram positivamente com Cu, Mn e Zn absorvidos pelas plantas(AU)

Bioavailability of soil Cu, Fe, Mn and Zn from soil fractions / Biodisponibilidade de Cu, Fe, Mn, e Zn em frações do solo

Cationic micronutrients bioavailability depends on the chemical characteristics of soil fractions. Fourteen soils received individual doses of five micronutrients (Cu, Fe, Mn, Zn, B) arranged in seven treatments set according a Baconian Matrix. The soils incubated with treatments during 15 days had corn cultivated in greenhouse for 30 days, in three consecutive growth cycles. The cationic micronutrients were determined in the corn shoots after each growth cycle. Soil samples collected before the first and after each growth cycle had the available concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn determined by single extractions (Mehlich-1 and DTPA-pH 7.3) and by sequential extraction. Correlation analysis was performed for the Cu, Fe, Mn and Zn concentrations determined in the corn shoots, the available concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn in the soils (Mehlich-1 and DTPA) and the concentrations of Cu, Fe, Mn and Zn in the soil fractions (sequential extraction). The distribution of available metals forms in fractions reflected their affinity with soil components. Soil available Cu correlated with Cu bound to organic matter. The exchangeable fraction was the main source of soil available Mn and Zn. The Fe availability related mainly to the Mn oxides, Fe oxides, and exchangeable fractions. The plants absorbed Cu mainly from the Mn-oxides and organic matter fractions.

A biodisponibilidade dos micronutrientes catiônicos depende das características químicas das frações do solo. Quatorze solos receberam doses individuais de cinco micronutrientes (Cu, Fe, Mn, Zn, B) em sete tratamentos, estabelecidos conforme uma Matriz Baconiana. Os solos, com os tratamentos, foram incubados em vasos plásticos durante 15 dias, cultivando-se milho durante 30 dias, em três ciclos consecutivos. Amostras de solo e planta foram coletadas após cada ciclo de crescimento. Os metais foram determinados na parte aérea das plantas e correlacionados com sua disponibilidade no solo (DTPA/Mehlich-1) e concentrações nas frações do solo (extração sequencial). A distribuição dos metais disponíveis nas frações refletiu sua afinidade com os componentes do solo. O Cu disponível correlacionou-se com o ligado à matéria orgânica. Enquanto a fração trocável foi a principal fonte de Mn e Zn disponíveis, a disponibilidade de Fe esteve ligada às frações óxidos de Mn, óxidos de Fe, e fração trocável. As plantas absorveram o Cu, principalmente, das frações óxidos de Mn e matéria orgânica; o Mn das frações trocável e óxidos de Mn; e o Zn da fração trocável. As extrações com DTPA e Mehlich-1 se correlacionaram positivamente com Cu, Mn e Zn absorvidos pelas plantas

Feasibility of ultrasound-assisted optimized process of high purity rice bran protein extraction / Viabilidade do processo otimizado assistido por ultrassom para extração de proteína de farelo de arroz de alta pureza

Rice bran is a by-product of the rice milling process, found worldwide in abundance and highlighted due its protein content. This study optimized the conditions for ultrasonic-assisted extraction of protein from defatted rice bran (DRB) and characterized the rice bran protein concentrate (RBPC). A sequential strategy of experimental design was employed; the effect of pH, temperature, ultrasound exposure time, and amplitude were evaluated regarding the percentage of protein extraction by a Full factorial design (FFD) with a fixed frequencies (FFD-A: 37 kHz; FFD-B: 80 kHz). Subsequently, the percentage of protein extracted was optimized employing a Central composite rotatable design (variables: pH and ultrasound exposure time) and RBPC obtained was characterized regarding chemical and functional properties. The pH and ultrasound exposure time had positive effect (P 0.05) on percentage of protein extraction; moreover, 37 kHz frequency was more effective in protein extraction. The optimized condition (frequency: 37 kHz; temperature: 30 °C; pH: 10; ultrasound exposure time: 30 min; and amplitude: 100%) allowed 15.07% of protein recovery and the RBPC presented 84.76 g 100 g-1 of protein. Magnesium and copper were the main mineral in RBPC (34.4 and 25.5 µg g-1, respectively), while leucine was the limiting amino acid (0.42) and threonine presented the highest chemical score (1.0). The RBPC solubility was minimal at pH 4 and higher at pHs 6-10; the water and oil absorption capacity were higher than bovine serum albumin (BSA) and the emulsifying capacity was comparable to BSA, with a suitable stability. It was possible to obtain a higher purity RBPC than described in the literature, due to the optimization in the extraction process steps, with functional properties suitable for application in food products, especially emulsified ones.(AU)

O farelo de arroz é um subproduto do processo de moagem do arroz, encontrado em abundância em todo o mundo e destacado devido ao seu teor de proteínas. Este estudo otimizou as condições para a extração assistida por ultrassom da proteína do farelo de arroz desengordurado (DRB) e caracterizou o concentrado de proteína do farelo de arroz (RBPC). Uma estratégia sequencial de desenho experimental foi empregada; o efeito do pH, temperatura, tempo de exposição ao ultrassom e amplitude foram avaliados em relação à porcentagem de extração proteica por um Delineamento Fatorial Completo (FFD) com frequências fixas (FFD -A: 37 kHz; FFD-B: 80 kHz). Posteriormente, a porcentagem de proteína extraída foi otimizada empregando um Planejamento Composto Central (variáveis: pH e tempo de exposição ao ultrassom) e o RBPC obtido foi caracterizado quanto às propriedades químicas e funcionais. O pH e o tempo de exposição ao ultrassom tiveram efeito positivo (P 0,05) na porcentagem de extração proteica. Além disso, a frequência de 37 kHz foi mais eficaz na extração de proteínas. A condição otimizada (frequência: 37 kHz; temperatura: 30 °C; pH: 10; tempo de exposição ao ultrassom: 30 min; e amplitude: 100%) permitiu 15,07% de recuperação de proteínas e o RBPC apresentou 84,76 g 100 g-1 de proteína. Magnésio e cobre foram os principais minerais da RBPC (34,4 e 25,5 µg g-1, respectivamente), enquanto a leucina foi o aminoácido limitante (0,42) e a treonina apresentou o maior escore químico (1,0). A solubilidade do RBPC foi mínima em pH 4 e superior em pH 6-10; a capacidade de absorção de água e óleo foi maior que a albumina sérica bovina (BSA) e a capacidade de emulsificação foi comparável à BSA, com uma estabilidade adequada. Assim, foi possível obter um RBPC com elevada pureza, maior do que o descrito na literatura, devido à otimização nas etapas do processo de extração, com propriedades funcionais adequadas para aplicação em produtos alimentícios, principalmente emulsificados.(AU)

Distribuição do cádmio nas frações químicas de um cambissolo flúvico alumínico gleissólico / Cadmium distribution in chemical fractions of a fluventic dystrudept soil

A compreensão da distribuição dos elementos-traço às frações químicas do solo, mobilidade e concentração total são imprescindíveis no diagnóstico da contaminação e definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo observar o comportamento do Cd nas diferentes frações químicas e do Cd total através da extração por água régia na camada superficial de um CAMBISSOLO FLÚVICO Alumínico gleisólico. Após a contaminação com doses crescentes e incubação do metal no solo, amostras foram analisadas através do protocolo de GOMES et al. (1997) para a extração sequencial, e através do protocolo ISO 11047 (1998) (água régia) para a extração total. A concentração de Cd foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Os resultados foram submetidos à análise de variância, sendo ajustadas equações de regressão entre as variáveis analisadas e as doses de Cd aplicadas no solo e calculadas as proporções do Cd alocado em cada fração e do Cd total recuperado. O aumento das doses de Cd aplicadas no solo experimentado elevou a concentração total, e a concentração as suas frações químicas, em ordem crescente de intensidade: óxidos de ferro    <  solúvel < residual < matéria orgânica < trocável. Proporcionalmente, sob baixas concentrações, o Cd tem maior tendência de ligar-se à matéria orgânica, óxidos de ferro e à fração residual. Sob altas...

Understanding of trace elements distribution in different soil chemical fractions and of the total mobility and concentration is essential for the diagnosis of contamination and the definition of remediation strategies for contaminated sites. This study aims to evaluate Cd behavior in the soil chemical fractions and Cd total concentration extracted by aqua regia of a Fluventic Dystrudept. After the contamination with increasing doses applied and incubation of the metal in the soil, samples were analyzed following the protocol described by GOMES et al. (1997) for sequential fractionation, and the ISO 11047 (1998) (aqua regia) for total extraction. Cd determination was performed by atomic absorption spectrometry. The results were subjected to analysis of variance. Regression equations were adjusted between the variables analyzed and the Cd levels were applied to the soil. Subsequently, the proportions of the Cd allocated in each fraction and the total recovered Cd were calculated. The increase in Cd levels applied to the soil of the experiment increased total Cd concentration and the concentration in the chemical fractions in the following order of intensity: iron oxides < soluble < residual < organic matter < exchangeable. Proportionally, under low concentrations, the element has higher tendency to bind with organic matter, iron oxides and residual fraction than with...

Distribuição do cádmio nas frações químicas de um cambissolo flúvico alumínico gleissólico / Cadmium distribution in chemical fractions of a fluventic dystrudept soil

A compreensão da distribuição dos elementos-traço às frações químicas do solo, mobilidade e concentração total são imprescindíveis no diagnóstico da contaminação e definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo observar o comportamento do Cd nas diferentes frações químicas e do Cd total através da extração por água régia na camada superficial de um CAMBISSOLO FLÚVICO Alumínico gleisólico. Após a contaminação com doses crescentes e incubação do metal no solo, amostras foram analisadas através do protocolo de GOMES et al. (1997) para a extração sequencial, e através do protocolo ISO 11047 (1998) (água régia) para a extração total. A concentração de Cd foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Os resultados foram submetidos à análise de variância, sendo ajustadas equações de regressão entre as variáveis analisadas e as doses de Cd aplicadas no solo e calculadas as proporções do Cd alocado em cada fração e do Cd total recuperado. O aumento das doses de Cd aplicadas no solo experimentado elevou a concentração total, e a concentração as suas frações químicas, em ordem crescente de intensidade: óxidos de ferro    <  solúvel < residual < matéria orgânica < trocável. Proporcionalmente, sob baixas concentrações, o Cd tem maior tendência de ligar-se à matéria orgânica, óxidos de ferro e à fração residual. Sob altas...(AU)

Understanding of trace elements distribution in different soil chemical fractions and of the total mobility and concentration is essential for the diagnosis of contamination and the definition of remediation strategies for contaminated sites. This study aims to evaluate Cd behavior in the soil chemical fractions and Cd total concentration extracted by aqua regia of a Fluventic Dystrudept. After the contamination with increasing doses applied and incubation of the metal in the soil, samples were analyzed following the protocol described by GOMES et al. (1997) for sequential fractionation, and the ISO 11047 (1998) (aqua regia) for total extraction. Cd determination was performed by atomic absorption spectrometry. The results were subjected to analysis of variance. Regression equations were adjusted between the variables analyzed and the Cd levels were applied to the soil. Subsequently, the proportions of the Cd allocated in each fraction and the total recovered Cd were calculated. The increase in Cd levels applied to the soil of the experiment increased total Cd concentration and the concentration in the chemical fractions in the following order of intensity: iron oxides < soluble < residual < organic matter < exchangeable. Proportionally, under low concentrations, the element has higher tendency to bind with organic matter, iron oxides and residual fraction than with...(AU)

Fractionation of heavy metals in yellow latosol cultivated with vegetables / Fracionamento de metais pesados em latossolo amarelo sob cultivo de hortaliças

Sequential extraction or chemical fractionation of heavy metals allows inferences to be made about their origin, occurrence, bioavailability, toxic potential and environmental contamination. Thus, the present study aimed to assess the distribution of Cu, Mn, Ni, Pb and Zn among the different soil fractions and landscape compartments of a yellow latosol cultivated with vegetables. Soil samples were collected from five areas cultivated with tomato (Lycopersicon esculentum, Mill.), lettuce (Lactuca sativa), chili pepper (Capsicum annuum L.) and chard (Beta vulgaris L.) in different slope positions (upper, middle, lower), and four reference areas (native forest), at a depth of 0.00 - 0.20 m. Heavy metal levels were also assessed in water used to irrigate the crops and for human consumption by collecting 200 ml of water samples from reservoirs. The soil samples were sequentially fractionated to quantify the concentrations of adsorbed Cu, Mn, Ni, Pb and Zn in the exchangeable (EF), organic matter (OF), amorphous and crystalline iron oxide fractions (AFeOx and CFeOx). Landscape position only interfered significantly in heavy metal adsorption in the soil for Cu and Ni associated with CFeOx and Zn bound to the EF in the farming areas. The highest Cu, Ni, Pb and Zn levels were found in the fractions with less stable chemical bonds (bound to organic matter), in addition to a strong affinity between Cu, Zn and Mn and the oxide fractions (AFeOx + CFeOx). The low affinity of Pb and Ni for the AFeOx and CFeOx fractions indicates greater contamination potential for the water reservoirs. In the short term, organic matter is the main source of remediation for heavy metal contamination in soil, making it important to adopt conservation practices aimed at reducing OM losses.(AU)

Extrações sequenciadas ou fracionamento químico de metais pesados permitem inferências sobre origem, forma de ocorrência, biodisponibilidade, potencial de toxicidade e contaminação ambiental por esses elementos. Assim, o presente estudo foi desenvolvido com o propósito de avaliar a distribuição de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn entre as diferentes frações do solo e compartimento da paisagem, de um Latossolo Amarelo sob cultivo de hortaliças. Foram coletadas amostras de solos de cinco áreas cultivadas com tomate (Lycopersicon esculentum, Mill.), alface (Lactuca sativa), pimentão (Capsicum annuum L.) e acelga (Beta vulgaris L.) em diferentes posições no relevo (topo, encosta, baixio) e quatro áreas de referência (mata nativa), na profundidade de 0,00 - 0,20 m. Também foram avaliados os teores de metais pesados na água destinada à irrigação das lavouras e ao consumo humano, coletando-se para isso, 200 ml de amostras de água dos reservatórios. As amostras de solo foram fracionadas sequencialmente para quantificação dos teores de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn adsorvidos às frações trocável (FT), matéria orgânica (FO), óxido de ferro amorfo e cristalino (OxFeA e OxFeC). As posições da paisagem interferiram significativamente na adsorção de metais pesados no solo apenas para o Cu e o Ni ligados à OxFeC e para o Zn ligado à FT, nas áreas cultivadas. Os maiores teores de Cu, Ni, Pb e Zn no solo encontram-se nas frações com ligações químicas menos estáveis (ligados à matéria orgânica) sendo também encontrada forte afinidade de Cu, Zn e Mn às frações oxídicas (AFeOx + CFeOx). A baixa afinidade de Pb e Ni às OxFeA e OxFeC condiciona maior potencial de contaminação dos reservatórios hídricos. A curto prazo, a matéria orgânica é a principal fonte de remediação de metais pesados no solo, sendo importante a adoção de práticas conservacionistas que reduzam suas perdas.(AU)

Distribuição geoquímica e biodisponibilidade de metais traço em sedimentos no Rio Bento Gomes, Poconé - MT, Brasil / Geochemical distribution and bioavailability of trace metals in sediments of the Bento Gomes River, Poconé - MT, Brazil

The sediment is one of the major compartments of aquatic ecosystems, it plays an important role in the transport and accumulation of metal. This study aimed to determine the concentration of metals in geochemical fractions of the Bento Gomes River sediments, Pantanal of Poconé (MT) through selective extraction and sequential in order to assess the distribution and mobility of metals. The sediments were collected in the rainy and dry seasons in eight different points, and the metals (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn and Ni) extracted from sediments by sequential extraction procedures (based on the proposed by BCR protocol - Community Bureau of Reference) and selective extraction (based on the 3050B protocol of the Environmental Protection Agency of the United States), using certified reference materials for validation of the analytical method. All metals showed levels below the limits established by CONAMA Resolution nº 454/2012 in the dry season, except for Ni in the rainy season (greater than 18 mg kg-1). The fractionation studies indicated that the metals were found in mobilized sediment fractions, especially associated with the iron oxides. The metals more mobile and hence more bioavailable, have been manganese, zinc and nickel, particularly in the rainy season. Largest copper contents were found in the residual fraction of the sediment, indicating low mobility in the aquatic environment. The sequence of mobility of the metals studied was Mn> Zn> Ni> Cr> Cu> Fe.

O sedimento é um dos compartimentos mais importantes dos ecossistemas aquáticos, possui papel importante no transporte e acumulação de metais. Este estudo teve por objetivo determinar a concentração de metais nas frações geoquímicas de sedimentos do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé (MT) por meio da extração seletiva e sequencial, a fim de avaliar a distribuição e mobilidade dos metais. Os sedimentos foram coletados nos períodos seco e chuvoso em oito pontos distintos, e os metais (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn e Ni) extraídos dos sedimentos por procedimentos de extração sequencial (baseada no protocolo proposto por BCR -Community Bureau of Reference) e de extração seletiva (baseada no protocolo 3050B da Environmental Protection Agency of the United States), utilizando-se materiais de referência certificados para validação do método analítico. Todos os metais apresentaram teores abaixo do limite previsto na Resolução CONAMA nº 454/2012 no período seco, com exceção do Ni no período chuvoso (maior que 18 mg kg-1). Os estudos de fracionamento indicaram que os metais foram encontrados nas frações mobilizáveis do sedimento, especialmente associados aos óxidos de ferro. Os metais mais móveis e, consequentemente, mais biodisponíveis, foram o manganês, zinco e níquel, principalmente na época chuvosa. Maiores teores de cobre foram encontrados nas frações residuais do sedimento, indicando baixa mobilidade no meio aquático. A sequência de mobilidade dos metais estudados foi Mn > Zn > Ni > Cr > Cu > Fe.

Distribuição geoquímica e biodisponibilidade de metais traço em sedimentos no Rio Bento Gomes, Poconé - MT, Brasil / Geochemical distribution and bioavailability of trace metals in sediments of the Bento Gomes River, Poconé - MT, Brazil

The sediment is one of the major compartments of aquatic ecosystems, it plays an important role in the transport and accumulation of metal. This study aimed to determine the concentration of metals in geochemical fractions of the Bento Gomes River sediments, Pantanal of Poconé (MT) through selective extraction and sequential in order to assess the distribution and mobility of metals. The sediments were collected in the rainy and dry seasons in eight different points, and the metals (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn and Ni) extracted from sediments by sequential extraction procedures (based on the proposed by BCR protocol - Community Bureau of Reference) and selective extraction (based on the 3050B protocol of the Environmental Protection Agency of the United States), using certified reference materials for validation of the analytical method. All metals showed levels below the limits established by CONAMA Resolution nº 454/2012 in the dry season, except for Ni in the rainy season (greater than 18 mg kg-1). The fractionation studies indicated that the metals were found in mobilized sediment fractions, especially associated with the iron oxides. The metals more mobile and hence more bioavailable, have been manganese, zinc and nickel, particularly in the rainy season. Largest copper contents were found in the residual fraction of the sediment, indicating low mobility in the aquatic environment. The sequence of mobility of the metals studied was Mn> Zn> Ni> Cr> Cu> Fe.(AU)

O sedimento é um dos compartimentos mais importantes dos ecossistemas aquáticos, possui papel importante no transporte e acumulação de metais. Este estudo teve por objetivo determinar a concentração de metais nas frações geoquímicas de sedimentos do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé (MT) por meio da extração seletiva e sequencial, a fim de avaliar a distribuição e mobilidade dos metais. Os sedimentos foram coletados nos períodos seco e chuvoso em oito pontos distintos, e os metais (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn e Ni) extraídos dos sedimentos por procedimentos de extração sequencial (baseada no protocolo proposto por BCR -Community Bureau of Reference) e de extração seletiva (baseada no protocolo 3050B da Environmental Protection Agency of the United States), utilizando-se materiais de referência certificados para validação do método analítico. Todos os metais apresentaram teores abaixo do limite previsto na Resolução CONAMA nº 454/2012 no período seco, com exceção do Ni no período chuvoso (maior que 18 mg kg-1). Os estudos de fracionamento indicaram que os metais foram encontrados nas frações mobilizáveis do sedimento, especialmente associados aos óxidos de ferro. Os metais mais móveis e, consequentemente, mais biodisponíveis, foram o manganês, zinco e níquel, principalmente na época chuvosa. Maiores teores de cobre foram encontrados nas frações residuais do sedimento, indicando baixa mobilidade no meio aquático. A sequência de mobilidade dos metais estudados foi Mn > Zn > Ni > Cr > Cu > Fe.(AU)

Quantification of storage proteins during seed imbibition of native species from the brazilian caatinga vegetation / Quantificação de proteínas de reserva durante a embebição de sementes de espécies nativas da caatinga

Poincianella pyramidalis (Fabaceae), Schinopsis brasiliensis (Anacardiaceae) and Sideroxylon obtusifolium (Sapotaceae) are native species of the Caatinga vegetation from northeastern Brazil and have both biological importance and potential economic uses. Little is known about the water uptake and degradation of storage proteins during seed germination of these species. The aim of this study was to evaluate the imbibition and quantify the amount of storage proteins during seed germination of P. pyramidalis, S. brasiliensis and S. obtusifolium. Two lots of S. obtusifolium seeds with different vigour were used. Four replicates of 20 seeds of P. pyramidalis, S. brasiliensis and S. obtusifolium, were sown onto gerboxes with blotting paper soaked in distilled water and incubated during 72, 200 and 624 hours. Before and after imbibition seeds were weighed and frozen at until the sequential extraction and analysis of the seed storage proteins. Based on our results, we conclude that seed germination of P. pyramidalis, S. brasiliensis and S. obtusifolium has a well-defined triphasic imbibition. All storage proteins content of P. pyramidalis and S. brasiliensis seeds degraded along with the seed imbibition. Likewise, the content of albumins, globulins and glutelins decreased as S. obtusifolium seeds absorbed water.

Poincianella pyramidalis (Fabaceae), Schinopsis brasiliensis (Anacardiaceae) e Sideroxylon obtusifolium (Sapotaceae) são espécies nativas da Caatinga e que apresentam grande importância biológica e potencial econômico. Pouco se sabe sobre a absorção de água e degradação de proteínas de reserva durante a germinação dessas espécies. O objetivo deste trabalho foi avaliar a embebição e quantificação de proteínas de reserva durante o processo germinativo de sementes de P. pyramidalis, S. brasiliensis and S. obtusifolium. Dois lotes de sementes de S. obtusifolium de vigor diferente foram utilizados. Quatro repetições de 20 sementes de P. pyramidalis, S. brasiliensis e S. obtusifolium, foram colocados em gerbox com papel germitest umedecido com água destilada e incubados durante 72, 200 e 624 horas. Antes e após a embebição as sementes foram pesadas até a extração sequencial e quantificação de proteínas de reserva. A germinação das sementes de P. pyramidalis, S. brasiliensis e S. obtusifolium tem um padrão de embebição trifásico bem definido. Assim, podemos concluir que a germinação das sementes de P. pyramidalis, S. brasiliensis e S. obtusifolium apresenta modelo trifásico na embebição bem definido. O conteúdo de proteínas de reserva de P. pyramidalis e S. brasiliensis degrada na medida em que suas sementes embebem. Os teores de albuminas, globulinas e glutelinas reduzem na medida em

Estimativas de consumo de bovinos a pasto utilizando o caulim como indicador fecal

Resumo: Artigo 1: Muitos marcadores apresentam certas limitações de uso, e nesse contexto o caulim é um possível marcador com aplicabilidade, pois apresenta características aceitáveis. Sua quantificação é realizada indiretamente através do alumínio presente no composto, e o teor do mesmo, determinado pelo método analítico colorimétrico com aluminon. Atualmente, pesquisas em nutrição animal tem apresentado informações interessantes, porém, falhas na metodologia analítica do composto tem apresentado resultados não satisfatórios. Uma alternativa eficaz, é o método de digestão ácida com mistura nitroperclórica associado ao ácido fluorídrico. Assim, a busca por novas metodologias acessíveis, práticas, de baixo custo que promove resultados acurados, precisos e robustos para a quantificação do teor de Al no caulim, se faz necessário diante desse cenário. Artigo 2: Nós testamos um novo procedimento analítico quantificativo de extração de Al em caulim e comparamos os resultados com amostras analisadas pelo método colorimétrico aluminona e leitura por espectroscopia de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente. Por meio do novo procedimento, amostras puras de caulim e fezes, e/ou misturadas foram digeridas em mistura ácida nitroperclórica, após, acrescentado ácido fluorídrico e quantificadas por espectrofotometria de absorção atômica. Conclui-se que o procedimento analítico proposto pelo estudo foi acurado e robusto quanto a extração de Al de amostras de fezes bovina com caulim. Artigo 3: No Exp. 1, buscou-se substituir o dióxido de titânio pelo caulim, fornecidos via oral, como marcadores fecais, enquanto se utilizou o óxido crômico como marcador do consumo de suplemento. Foram realizados três ensaios sequenciais, sendo que em cada ensaio utilizou-se quatro garrotes Nelore inteiros, que receberam individualmente e simultaneamente 20 g de TiO2 e 80 g de caulim/animal via oral, 2,0 kg de suplemento contendo 1% de óxido crômico. Afim de avaliar a diferença das avaliações nutricionais entre diferentes horários de coleta de fezes foram coletadas fezes em dois horários (08h00min e 16h00min), após realizada uma amostra composta destes. Não foram verificadas diferenças significativas (P=0,7976) na determinação da excreção fecal quando determinados pelos marcadores externos dióxido de titânio e caulim, e comparados entre eles. Quando foram comparados os resultados finais por meio de coletas de fezes em diferentes horários, não foi verificado efeito significativo entre os valores estimados. Conclui-se que o caulim foi capaz de estimar a excreção fecal de bovinos de corte a pasto, e o manejo de coleta de fezes realizada uma vez ao dia é suficiente para estimar as avaliações nutricionais dos mesmos. No Exp. 2, avaliou-se a possibilidade de substituir o dióxido de titânio pelo caulim, fornecidos via suplemento, como marcadores de excreção fecal em bovinos de corte a pasto (4 garrotes/estudo; 360 dias de idade). Observou-se que o caulim apresentou resultados superiores (P 0,0002) ao estimado pelo TiO2 (2,70 e 5,25 kg/d, respectivamente; EPM = 0,357). Conclui-se que o fornecimento via suplemento do marcador externo caulim, não permitiu a estimativa de excreção fecal de garrotes. Artigo 4: Foram realizados dois experimentos simultâneos para avaliar a substituição do LIPE® como estimador da excreção fecal, e do óxido crômico como estimador do consumo de suplemento por Caulim (Exp. 1) e dióxido de titânio (Exp. 2). Foram utilizados doze garrotes Nelore (4 garrotes/tratamento; 233 ± 6,2 kg de PC). Os animais foram distribuídos em um delineamento de quatro quadrados latinos 3 x 3 simultâneos. Concluiu-se que os marcadores externos caulim e TiO2, foram capazes de estimarem a excreção fecal e os consumos de matéria seca de bovinos de corte a pasto.

Abstract: Manuscript 1: Many markers have limitations, kaolin is a possible intake marker with applicability, because it has acceptable physical and chemical characteristics. The quantification is performed indirectly by aluminum present in the substance, and determined by colorimetric method with aluminon. Currently, research in animal nutrition has presented interesting information, however, flaws in the analytical methodology of kaolin have shown unsatisfactory results. An effective alternative is nitroperchloric acid digestion associated with hydrofluoric acid. So, research for new practical and low-cost methodologies that present accurate and robust results is still necessary. Manuscript 2: We tested a new Al extraction analytical procedure in kaolin samples and compared the results with samples analyzed by the aluminon colorimetric method and reading by optical emission spectroscopy with inductively coupled plasma. The samples were digested in a nitroperchloric acid mixture associated with hydrofluoric acid, and quantified by atomic absorption spectrophotometry. Therefore, the analytical procedure proposed by the study was accurate and robust regarding Al extraction from samples of cattle feces with kaolin. Manuscript 3: Exp. 1 The objective was to replaced titanium dioxide with kaolin, supplied orally, as fecal markers, while chromic oxide was used as a marker of supplement intake. Three sequential trials were conducted, and in each trial used four Nelore steers, which received individually and simultaneously 20 g TiO2 and 80 g kaolin/animal orally and 2.0 kg of supplement containing 1% chromic oxide. To evaluate the difference between different times of collection of feces were collected feces at two times (08:00 am and 16:00 pm), after performing a composite sample of these. There were no significant differences (P=0.7976) in the determination of fecal excretion when determined by the external markers titanium dioxide and kaolin. When the final results were compared by collecting feces at different times, there was no significant effect between the estimated values. It was concluded that kaolin was able to estimate the fecal excretion of beef cattle on pasture, and the management of collecting feces once a day is sufficient to estimate the nutritional evaluations of them. In Exp. 2, we evaluated the possibility of replacing titanium dioxide with kaolin, supplied via supplement, as markers of fecal excretion in beef cattle grazing (4 steers/study; 360 days of age). It was observed that kaolin showed superior results (P 0.0002) to that estimated by TiO2 (2.70 and 5.25 kg/d, respectively). Concluded that the supply via supplement of the external marker kaolin, did not allow the estimation of fecal excretion of calves. Manuscript 4. Two simultaneous experiments were performed to evaluate the substitution of LIPE® as an estimator of fecal excretion, and of chromic oxide as an estimator of supplement intake by kaolin (Exp. 1) and titanium dioxide (Exp. 2). Twelve Nelore steers were used (4 steers/treatment; 233 ± 6.2 kg of BW). Thus, the external markers kaolin and TiO2, were able to estimate the fecal excretion and dry matter consumption of beef cattle to pasture.

Chemical speciation: an instrument for evaluation of mineral bioavailability / Especiação química: uma ferramenta para avaliação da biodisponibilidade de minerais em alimentos

Chemical speciation allows knowing the the different chemical forms of metals in a sample. Sequential extraction procedures are used to evaluate the fractionation of the metals in solid matrices. Few studies are described in the literature related to chemical speciation in food. Residues from fruits and vegetables generated in industry processes results in significant nutritional losses. The nutritional value of a food containing a given mineral depends not only on its content, but also on its bioavailability. The present paper emphasizes the importance of chemical speciation in food, considering the amount of loss of fruits and vegetables, since they are great sources of minerals.(AU)

A especiação química permite conhecer as diferentes formas químicas de minerais em uma matriz. A extração sequencial identifica as diferentes frações químicas que um metal está na amostra. Há pouco relato na literatura da aplicação da extração sequencial em alimentos. Muitos resíduos de frutas e hortaliças são gerados em processos industriais caracterizando perda nutricional significativa. O valor nutricional dos minerais em um alimento está relacionado à quantidade deste e à sua biodisponibilidade. O presente estudo enfatiza a aplicação da extração sequencial em alimentos para melhor aproveitamento de resíduos de frutas e hortaliças, que são fontes de minerais.(AU)

Mineralogy, zinc kinetic adsorption and sequential extraction of contaminated soil in Manaus, Amazon / Mineralogia, cinética de adsorção e extração sequencial de zinco de um solo contaminado em Manaus, Amazônia, Brazil

Zinc is a heavy metal that enters the environment as consequence of both natural and anthropogenic activities. The association of the soil geochemical fractions and adsorption kinetics were studied to evaluate the behavior of the Zn in a contaminated Utisol soil. The contaminated soil samples were collected at depth 0-20, 20-40, 40-60, and 60-80cm into the Manaus Industrial District (MID) region. The study was performed in soil fractions at 50µm being the samples submitted to sequential extraction, batch experiments, X-ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR). The adsorption kinetics was fitted according to Lagergren equation. The physical and chemical proprieties of soil showed that organic matter has low cation adsorption capacity and the existence of kaolinite poorly ordered, monoclinic and mixed with others mineral. The kinetics experiments performed indicated that the Zn is adsorbed by sorption process most probably with the formation of two bidentate surfaces. The Zn contents are above established by CETESB (reference value 60mg kg-1) being observed remarkable differences between exchangeable and residual fraction.(AU)

O zinco é um metal pesado que é introduzido no ambiente como consequências de atividades naturais e antrópicas. A associação das frações geoquímicas do solo e a cinética de adsorção foram estudadas para avaliar o comportamento do Zn em um Argissolo Vermelho-Amarelo. As amostras de solo contaminado foram coletadas nas profundidades de 0-20, 20-40, 40-60 e 60-80cm na região do Distrito Industrial de Manaus (MID). O estudo foi realizado nas frações do solo 50µm, sendo as amostras submetidas à extração sequencial, experimentos de adsorção, difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (IV-TF). A cinética de adsorção foi ajustada de acordo com a equação de Lagergren. As propriedades físicas e químicas do solo mostram que a matéria orgânica tem baixa capacidade de adsorção e a existência de caulinita pobremente ordenada, monoclina e misturada com outros minerais. Os experimentos de cinética indicaram que o Zn é adsorvido por um processo de sorção, muito provavelmente, parecido com a formação de superfícies bidentadas. A quantidade de Zn está acima do estabelecido pela CETESB (valor de referência de 60mg kg-1), sendo observada notável diferença entre as frações trocável e residual.(AU)

Experimental infection of Capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) with an Amblyomma sculptum-derived strain of Rickettsia rickettsii

A Febre Maculosa Brasileira (FMB) é reconhecida como a doença transmitida por carrapatos com maior letalidade no Brasil e outros países do hemisfério ocidental. Rickettsia rickettsii é seu agente etiológico e, na sua história natural, os carrapatos e mamíferos cumprem um papel essencial. No sudeste brasileiro, Amblyomma sculptum é o principal vetor incriminado e as capivaras têm sido reconhecidas como hospedeiros amplificadores. Estudos prévios têm comprovado que as capivaras são suscetíveis à infecção com R. rickettsii e apresentam uma rickettsemia prolongada que possibilita a infecção de populações de A. sculptum suscetíveis. Os estudos citados, usaram na infecção, uma cepa de R. rickettsii isolada de carrapatos Amblyomma aureolatum (cepa Taiaçu), sem executar novos desafios de infecção em animais imunes. No presente trabalho, apresentamos os resultados de uma infecção experimental de capivaras com uma cepa de R. rickettsii isolada de carrapatos A. sculptum (cepa Itu) identificando variáveis clínicas, hematológicas e patológicas, o período de rickettsemia e a subsequente transmissão de R. rickettsii a populações de carrapatos A. sculptum suscetíveis, com uma análise sequencial da sua competência vetorial. Adicionalmente, foram executados desafios posteriores para estudar os parâmetros citados em animais imunes ou convalescentes. Cinco capivaras, de duas áreas não endêmicas no estado de São Paulo, foram infectadas com R. rickettsii (cepa Itu) através de infestações com carrapatos A. sculptum infectados. A temperatura retal e os sinais clínicos foram avaliados por um período de acompanhamento de 30 dias e amostras de sangue foram coletadas a cada dois dias, para inoculação de cobaias, extração de DNA, hematologia e reação de imunofluorescência indireta (RIFI). Adicionalmente, as capivaras também foram infestadas com carrapatos A. sculptum não infectados (ninfas e adultos) em duas câmaras de alimentação (uma junto com os adultos infectados e a outra separados dos adultos infectados), os quais foram posteriormente coletados, incubados e usados para infestar coelhos suscetíveis e para extração de DNA. Estes procedimentos foram repetidos através de infecções subsequentes nas capivaras. Na primoinfecção, quatro de cinco capivaras apresentaram sinais clínicos e duas delas morreram, exibindo lesões macroscópicas vasculares durante a necropsia. Baseando-se na inoculação das cobaias, houve rickettsemia em todas as capivaras com uma duração média de 9,2 dias (intervalo: 6-20 dias). DNA de Rickettsia foi amplificado em amostras de sangue de três capivaras e algumas variáveis hematológicas (hematócrito e contagem de leucócitos) se alteraram durante a infecção. Todos os indivíduos apresentaram respostas sorológicas, mantiveram títulos de anticorpos durante o período de acompanhamento (307-555 dias) e, nos animais convalescentes, anticorpos foram detectados prévio a cada desafio ulterior. Em aquelas capivaras, não foram registrados nem sinais clínicos nem rickettsemia depois de cada um dos desafios. As amostras de carrapatos coletadas durante a primoinfecção, de todas as capivaras, amplificaram DNA de Rickettsia com taxas de infecção de 4,6-30% para ninfas e 5,0-100.0% para adultos. Adicionalmente, depois das infestações com estes carrapatos, os coelhos apresentaram sinais clínicos e reação sorológica. Pelo contrário, carrapatos coletados durante os desafios posteriores não amplificaram DNA de Rickettsia e os coelhos infestados com estes não exibiram sinais clínicos nem resposta de anticorpos. Salienta-se que um lote de carrapatos coletados da capivara 5, durante a segunda infeção, que se alimentaram junto com os adultos infectados, amplificaram DNA de Rickettsia, sugerindo uma provável transmissão horizontal não sistêmica. Em conclusão, no presente estudo foi corroborada a susceptibilidade das capivaras à infecção com R. rickettsii (cepa Itu) e a apresentação de variáveis de infecção similares quando comparada com a cepa Taiaçu. Não obstante, novas características clínicas e de infecção de carrapatos foram registradas em animais primo-infectados e imunes.

Brazilian Spotted Fever (BSF) is recognized as the most lethal tick-borne disease in Brazil and other countries in the western hemisphere. Rickettsia rickettsii is its etiological agent, and in its natural history, ticks and mammals perform an essential epidemiologic role. In Southeastern Brazil, Amblyomma sculptum is the main incriminated vector and capybaras have been recognized as amplifier hosts. Previous studies have comproved that capybaras are susceptible to infection with R. rickettsii and that develop a rickettsemia of sufficient length to infect naïve A. sculptum ticks. These studies used for infection a strain of R. rickettsii isolated from Amblyomma aureolatum ticks (strain Taiaçu) without performing subsequent infection challenges in immune animals. Herein, we present the results of an experimental study infecting capybaras with a R. rickettsii-strain isolated from A. sculptum (strain Itu) identifying clinical, haematological and pathological features, rickettsemic period and subsequent transmission of R. rickettsii to susceptible A. sculptum tick populations with a sequential analysis of their vectorial competence; also, we performed subsequent infections to evaluate the mentioned variables in immune or convalescent animals. Five capybaras, from two non-endemic regions in São Paulo state, were infected with R. rickettsii (strain Itu) through tick infestations with infected A. sculptum adults. Rectal temperature and clinical signs were registered during a 30-day following period and blood samples collected, each two days, for guinea pig inoculation, DNA extraction, haematology and immunofluorescence antibody test (IFA). Also, capybaras were infested with non-infected A. sculptum ticks (nymphs and adults) in two feeding chambers (one to feed with infected adults and another to feed separated from infected adults), which were further collected, incubated and posteriorly used for infestation of susceptible rabbits and DNA extraction. These procedures were repeated during subsequent capybara infections. During primoinfection, four out of five capybaras presented clinical signs and two died, showing vascular gross lesions at necropsy. Based on guinea pig inoculation, rickettsemia was present in all capybaras with a mean duration of 9.2 days (range: 6-12 days). Rickettsia DNA was amplified in blood samples of three capybaras and some hematologic variables (PCV, and leucocyte count) were altered during infection. All individuals presented serological responses and maintain antibody titres during the following period (307-555 days) and, in convalescent capybaras, antibodies were detected before each subsequent infection. In those animals, no clinical signs nor rickettsemia were detected after each infection challenge. Samples of ticks collected during primoinfection of all capybaras amplified Rickettsia DNA with infectious rates of 4.6-30.0% and 5.0-100.0% in molted nymphs and adults, respectively. Also, after infestations with these ticks, rabbits presented clinical signs and serologic reactivity. By contrast, ticks collected during subsequent capybara infections did not amplify Rickettsia DNA and rabbits infested with them did not exhibited clinical signs nor antibody response. Notably, a batch of ticks collected from capybara 5, during the second infection, that fed adjacent with infected adults, amplified Rickettsia DNA, suggesting a probable R. rickettsii non-systemic horizontal transmission. In conclusion, in the present study it was corroborated capybara susceptibility to infection with R. rickettsii (strain Itu) and similar infection variables when comparing with strain Taiaçu. However, new clinical and tick transmission patterns were registered in first-infected and immune animals.

Desenvolvimento e validação de método de ersa quantitativo e confirmatório por HPLC/ M5 - M5 para determinação de resíduos de avermectinas, monensina e fipronil em fígado bovino e de aves.

Os antiparasitários, como as avermectinas e o fipronil, são largamente utilizados na bovinocultura de corte para controlar infestações por endo e ectoparasitas. Os ionóforos, entre eles a monensina, são também largamente utilizados em bovinos como aditivos promotores de crescimento. Porém, o uso de medicamentos em animais produtores de alimentos pode levar ao aparecimento de resíduos desses na carcaça. Os laboratórios que realizam análises de resíduos de medicamentos veterinários em alimentos necessitam ter capacidade técnica e as metodologias analíticas utilizadas devem ser validadas por um processo que define os requisitos analíticos e confirma que o método investigado é capaz de ser executado consistentemente. Com o objetivo de atender ao monitoramento da presença de resíduos em produtos de origem animal, um método analítico quantitativo e confirmatório para pesquisa de resíduos de monensina, fipronil, fipronil sulfona e avermectinas em fígado bovino, por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas sequencial (UHPLC/MS-MS), foi desenvolvido, otimizado e validado. Também foi realizada a expansão do escopo analítico para fígado de frango. O método foi avaliado pelos seguintes parâmetros de desempenho: seletividade, linearidade, precisão, exatidão, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), limite de decisão (CC), capacidade de detecção (CC), robustez e incerteza da medição. A metodologia analítica apresentou seletividade para todos os analitos, exceto para ivermectina; alta linearidade com coeficiente de correlação (r) superior a 0,911; precisão satisfatória nos ensaios de repetibilidade e de reprodutibilidade; e exatidão adequada, com recuperações médias variando entre 88,6 e 113,8%. Na avaliação da robustez, as variações efetuadas no procedimento de extração foram relevantes no nível de concentração estudado e o método foi robusto para análise de todos os analitos, exceto fipronil e eprinomectina. A incerteza de medição combinada foi satisfatória nas concentrações de 0,5; 1,0 e 1,50 vezes o LMR para todos os analitos estudados. A expansão de escopo do método analítico validado para inclusão da matriz fígado de frango apresentou resultados aceitáveis para todos os analitos nos parâmetros de linearidade, precisão (CV < 15,9% para repetibilidade e CV< 20,2% para reprodutibilidade); exatidão e incerteza de medição (1,04 a 3,06 g kg-1). Concluiu-se que método de UHPLC/MS-MS apresentou as características de desempenho necessárias, sendo adequado para a pesquisa de resíduos de monensina, fipronil, fipronil sulfona e avermectinas em fígado bovino, bem como em fígado de aves.

Antiparasitics, such as avermectins and fipronil, are widely used in beef cattle to control infestations by endo and ectoparasites. Ionophores, including monensin, are also largely used in cattle as growth promoting additives. However, the use of drugs in food producing animals may lead to the appearance of such residues in the carcass. Laboratories conducting analyzes of veterinary drug residues in food need to have technical capacity and the analytical methodologies used must be validated by a process that defines analytical requirements and confirms that the investigated method is capable of being performed consistently. With the objective of attending to the monitoring of the presence of residues in products of animal origin, a quantitative and confirmatory method for the detection of residues of monensin, fipronil and fipronil sulfone in bovine liver by ultra-high performance liquid chromatography coupled to sequential mass spectrometry (UHPLC/MS-MS) was developed, optimized and validated. It was also carried out the expansion of the analytical scope for liver of broiler chickens. The method was evaluated by the following performance parameters: selectivity, linearity, precision, accuracy, limits of detection (LD) and quantification (LQ), limit of decision (CC), detection capacity (CC), robustness and measurement uncertainty. The analytical methodology showed selectivity for all analytes, except ivermectin; high linearity with correlation coefficient (r) greater than 0.911; satisfactory precision in repeatability and reproducibility tests; and adequate accuracy, with mean recoveries varying between 88.6 and 113.8%. In the evaluation of the robustness, the variations made in the extraction procedure were relevant in the concentration level studied and the method was robust for analysis of all analytes, except fipronil and eprinomectin. The measurement uncertainty was satisfactory at concentrations of 0.5; 1.0 and 1.50 MRL for all analyzed analytes. The scope expansion of the validated analytical method for inclusion of the chicken liver matrix presented acceptable results for all analytes in the parameters of linearity, precision (CV < 15.9% for repeatability and CV < 20.2% for reproducibility); accuracy and uncertainty (1.04 to 3.06 g kg-1). It was concluded that the UHPLC/MS-MS method presented the necessary performance characteristics, being suitable for the detection of residues of monensin, fipronil, fipronil sulfone and avermectins in bovine liver, as well as in poultry liver

Viabilidade técnica do emprego de solventes alcoólicos na extração de óleos vegetais: caracterização físico-química do óleo, funcionalidades da fração proteica e recuperação do solvente

Durante o desenvolvimento da presente Tese de Doutorado buscou-se como objetivo principal o estudo da viabilidade técnica da substituição do solvente utilizado no processo industrial de extração de óleos vegetais, hexana, por álcoois de cadeia curta, etanol ou isopropanol, com diferentes graus de hidratação, sendo estes considerados mais seguros frente à alta toxicidade e inflamabilidade da hexana. Ainda, estes solventes alcoólicos podem ser parcialmente recuperados após o processo de extração devido apresentarem miscibilidade parcial com óleo à temperatura ambiente. Buscando-se aumentar o rendimento de extração de óleo e agregar valor ao material desengordurado rico em proteínas, a torta de sementes de gergelim foi submetida ao processo de extração alcoólica utilizando-se etanol ou isopropanol, absoluto ou azeotrópico, nas temperaturas de 50 a 90 °C. Resultados mostraram que a hidratação do solvente alcoólico afetou negativamente a eficiência de extração de óleo, enquanto o aumento da temperatura favoreceu este processo, com valores de rendimento de extração de aproximadamente 98 % sendo atingidos para solventes absolutos a 90 °C, considerando um único estágio de contato. O óleo de torta de sementes de gergelim obtido da extração alcoólica mostrou-se rico em sesamina, contendo aproximadamente 4 g/kg deste composto, independentemente do tipo de solvente e temperatura. Isopropanol absoluto exibiu a melhor capacidade de extração de tocoferóis, permitindo obter óleo de torta de sementes de gergelim com 177 mg/kg deste composto minoritário. Em adição, independentemente da condição de processo empregada, o óleo obtido da extração alcoólica apresentou composição típica de óleo de sementes de gergelim. Em relação à fração proteica, a utilização de temperaturas variando de 50 a 80 °C, para todos os solventes alcoólicos estudados, não afetou a solubilidade proteica e a estabilidade térmica dos sólidos desengordurados. Para o farelo de arroz, os baixos valores de índice de solubilidade obtidos, cerca de 10 %, inviabilizaram a produção de concentrados proteicos e, portanto, o impacto das condições de extração sobre as propriedades funcionais dos materiais desengordurados oriundos da extração alcoólica sequencial de óleo de farelo de arroz, a 60 e 80 °C, foi avaliado. Altos valores de capacidade de absorção de água (4 g/g amostra) e óleo (3 g/g amostra) foram obtidos, denotando a possibilidade da aplicação deste material em produtos de panificação e cárneos, respectivamente. Em adição, observou-se que o processo de extração alcoólica não interferiu na estabilidade das espumas produzidas, porém exerceu influência negativa na estabilidade das emulsões. Ademais, no estudo da recuperação do solvente, etapa subsequente ao processo de extração, dados de equilíbrio de fases determinados para sistemas lipídicos compostos por óleo bruto de sementes de gergelim, obtido da prensagem mecânica industrial, e solventes alcoólicos, entre 10 e 60 °C, mostraram que a temperatura influenciou fracamente a solubilidade mútua dos componentes do sistema, enquanto a hidratação do solvente causou uma diminuição desta solubilidade, com consequente redução do coeficiente de partição para o óleo e ácidos graxos livres. Parâmetros do modelo NRTL ajustados aos dados experimentais apresentaram adequada descrição do comportamento dos sistemas lipídicos, com desvios variando de 0,15 a 0,49 %. Em adição, buscando-se associar os resultados obtidos nos experimentos de extração alcoólica de óleo de torta de sementes de gergelim aos dados de equilíbrio líquido-líquido observou-se que os parâmetros estimados para os sistemas lipídicos contendo etanol e isopropanol conseguiram prever adequadamente os teores de sólidos solúveis contidos nas fases extrato oriundas dos experimentos de extração sólido-líquido nos quais Et0 e IPA12 foram utilizados como solventes. Ainda, os parâmetros de interação binários estimados foram utilizados para determinação da proporção mássica mínima de óleo:solvente no extrato que possibilitaria dessolventização parcial, devido à separação de fases com a redução da temperatura, sendo encontrados valores de 1:5 para Et0, 1:3 para IPA0 e 1:1 para os álcoois mais hidratados, Et6 e IPA12.

During the development of this Ph.D. Thesis, the main objective was to study the technical feasibility of replacing the solvent used in the industrial process of vegetable oils extraction, hexane, by short chain alcohols, ethanol or isopropanol, with different degrees of hydration, which are considered safer due to the hexane high toxicity and flammability. Also, these alcoholic solvents can be partially recovered after the extraction process due to partial miscibility with oil at room temperature. In order to increase the oil extraction yield and add value to the protein-rich defatted meal, sesame seed cake was submitted to the alcoholic extraction process using ethanol or isopropanol, absolute or azeotropic, at temperatures from 50 to 90 °C. Results showed that the hydration of the alcoholic solvent negatively affected the oil extraction efficiency, while the increase in temperature favored this process, with extraction yield values of approximately 98 % being reached for absolute solvents at 90 °C, considering a single stage of contact. The sesame seed cake oil obtained from alcoholic extraction was rich in sesamin, containing approximately 4 g/kg of this compound, regardless of the alcohol hydration and temperature. Absolute isopropanol exhibited the best tocopherol extraction capacity, enabling to obtain sesame seed cake oil with 177 mg/kg of this minor compound. In addition, regardless of the process condition employed, the oil obtained from the alcoholic extraction showed a typical composition of sesame seed oil. Regarding the protein fraction, the use of temperatures ranging from 50 to 80 °C, for all alcoholic solvents studied, did not affect the protein solubility and the thermal stability of the defatted meals. For the rice bran, the low values of solubility index obtained, about 10 %, made the production of protein concentrates unfeasible and, therefore, the impact of the extraction conditions on the functional properties of the defatted meals from the sequential alcoholic extraction of rice bran oil, at 60 and 80 °C, was evaluated. High values of water (4 g/g sample) and oil (3 g / g sample) absorption capacities were obtained, denoting the possibility of applying this material to bakery and meat products, respectively. In addition, it was observed that the alcoholic extraction process did not interfere in the stability of the foams produced, but had a negative influence on the stability of the emulsions. Furthermore, in the solvent recovery study, a subsequent step from the extraction process, phase equilibrium data determined for lipid systems composed of crude sesame seed oil, obtained from industrial mechanical pressing, and alcoholic solvents, at temperatures of 10 to 60 °C, showed that the temperature weakly influenced the mutual solubility of the system components, while the solvent hydration caused a decrease of this solubility, with consequent reduction of the partition coefficient for the oil and free fatty acids. NRTL model parameters adjusted to the experimental data presented an adequate description of the lipid systems behavior, with deviations varying from 0.15 to 0.49 %. In addition, looking for associate the results obtained in the alcoholic extraction of sesame seed cake oil with the liquid-liquid equilibrium data, it was observed that the parameters estimated for the lipid systems containing ethanol and isopropanol were able to adequately predict the contents of soluble solids in the extract phases from the solid-liquid extraction experiments in which Et0 and IPA12 were used as solvents. Moreover, the estimated binary interaction parameters were used to determine the minimum oil:solvent mass ratio in the extract that would allow partial desolventization, due to the phase separation with the reduction of temperature, with values of 1:5 being found for Et0, 1:3 for IPA0 and 1:1 for the more hydrated alcohols, Et6 and IPA12.

Solos urbanos formados pelo acúmulo de resíduos em Manaus, Amazonas, Brasil / Urban soils formed by the accumulation of waste in Manaus, Amazonas, Brazil

Este estudo apresenta dados sobre a mineralogia e a química de dois solos urbanos em Manaus (Horto Minicipal e Novo Israel) formados a partir da disposição e degradação de resíduo urbano em condições tropicais úmidas. Foi determinada a concentração de Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr, investigado o grau de contaminação desses elementos no solo e o potencial deles comprometerem a qualidade da água subterrânea. Foi medido o fracionamento geoquímico por lixiviação sequencial dos elementos, além de determinado o pH, teor de matéria orgânica e caracterizados os grupos funcionais dos ácidos húmicos e fúlvicos. Comparativamente esses solos urbanos refletem a composição mineralógica dos solos naturais da região embora a caulinita tenha menor grau de ordenamento cristalino. Contudo, o pH e o conteúdo de matéria orgânica são bem mais elevados. Em termos absolutos ambos os solos têm aproximadamente a mesma sequência de concentração dos elementos: no Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd e em Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. As maiores acumulações foram nas frações hidróxido de Fe amorfo e óxi-hidróxidos de Fe seguidas da matéria orgânica. Comparativamente, essas frações tiveram maior enriquecimento no Horto Municipal, provavelmente em consequência dos efeitos de envelhecimento dos resíduos, enquanto as mais biodisponíveis e a residual se acumularam mais em Novo Israel. Esse acúmulo nas fases mais móveis em Novo Israel é a causa da contaminação da água subterrânea e indica que o mesmo deve ocorrer no Horto Municipal.

This study presents the mineralogy and the chemistry of two urban soils in Manaus (Horto Minicipal and Novo Israel) formed by the accumulation and degradation of waste in tropical humid condition. It was quantified the content of Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr and investigated the score of the contamination and the capability of these elements affect groundwater quality. It was quantified the geochemical fraction by sequential leaching, besides pH, organic matter content and the functional groups from the humic and fulvic acids were also determined. The urban soils reflect to a considerable extent the mineralogical composition of the natural soil of the region although the kaolinite has lower dregree of cristaline order. They have higher pH and organic matter content than the natural soil. Both urban soils have almost the same order of concentration elements: in the Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd and in Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. The higher concentration occurs in the amorphous Fe hydroxide and Fe oxy-hydroxides followed by the organic matter fraction. These fractions have higher enrichment in the Horto Municipal probable in consequence of the ageing process of the waste, while the most exchangeable and the residual fractions have higher enrichment in the Novo Israel. This higher enrichment in the exchangeable phases is the cause of the groundwater contamination in Novo Israel and indicates a similar consequence in the Horto Municipal area.

Solos urbanos formados pelo acúmulo de resíduos em Manaus, Amazonas, Brasil

This study presents the mineralogy and the chemistry of two urban soils in Manaus (Horto Minicipal and Novo Israel) formed by the accumulation and degradation of waste in tropical humid condition. It was quantified the content of Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr and investigated the score of the contamination and the capability of these elements affect groundwater quality. It was quantified the geochemical fraction by sequential leaching, besides pH, organic matter content and the functional groups from the humic and fulvic acids were also determined. The urban soils reflect to a considerable extent the mineralogical composition of the natural soil of the region although the kaolinite has lower dregree of cristaline order. They have higher pH and organic matter content than the natural soil. Both urban soils have almost the same order of concentration elements: in the Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd and in Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. The higher concentration occurs in the amorphous Fe hydroxide and Fe oxy-hydroxides followed by the organic matter fraction. These fractions have higher enrichment in the Horto Municipal probable in consequence of the ageing process of the waste, while the most exchangeable and the residual fractions have higher enrichment in the Novo Israel. This higher enrichment in the exchangeable phases is the cause of the groundwater contamination in Novo Israel and indicates a similar consequence in the Horto Municipal area.

Este estudo apresenta dados sobre a mineralogia e a química de dois solos urbanos em Manaus (Horto Minicipal e Novo Israel) formados a partir da disposição e degradação de resíduo urbano em condições tropicais úmidas. Foi determinada a concentração de Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr, investigado o grau de contaminação desses elementos no solo e o potencial deles comprometerem a qualidade da água subterrânea. Foi medido o fracionamento geoquímico por lixiviação sequencial dos elementos, além de determinado o pH, teor de matéria orgânica e caracterizados os grupos funcionais dos ácidos húmicos e fúlvicos. Comparativamente esses solos urbanos refletem a composição mineralógica dos solos naturais da região embora a caulinita tenha menor grau de ordenamento cristalino. Contudo, o pH e o conteúdo de matéria orgânica são bem mais elevados. Em termos absolutos ambos os solos têm aproximadamente a mesma sequência de concentração dos elementos: no Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd e em Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. As maiores acumulações foram nas frações hidróxido de Fe amorfo e óxi-hidróxidos de Fe seguidas da matéria orgânica. Comparativamente, essas frações tiveram maior enriquecimento no Horto Municipal, provavelmente em consequência dos efeitos de envelhecimento dos resíduos, enquanto as mais biodisponíveis e a residual se acumularam mais em Novo Israel. Esse acúmulo nas fases mais móveis em Novo Israel é a causa da contaminação da água subterrânea e indica que o mesmo deve ocorrer no Horto Municipal.

Repeated collection of cerebrospinal fluid from the lumbosacral region of ewes

Background: Cerebrospinal fluid is a vital fluid from the central nervous system. Since CSF contains proteins, enzymes, hormones, neuropeptides and neurotransmitters that play critical regulatory roles in many different physiological processes, it has been extensively studied to explore different nervous disorders. Since CSF is a vital fluid from the CNS, used for clinical examination of the CNS in ruminants and other domestic species. CSF may be collected in ewes under field conditions, which allows the diagnosis of bacterial and metabolic diseases, as well as using it for cytological studies and biochemical analysis. Depending on the study, in opportunity the sampling protocol should be repeated to measure dynamic changes in the parameters selected for the analysis. Under field conditions, obtaining CSF samples from ewes is a difficult task. Thus, the aim of this work was to determine if it is possible to obtain repeated extractions of CSF by lumbosacral puncture from the same ewes under fi eld conditions. Materials, Methods & Results: The CSF was sampled in three successive weekly collections from nine ewes sedated with ketamine. The procedure collections were made by the same trained operator, who stood behind the ewe, facing its back. Having checked that the sagital plane of the animal was perpendicular to the horizontal plane the puncture point was found by manual palpation at the slight depression between the ends of the spinous apophyses of the last lumbar and first sacral vertebrae. The wool was separated, and the area was cleansed with iodine solution. The puncture was performed with a spinal needle, after it had penetrated through the skin, the needle was pushed forward very slowly. When was listening for any vibrations ('clicks'), suggesting that the needle had crossed the dural membrane and entered into the arachnoidal space. Then, the syringe needle was withdrawn and the CSF came out slowly, either immediately or after some slow movements of the needle. If CSF did not come out, the puncture was deepened further on until the ventral arachnoidal space was reached. In the first and second collection, limpid CSF samples were obtained in all (9/9, 100%) and in 8/9 animals (89%), respectively. However, limpid CSF samples were obtained only in 4 of the animals one week later (4/9, 44 % P = 0.01). The volume of CSF extracted ranged from 0.6 to 0.9 mL/sample/animal. Discussion: The sequential collection of CSF in ewes is possible under field conditions to obtain a high percentage of samples to the along of three weekly extraction events. When only the first extraction event was considered, the sampling was totally effective even entirety of the animals. Yet by the third sampling, we obtained fewer samples than in the second event. In the present technique of repeated puncture was yielded a high efficacy in the first collection at random chosen ewes. The decrease in effectiveness was probably due to cumulative tissue damage and formation of extensive fibrous adhesions in the subarachnoidal space, which would compromise partially or totally the flow of CSF. The volume of CSF collected by ewe along the three repeated extractions did not vary, although it tended to decrease as repeated collections were performed. This tendency could also be linked with cumulative tissue damage. Nevertheless, our range of volume of CSF obtained for ewe is similar to volumes obtained in similar report. We concluded that the efficiency of weekly CSF extraction in ewes managed under field conditions decreases in the third sampling occasion.

CARACTERÍSTICAS GEOQUÍMICAS DO FÓSFORO E SUAS ESPECIAÇÕES QUÍMICAS NOS SEDIMENTOS DO FURO DO MURIÁ (REGIÃO AMAZÔNICA, BRASIL).

O acelerado crescimento das atividades urbano-industriais, nas últimas décadas, tem ocasionado o aumento do aporte de cargas poluentes para os ecossistemas aquáticos como rios, lagos, lagoas e estuários, sendo estes ambientes de grande valor para a manutenção da biodiversidade aquática. O ambiente estuarino, dessa forma, é definido como um corpo de água costeiro semifechado que tem uma ligação livre com o mar aberto e na qual a água do mar é mensuravelmente diluída pela água doce decorrente da drenagem continental. Dentre os nutrientes carreados para os estuários, o fósforo é um elemento associado à matéria orgânica que tem grande potencial de adsorção nos sedimentos das zonas estuarinas. Nesse sentido, este estudo objetiva determinar a distribuição espacial e sazonal das concentrações das espécies químicas: fósforo inorgânico não apatítico (PINA), fósforo apatítico (PA), fósforo inorgânico (PI), fósforo orgânico (PO), fósforo total (PT), da matéria orgânica, e granulometria nos sedimentos superficiais do estuário do Furo do Muriá, no município de Curuçá, a fim de avaliar a distribuição dessas variáveis ambientais na área de estudo e identificar se este ambiente sedimentar representa um potencial depósito de fósforo para a região. As amostras de sedimento foram coletadas com o uso de uma draga Ekman-Birge em quatorze pontos do Furo do Muriá nos meses Março, Junho, Setembro e Dezembro de 2015. Em cada mês foram coletadas quatorze amostras, uma para cada ponto, totalizando 56 amostras. No laboratório, as amostras foram processadas em triplicatas e os resultados expressos em µg.g-1 de fósforo, onde o teor de matéria orgânica (MO) foi obtido por gravimetria, as espécies de fósforo pelo método de Wiliams (1976), o fósforo total por Andersen (1976), e a granulometria pelo método clássico de Suguio (1973). As concentrações de fósforo variaram de 164,54 a 280,32 µg.g-1 para o PINA, de 63,02 a 102,80 µg.g-1 para o PA, de 227,21 a 378,61 µg.g-1 para o PI, de 30,33 a 135,88 µg.g-1 para o PO e de 257,54 a 507,73 µg.g-1 para PT, onde 88% de PT é constituído por PI. Os resultados estatísticos demonstraram que a sazonalidade não foi fator preponderante a influenciar às concentrações de fósforo. Considerando a classificação de condições para os sedimentos do estuário, afirma-se que as concentrações de fósforo total encontradas ainda não representam riscos de deterioração ambiental. Palavas-Chave

The accelerated growth of urban-industrial activities in the last decades has caused an increase in the contribution of pollutant loads to aquatic ecosystems such as rivers, lakes, lagoons and estuaries, and these environments are of great value for the maintenance of aquatic biodiversity. The estuarine environment is thus defined as a semi-enclosed coastal water body that has a free connection with the open sea and in which sea water is measurably diluted by fresh water from continental drainage. Among the nutrients carried to estuaries, phosphorus is an element associated with organic matter that has great adsorption potential in the sediments of estuarine areas. In this sense, this study aims to determine the spatial and seasonal distribution of chemical species concentrations: non-apatite inorganic phosphorus (PINA), apatite phosphorus (AP), inorganic phosphorus (PO), organic phosphorus (PO), total phosphorus of the organic matter and granulometry in the surface sediments of the Muriá Furo estuary in the municipality of Curuçá, in order to evaluate the distribution of these environmental variables in the study area and to identify if this sedimentary environment represents a potential deposit of phosphorus for the region. The sediment samples were collected using an Ekman-Birge dredger at fourteen points of the Muriá Hole in the months of March, June, September and December 2015. Fourteen samples were collected each month, one for each point, totaling 56 samples . In the laboratory, the samples were processed in triplicates and the results expressed in g.g-1 of phosphorus, where the organic matter content (OM) was obtained by gravimetry, the phosphorus species by the method of Wiliams (1976), phosphorus total by Andersen (1976), and granulometry by the classic method of Suguio (1973). Phosphorus concentrations ranged from 164.54 to 280.32 g.g-1 for PINA, from 63.02 to 102.80 g.g-1 for PA, from 227.21 to 378.61 g.g -1 for PI, from 30.33 to 135.88 g.g-1 for PO and from 257.54 to 507.73 g.g-1 for PT, where 88% PT is composed of PI. Statistical results showed that seasonality was not a preponderant factor influencing phosphorus concentrations. Considering the classification of conditions for estuarine sediments, it is stated that the total phosphorus concentrations found do not yet represent a risk of environmental deterioration. Palavas-Chave

Iron and aluminum forms and their relationship with texture, mineralogy and organic carbon in the Cerrado Oxisol / Formas de ferro e alumínio e suas relações com textura, mineralogia e carbono orgânico em Latossolos do Cerrado

The Oxisols of the Cerrado region have a simple mineralogy, and are composed mainly of kaolinite and iron and aluminium oxides. The aim of this work was to perform a sequential extraction of iron and aluminium and to relate them to texture, mineralogy and organic carbon in Oxisols of the Cerrado region. The soil samples, 35 in total, were taken from the 020 cm layer in Oxisols under pasture located in the Brazilian Cerrado Region. The levels of iron and aluminum extracted by full attack, dithionite-citrate-bicarbonate, ammonium oxalate and sodium pyrophosphate were analyzed according to the textural classes using the Kruskal-Wallis nonparametric test. Then these data were related to the mineralogy and organic carbon through a principal component analysis. Whatever the textures, iron oxides of high degree of crystallinity were the main form of iron and are positively correlated with the iron total content. The aluminum oxides have a high affinity to organic carbon than iron oxides. The levels of iron and aluminum extracted by sodium pyrophosphate were closely related to soil pH.

Os Latossolos da região do Cerrado apresentam mineralogia da fração argila relativamente simples, sendo constituídos principalmente por caulinita e óxidos de ferro e de alumínio. O objetivo deste trabalho foi realizar extrações sequênciais de ferro e de alumínio e relacioná-los à mineralogia, textura e teores de carbono orgânico em Latossolos da região do Cerrado. Coletaram-se 35 amostras na camada de 0-20 cm de Latossolos sob pastagem da Região do Cerrado. Os teores de ferro e de alumínio extraídos pelo ataque total, ditionito-citrato-bicarbonato de sódio, oxalato ácido de amônia e pirofosfato de sódio foram analisados de acordo com a classe textural através do teste não paramétrico de Kruskal-Wallis. Em seguida estes dados foram relacionados com a mineralogia e o carbono orgânico por meio de uma análise de componentes principais. Independentemente da classe textural, os óxidos de ferro de alto grau de cristalinidade representaram a principal forma de ferro e se correlacionam positivamente com os teores totais de ferro. Os óxidos de alumínio apresentaram maior afinidade ao carbono orgânico do que os óxidos de ferro. Os teores de ferro e alumínio extraídos pelo pirofosfato foram estreitamente relacionados ao pH dos solos.