Enzymatic production of fructose fatty acid ester using lipases from C. antarctica and porcine pancreatic

The aim of this work was to produce fructose fatty acid ester by enzymatic esterification of a fatty acid (oleic acid or linoleic acid) with fructose, using lipases (CALB) from Candida antarctica type B and porcine pancreas. The esterification reaction was conducted at 150 rpm and 40 °C during 72 hours. Equimolar (0.5 mmol) amounts of fructose and fatty acid were mixed with 0.6 ml of ethanol and sodium sulfate anhydrous (0.1 g) was added for the adsorption of the water generated during the reaction. In all experiments, 22.5 mg of lipase were used. A control experiment was performed using the same conditions except for the addition of lipase. Samples were analyzed by thin layer chromatography (TLC), using silica gel plates. The plates were placed in an iodine chamber to develop fatty acid and sugar ester spots. According to the literature an Rf of 0.5 is expected for the fructose fatty acid ester using chloroform/ hexane (1:1, v/ v) as eluting solvent. Four different reaction schemes were studied in this work namely, sample 1 (oleic acid, fructose, C. antarctica lipase, sodium sulfate and ethanol), sample 2 (oleic acid, fructose, porcine pancreatic lipase, sodium sulfate and ethanol), sample 3 (linoleic acid, fructose, C. antarctica lipase, sodium sulfate and ethanol) and sample 4 (linoleic acid, fructose, porcine pancreatic lipase, sodium sulfate and ethanol). From the TLC assays, the formation of fructose ester was observed for samples 1, 2 and 3. Additionally, the yield of esterification was determined by calculating the amount of residual fatty acid in the reaction mixture, which was determined using a volumetric method, as described elsewhere. Esterification yields of 74.3, 41.4, 63.5 and 11.2 % (v/ v) were determined for samples 1 to 4, respectively. Therefore, it was possible to conclude that the lipase obtained from C. antarctica had a better performance than the one obtained from porcine pancreas. Furthermore, the reaction schemes that used oleic acid conducted to higher yields of fructose ester production. These results point out that the enzymatic production of fructose esters is worthwhile and suggest the need for further research

Ultraviolet and Infrared Divergences in Implicit Regularization: a Consistent Approach

Implicit Regularization is a 4-dimensional regularization initially conceived to treat ultraviolet divergences. It has been successfully tested in several instances in the literature, more specifically in those where Dimensional Regularization does not apply. In the present contribution we extend the method to handle infrared divergences as well. We show that the essential steps which rendered Implicit Regularization adequate in the case of ultraviolet divergences have their counterpart for infrared ones. Moreover we show that a new scale appears, typically an infrared scale which is completely independent of the ultraviolet one. Examples are given.Comment: 9 pages, version to appear in Mod. Phys. Lett.

Effect of tidal regime on estuarine residence time spatial variation

The hydrology and the ecology of shallow estuaries are strongly influenced by the freshwater inflow and the adjacent open sea, due to tide and wind generated water exchange, creating salinity gradients, thermal stratification and assuring large transport of silt, organic material and inorganic nutrients into the estuarine waters. Nutrient enrichment is a key-factor for habitat degradation, leading to sensible structural changes in estuarine ecosystems with the consequent occurrence of episodic algal blooms. In the last two decades, the south arm of the Portuguese river Mondego estuary was stressed by an eutrophication process due to massive nutrient loading from urbanised areas and from intensively agricultural land runoff. The aim of this work is to calculate estuarine water residence time values, which are broadly recognised as important descriptors of estuarine circulation patterns and constitute key-parameters to assess estuarine eutrophication vulnerability. In fact, estuaries with nutrients residence time values, shorter than the algal cells doubling time, will inhibit algae blooms occurrence. The increase of estuarine flushing capacity can be seen as a management measure to mitigate or to invert eutrophication processes. In this work, the MONDEST model, a 2-DH water quality model, was developed and applied to calculate water residence time, at different simulated management scenarios. The results shows the effect of simulated tides on the spatial distribution of estuarine residence time values, which are related with the eutrophication gradients, observed in the Mondego estuary south arm during the last decades. This integrated model constitutes a powerful tool to support authorities’ decisions concerning the best water management practices and restoration measures for the environmental sustainable management of this complex ecosystem

Factores determinantes na avaliação de tempos de residência em estuários e sua influência em processos de eutrofização

Tendo-se constatado, através da análise dos dados recolhidos na última década no estuário do rio Mondego, que as condições hidrodinâmicas influenciam decisivamente a ocorrência de episódios de proliferação intensa de macroalgas infestantes nesse sistema, entendeu-se que o tempo de residência no estuário poderá constituir um parâmetro–chave para caracterizar a vulnerabilidade deste sistema à eutrofização. Neste trabalho referem-se os procedimentos relativos à modelação hidrodinâmica (2D-H) deste sistema, e procura-se evidenciar que a adopção de um tempo de residência único para os estuários constitui uma simplificação grosseira, ao negligenciar a sua variabilidade espacio-temporal, originada pela variação dos caudais fluviais, das características da maré, das cinéticas associadas a substâncias não-consevativas e à especificidade de cada descarga (local, carga poluente, duração e período do ciclo de maré em que ela ocorre). Apresentam-se alguns dos resultados da análise de sensibilidade da variação do tempo de residência com esses factores, visando a identificação dos mais relevantes, de modo a contribuir, no futuro, para uma selecção das práticas mais adequadas à gestão integrada deste ecossistema estuarino

Aplicação da hidroinformática na gestão sustentável de sistemas estuarinos

Os estuários são sistemas hídricos que desde sempre favoreceram o desenvolvimento de aglomerados urbanos importantes, por propiciarem actividades com grande impacto sócio-económico e sustentarem uma intensa actividade biológica, sendo autênticos viveiros e maternidades de peixes, crustáceos e bivalves A descarga excessiva e descontrolada de nutrientes, associada a várias acções antropogénicas, pode originar graves desequilíbrios na cadeia trófica destes ecossistemas e estimular a ocorrência de florescências macroalgais, conduzindo a uma significativa degradação dos habitats e redução da sua biodiversidade. Os dados recolhidos nas últimas décadas no estuário do rio Mondego confirmam que as condições hidrodinâmicas podem influenciar decisivamente os processos de eutrofização em sistemas estuarinos. O tempo de residência (da água e/ou de nutrientes) nestes sistemas, caracterizados pela alternância do sentido do escoamento, tem sido amplamente reconhecido como um parâmetro-chave na avaliação da vulnerabilidade dos estuários à eutrofização. Este trabalho teve como objectivos o desenvolvimento duma ferramenta hidroinformática (o modelo MONDEST), integrando três módulos principais: hidrodinâmico; de transporte (advecção e dispersão); e de cálculo de tempos de residência (TempResid), e a sua aplicação ao caso do estuário do rio Mondego (Portugal). Os resultados obtidos permitem avaliar a influência das condições hidrodinâmicas e o impacto das características das descargas de nutrientes na variação da distribuição espacial dos valores dos tempos de residência estuarinos, mostrando que este modelo pode ser extremamente útil na definição criteriosa de práticas de gestão adequadas à sustentabilidade destes complexos ecossistemas aquáticos, incluindo a selecção de medidas de adaptação a alterações climáticas

Skyrmion morphology in ultrathin magnetic films

Nitrogen-vacancy magnetic microscopy is employed in quenching mode as a non-invasive, high resolution tool to investigate the morphology of isolated skyrmions in ultrathin magnetic films. The skyrmion size and shape are found to be strongly affected by local pinning effects and magnetic field history. Micromagnetic simulations including static disorder, based on a physical model of grain-to-grain thickness variations, reproduce all experimental observations and reveal the key role of disorder and magnetic history in the stabilization of skyrmions in ultrathin magnetic films. This work opens the way to an in-depth understanding of skyrmion dynamics in real, disordered media.Comment: 9 pages, 8 figures, including supplementary information

Aplicação da modelação matemática ao cálculo de caudais e prismas de maré em sistemas estuarinos

Os processos físicos associados à dinâmica das águas estuarinas têm uma influência significativa na variação da sua qualidade química e do seu estado ecológico, sendo a eutrofização desses meios hídricos consensualmente reconhecida como um problema actual à escala global, originado pelo incremento de actividades antropogénicas geradoras de descargas excessivas de nutrientes nos meios receptores, que, em situações extremas, podem conduzir à ocorrência de ambientes anóxicos e à proliferação de cianobactérias, que, ao libertarem substâncias de elevada toxicidade, colocam em risco a biodiversidade do ecossistema e a utilização desse meio hídrico como origem de água para abastecimento. No âmbito de um estudo sobre a influência da hidrodinâmica no estado trófico do estuário do rio Mondego, face ao gradiente de eutrofização observado no interior do seu braço sul, foi desenvolvido o modelo MONDEST (integrando hidrodinâmica e qualidade da água) com o objectivo de sustentar e aprofundar o conhecimento da dinâmica dos processos associados à produção primária e secundária neste ecossistema, considerando cenários de gestão definidos criteriosamente em função dos diferentes regimes de maré e de caudal fluvial. Neste trabalho foi dada especial atenção à determinação da variação espacial das assimetrias dos períodos de enchente e de vazante ao longo do estuário, para cada cenário, de modo a obter um cálculo mais rigoroso dos caudais e prismas de maré, que considera a dinâmica dos parâmetros hidráulicos ao longo do ciclo de maré. Em vez de se adoptarem secções de vazão médias no cálculo de caudais de maré médios e com eles se proceder à determinação do prisma de maré, preconiza-se uma nova metodologia que inverte este processo de cálculo, partindo do cálculo automático dos prismas de maré e das durações reais da enchente e da vazante, correspondentes aos volumes máximos e mínimos de água existentes em cada subdomínio do estuário. Estes volumes variam em função da batimetria (principalmente nas vastas áreas de sapal do braço sul), da amplitude da maré e da grandeza dos caudais fluviais que afluem a esse estuário, factor este muitas vezes negligenciado em estudos visando a determinação dos prismas de maré em sistemas estuarinos

Influência das características das descargas no processo de eutrofização de sistemas estuarinos

O elevado desenvolvimento urbanístico das regiões litorais e consequente crescimento demográfico tem originado frequentemente a diminuição da qualidade ambiental dos sistemas estuarinos, incrementando a complexidade de gestão dos recursos hídricos dessas regiões. As actividades antropogénicas tornam os meios hídricos eutróficos, facto que, além de provocar uma elevada cor, turvação e redução da concentração de oxigénio dissolvido, favorece o aparecimento de microrganismos e algas libertadores de substâncias tóxicas, pondo em risco a utilização dessas águas para consumo humano e o próprio funcionamento das Estações de Tratamento de Água (ETA’s). Neste trabalho referem-se os procedimentos relativos à modelação hidrodinâmica (2D-H) deste sistema e apresentam-se alguns dos resultados da análise de sensibilidade da variação do tempo de residência com as características das descargas, visando não só a identificação das mais relevantes, mas também a validação da metodologia adoptada neste estudo, através da confirmação do gradiente de eutrofização que se verifica no braço sul deste estuário, de modo a contribuir, no futuro, para uma selecção das práticas mais adequadas à gestão integrada deste ecossistema estuarino