Development and application of analytical methodology with the combined use of gold nanoparticles and aptamers for the colorimetric detection of Pseudomonas aeruginosa

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2022.Pseudomonas aeruginosa é um patógeno responsável por causar doenças em todo o mundo. É uma bactéria Gram-negativa frequentemente encontrada em ambientes terrestres, aquáticos e hospitalar. Devido às grandes contaminações por essa bactéria, objetivou-se estudar a detecção colorimétrica deste patógeno através da utilização de aptâmeros, que são oligonucleotídeos de fita simples de alta afinidade e especificidade, capazes de ligar-se ao alvo, conjugados a nanopartículas de ouro. Devido à especificidade e afinidade destes, as nanopartículas de ouro são liberadas e as mesmas agregam-se, fazendo com que a solução passe da cor vermelha para roxo, indicando a presença do contaminante. Neste trabalho, os aptâmeros para detecção de P. aeruginosa foram conjugados a nanopartículas de ouro e incubados com a bactéria alvo após ensaios para verificar a concentração de NaCl e aptâmero ideal. Já a especificidade do aptâmero foi verificada com as bactérias Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, Enterobacteriaceae bacterium. Foi observado que os aptâmeros conjugados às nanopartículas de ouro alteraram entre vermelho e roxo na presença de NaCl em concentrações acima que 150 mM, desestabilizando as nanopartículas de ouro, mas na presença dos aptâmeros adsorvidos, a solução permaneceu estável. Neste estudo, foi observado que a técnica desenvolvida foi capaz de detectar a presença de P. aeruginosa através da mudança de cor de vermelho para roxo nas concentrações de 108 UFC·mL-1 a 105 UFC·mL-1 após 5 horas de incubação. Assim, foi desenvolvido um biossensor capaz de ligar-se ao alvo em estudo de forma rápida, comparado a métodos convencionais. A identificação visível foi possível devido à mudança de coloração da solução, em concentrações de 108 a 105 UFC·mL-1, podendo auxiliar a detecção de P. aeruginosa em setores hospitalares.Abstract: Pseudomonas aeruginosa is a pathogen responsible for causing disease worldwide. It is a Gram-negative bacterium frequently found in terrestrial, aquatic, and hospital environments. Due to the great contamination by this bacterium, the objective of this work was to study the pathogen colorimetric detection through the use of aptamers, which are single-stranded oligonucleotides of high affinity and specificity, capable of binding to the target, conjugated to gold nanoparticles. Due to their specificity and affinity, the gold nanoparticles are released and they aggregate, changing the dispersion color from red to blue, indicating the presence of the contaminant. In this work, the aptamer for P. aeruginosa detection was conjugated to gold nanoparticles and incubated with the target bacteria after assays to verify the ideal concentration of NaCl and aptamer. The aptamer specificity was verified with the bacteria Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, and Enterobacteriaceae bacterium. It was observed that aptamers conjugated to the gold nanoparticles changed between red and blue in the presence of NaCl at concentrations above 150 mM, destabilizing the gold nanoparticles, but in the presence of the adsorbed aptamers, the dispersion remained stable. In this study, it was observed that the technique developed was able to detect P. aeruginosa through the color change from red to blue at concentrations from 108 CFU·mL-1 to 105 CFU·mL-1 after 5 h of incubation. Thus, a biosensor was developed to recognize the target rapidly when compared to conventional methods. A visible identification was possible through the change in color of the dispersion, at concentrations of 108 to 105 CFU/mL, which may help the detection of P. aeruginosa in hospital sectors

Alimento de Elevado Valor Funcional Obtido do Mosto Residual da Indústria Vinícola

O vinagre é um produto muito utilizado como condimento e conservante de alimentos. O aceto balsâmico caracteriza-se por ser um produto obtido da fermentação alcoólica e acética do mosto de uva cozido, o qual é obtido a partir da uva esmagada e separado no início da fermentação alcoólica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial antioxidante de diferentes amostras de aceto balsâmico comercializado na Itália para servir de referência para produtores e consumidores brasileiros. Para determinar a atividade antioxidante total utilizou-se o método descrito por Popov e Lewin utilizando fotoquimioluminescência e o conteúdo de polifenóis através do método de Folin-Ciocalteu. As análises realizadas foram da atividade antioxidante expressa em µmoles.mL-1 (equivalente de ácido ascórbico) que variou entre 2,5 e 41, e do teor de polifenóis que variou de 0,8 a 11,7 mg.mL-1 (equivalente de ácido gálico). http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v4iss2p6

Influence of refrigeration system parameters during storage of Lactuca Sativa l under non-isothermal conditions/ Influência dos parâmetros de refrigeração durante armazenamento de Lactuca Sativa l sob condições não isotérmicas

Lettuce (Lactuca sativa L.) is a leaf vegetable rich in vitamins, minerals, fiber and bioactive compounds. Its preservation after harvest usually occurs under refrigeration, slowing the chemical and microbiological reactions. The objective of this study was to verify the influence of the refrigeration parameters (set temperature and oscillation range) on the preservation of hydroponic crispy lettuce (Lactuca sativa L.), variety Solaris, in terms of weight loss and moisture, vitamin C and total chlorophyll contents. Samples were analyzed during 14 days of storage packed in expanded polystyrene (EPS) packaging wrapped with polyvinyl chloride (PVC). Different conditions of set temperature (2 °C, 6 °C and 10 °C) and oscillation range (±1 °C, ±3 °C and ±5 °C) were tested, using a 3² experimental design. The analysis revealed losses in the mass and moisture content after 14 days, with the greatest reductions being observed for the treatments with a set temperature of 10 °C and all oscillation ranges (±1 °C, ±3 °C and ±5 °C). However, the vitamin C and total chlorophyll contents showed variations during storage for all treatments studied. Based on the results of this study, it was concluded that applying a low temperature (2 °C), with all 3 oscillation ranges studied, can prolong the lettuce shelf life

STUDY OF REFRIGERATION SYSTEM IMPACT ON VITAMIN C AND TOTAL POLYPHENOLS CONTENT AND MASS VARIATION OF Fragaria vesca L. FOR INNOVATIVE TECHNOLOGIES DEVELOPMENT

Strawberry is a non-climacteric pseudofruit that has a short shelf life after harvest. Among the factors responsible for the strawberries quality loss are the high metabolic activity and high susceptibility to microbial attack, mainly by fungi. The objective of this work is to study physicochemical parameters of strawberries (Fragaria vesca L.)  submitted to different cooling system conditions. Strawberries were stored at temperatures of 2 °C and 6 °C with a range of ±1 °C and packed in polyethylene terephthalate (PET) trays wrapped by polyvinyl chloride (PVC) film. Samples were evaluated for their physicochemical aspects, such as: mass variation, vitamin C content and total polyphenols. The assays were done in triplicate. The results show that storage at 6 °C ±1 °C is better to maintain the strawberries quality stored during 6 days, because under these conditions a lower mass variation was obtained. These parameters are associated with low moisture loss, which also assists in the preservation of polyphenols. And storage at 2 °C ±1 °C favored the maintenance of total polyphenols and Vitamin C.   With this information it is possible to optimize technologies for this type of food with focus on reducing the environmental impact and waste of food and drinking water, supporting research developed in multinational refrigeration are

ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS (ACPs) E REGRESSÃO AO MODELO DE WEIBULL NA PREDIÇÃO DE VIDA DE PRATELEIRA DE ALFACE CRESPA HIDROPÔNICA

A conservação refrigerada de vegetais é temática discutida mundialmente dada a necessidade de estabelecer condições ideais de armazenamento de alimentos frescos. Desta forma, este estudo tem como escopo avaliar a estabilidade físico-química e sensorial de alface crespa hidropônica (Lactuca sativa L.) armazenada durante 14 dias a temperaturas de refrigeração de 2 °C, 6 °C e 10 °C (±1 °C), acondicionada em embalagem de poliestireno expandido (EPS) envolta com filme de policloreto de vinila (PVC). Os seguintes parâmetros são analisados: perda de massa, clorofila total, alteração de cor, aspecto murcho, escurecimento de bordas e escurecimento da nervura central. As melhores condições de armazenamento são determinadas através do teste de Tukey a 5% de significância estatística. A Análise de Componentes Principais (ACP) é utilizada para determinar os atributos de qualidade que apresentam variação mais significativa no período de armazenamento. Para estimar a vida de prateleira, os componentes principais (CPs) são regredidos a um modelo Weibulliano. De acordo com o teste de Tukey, as melhores condições de armazenamento são 2 °C e 6 °C. Ao estimar a vida de prateleira utilizando-se o modelo Weibulliano obtém-se 12,43 dias de vida de prateleira para o armazenamento refrigerado a 2 °C; 8,76 dias a 6 °C e 9,87 dias a 10 °C. Os resultados obtidos com o modelo apresentaram coeficientes de regressão de 0,94 para a temperatura de armazenamento de 2 °C, 0,98 para 6 °C e 0,99 para 10 °C

Influência de sistema de refrigeração não isotérmico sob parâmetros físico-químicos de Fragaria Vesca L/ Influence of non-isothermal refrigeration system under physicochemical parameters of Fragaria Vesca L

O morango é um pseudofruto não climatérico que após a colheita possui curta shelf-life. Dentre os fatores responsáveis pela perda de qualidade dos morangos estão a alta atividade metabólica e alta susceptibilidade ao ataque microbiano, principalmente por fungos. Esta pesquisa tem como objetivo analisar a estabilidade físico-química de morango (Fragaria vesca L.) submetido a condições de refrigeração não isotérmicas. As amostras foram armazenadas em temperaturas de 2 ºC e 6 ºC e amplitudes de ± 1 ºC, ± 3 ºC e ± 5 ºC, acondicionadas em bandejas de polietileno tereftalato (PET) cristal, envolta por filme de policloreto de vinila (PVC). As amostras foram avaliadas quanto aos seus aspectos físico-químicos: variação de massa, teor de vitamina C, teor de umidade, cinzas totais, pH, sólidos solúveis, teor de polifenóis totais e atividade de água (aw), sendo os ensaios realizados em triplicata. Utilizou-se o software Statistica 7.0 para tratamento dos resultados obtidos através do teste de Tukey, em nível de 5% de significância estatística. Os resultados demonstram que a 6 ºC ± 3 ºC foi a melhor condição de armazenamento  para a manutenção da qualidade dos morangos durante 6 dias de armazenamento, pois nestas condições obteve-se menor variação de massa, de vitamina C e de atividade de água. Estes parâmetros estão associados à redução da perda de umidade, o que auxilia na conservação do teor de cinzas totais, pH, sólidos solúveis e polifenóis totais

Fatty acid profile and antioxidant capacity of Oryza sativa L. (Japônica Subspecies) marketed in Italy and Brazil: a comparison

Rice stands out as the most consumed cereal in the world because it is a source of vitamins, minerals, fiber, bioactive compounds, and unsaturated fatty acids. Based on this assumption, the objective of this work was to qualify and quantify fatty acids, in samples consisting of raw, integral, parboiled, and white rice marketed in southern Brazil (Vale do Itajaí) and the Vale do Pó region in northern Italy. The results of this work demonstrate that 95% of the total lipid content, in the respective rice typologies of both countries, is represented by palmitic, oleic, and linoleic acid. These results indicate that the technological processes influence the nutritional and functional quality of the rice grain in these countries. Regarding the content of total polyphenols, the maximum average value obtained was 477 g Eq g-1 for rice from both countries and the best results for antioxidant activity, using the Photoquem® method with methanolic extract, was 3.43 μM Eq Trolox g-1 for the Italian rice samples. These results indicate that the technological processes influence the nutritional and functional quality of rice grain from these countries