Percorrer por autor "Arruda, Filipe Martim Pacheco"
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- Bio-valorização de resíduos de Cryptomeria japonica por obtenção do óleo essencial e de extratos orgânicos e determinação das suas propriedades biológicasPublication . Arruda, Filipe Martim Pacheco; Lima, Elisabete Maria de Castro; Rosa, José Silvino SantosNa presente tese foram avaliadas, pela primeira vez, algumas propriedades biológicas (moluscicida contra Radix peregra, toxicidade em Artemia salina, bactericidas, fungicidas e antioxidantes) do óleo essencial (OE) e de extratos orgânicos obtidos da ramada de Criptomeria japonica oriunda de São Miguel (Açores, Portugal), de modo a contribuir para a valorização da biomassa florestal açoriana. O OE foi extraído por dois processos de destilação diferentes, hidrodestilação (OE-hd) e arraste de vapor (OE-av), e os extratos orgânicos foram obtidos por extração por Soxhlet, usando sequencialmente solventes de polaridade crescente (hexano, diclorometano e metanol), e por maceração a frio com acetona. Todos os extratos apresentaram duas fases físicas diferentes, pelo que foram fracionados, obtendo-se assim 8 amostras de extratos. Relativamente à atividade moluscicida sobre R. peregra, um caracol de água doce europeu e hospedeiro intermediário de Fasciola hepatica (agente causador da fasciolose), os OEs e extratos foram testados a dose única contra adultos, juvenis e ovos. As amostras OE-hd, OE-av e extrato de acetona-fração sólida (Acet-s) demonstraram ser fortemente ativas contra os juvenis e os ovos à concentração de 30 ppm e contra os adultos à concentração de 100 ppm. Subsequentemente, os parâmetros tempo e dose dependentes foram avaliados nos adultos para determinar os valores letais (DL₅₀;₉₀ e TL₅₀;₉₀). As DL50 obtidas variaram de 33,3 a 64,71 ppm, com o OE-av exibindo a atividade moluscicida mais significativa. Relativamente ao ensaio tempo-dependente, o OE-av, o OE-hd e o Acet-s foram os tratamentos mais eficazes quando testados em exposição contínua (TL₅₀ a 100 ppm = 20,8, 21,8 e 24,1 h, respetivamente). No respeitante ao ensaio em A. salina, as DL50 obtidas variaram de 97,7 a 344,5 ppm, com o OE-av exibindo a maior toxicidade. A atividade antimicrobiana foi determinada contra as bactérias Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Micrococcus luteus e Bacillus subtilus e contra o fungo Penicillium spp.. De entre os tratamentos realizados, apenas o OE-av apresentou atividade antimicrobiana contra todos os micróbios (halos de inibição entre 7 a 21 mm), sendo que apenas os OEs apresentaram atividade antifúngica. Relativamente às propriedades antioxidantes, os extratos de acetonafração sólida (Acet-s), metanol-fração resinosa (MeOH-r) e diclorometano-fração resinosa (Dcm-r) foram os que apresentaram maior teor de polifenóis totais (TPT) com 85,3, 84,4 e 83,6 mg de equivalentes de ácido gálico (EAG)/g amostra seca, respetivamente, e capacidade de sequestrar o radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) com EC₅₀ de 0,17, 0,18 e 0,18 mg EAG/g amostra seca, respetivamente. Quanto à capacidade protetora do ADN contra os danos causados pelos radicais hidroxilo, o OE-hd e todos os extratos (à excepção do extrato acetona-fração oleosa) demonstraram possuir uma boa atividade antioxidante. O presente estudo revela o potencial de C. japonica como fonte natural de moléculas biomoluscicidas, antimicrobianas e antioxidantes, com potenciais aplicações nas indústrias farmacêutica, alimentar, agroquímica e de cosméticos.
- Cryptomeria japonica : inovar para (re)criar valorPublication . Arruda, Filipe Martim Pacheco; Lima, Ana; Pavão, Alexandre; Baptista, José; Rosa, José S.; Lima, Elisabete[…] Por que as florestas são importantes? Os factos falam por si: as florestas cobrem 30% da superfície terrestre; armazenam cerca de 300 gigatoneladas de carbono na biomassa; são o habitat de mais de 80% de todas as espécies terrestres; são o meio de subsistência para cerca de 1,6 biliões de pessoas; contribuem para a saúde humana e bem estar, fatores fundamentais para a qualidade de vida de um indivíduo; oferecem proteção às bacias hidrográficas; previnem a erosão do solo e possuem um papel importante na mitigação das alterações climáticas. No que respeita especificamente à Região Autónoma dos Açores (RAA), a floresta constitui um elemento determinante da paisagem do arquipélago, ocupando cerca de um terço do território insular. Desta área, mais de 12 mil hectares estão ocupados por matas de criptoméria (Cryptomeria japonica), planta originária do Japão e introduzida nos Açores em meados do século XIX. […].
- Unraveling the biotechnological potential of Azorean Cryptomeria japonica by-productsPublication . Arruda, Filipe Martim Pacheco; Lima, Elisabete Maria de Castro; Baptista, José António Bettencourt; Rosa, José Silvino Santos daOs resíduos de biomassa florestal representam um desafio global na gestão de resíduos, mas também uma oportunidade significativa para o desenvolvimento de uma bioeconomia circular. Este potencial permanece insuficientemente explorado no caso dos resíduos de biomassa de Cryptomeria japonica (CJBR), que podem ser valorizados através da produção de produtos de elevado valor acrescentado, como os óleos essenciais (OEs). Devido à sua notável diversidade química, os OEs constituem uma fonte promissora de compostos bioativos multifuncionais com propriedades antioxidantes, antibacterianas e antifúngicas, entre outras. O aproveitamento deste potencial não só promove a valorização sustentável dos resíduos florestais, como também está em consonância com a crescente procura global por produtos de origem vegetal. No entanto, para concretizar esta oportunidade, é indispensável estabelecer medidas rigorosas de controlo de qualidade que assegurem a consistência e fiabilidade do desempenho dos produtos. Cryptomeria japonica (cedro-do-Japão), uma conífera aromática de vida longa, é uma espécie monóica e perenifólia pertencente à família Cupressaceae e a um género monotípico. Originária do Japão, a C. japonica foi amplamente introduzida noutras regiões temperadas. Em particular, foi introduzida nos Açores em meados do século XIX, tornando-se desde então num elemento característico da paisagem insular. Atualmente, esta planta é também a principal espécie florestal produtora de madeira nos Açores, ocupando aproximadamente 60% da área total de floresta produtiva da região. Consequentemente, grandes quantidades de CJBR, como folhagem, cones, ramos, casca, cerne, alburno, aparas e serradura, são geradas anualmente pelas operações florestais e pela indústria madeireira. Entre estes, as partes aéreas (ramos e folhagem) constituem, atualmente, a principal fonte utilizada pelos produtores locais de madeira para a obtenção de OE através de destilação por arraste de vapor (SD). Estes OEs são principalmente utilizados em aromaterapia doméstica; contudo, a sua composição heterogénea e complexa, bem como a variabilidade da sua bioatividade, limitam o desenvolvimento de aplicações normalizadas e de maior valor acrescentado. Dada a complexidade química dos OEs de C. japonica, coloca-se a hipótese de que um fracionamento controlado durante o processo de hidrodestilação (HD) permita a recuperação seletiva de frações com composições químicas distintas e, consequentemente, com diferentes perfis biológicos. Com base nesta premissa, a presente tese teve como objetivo otimizar e caracterizar, pela primeira vez, a HD fracionada de folhagem (Az–CJF) e cones femininos (Az–CJFC) de C. japonica dos Açores, de modo a obter frações direcionadas e potenciar bioatividades específicas com potenciais aplicações industriais. Os OEs de Az–CJF e Az–CJFC foram fracionados em seis frações (Frs. 1–6), recolhidas durante a HD em intervalos de tempo sequenciais (HDTs: 0–2, 2–10, 10–30, 30–60, 60–120 e 120–240 min). Adicionalmente, OEs de Az–CJF e Az–CJFC foram também obtidos por HD convencional durante 4 h, para fins comparativos. As amostras obtidas (OEs brutos e frações) foram avaliadas quanto à sua composição química (análises por GC–FID/GC–MS) rendimento, propriedades físicas (densidade e cor) e atividades biológicas (antibacteriana, antifúngica, antioxidante e citotoxicidade em células HaCaT e náuplios de Artemia salina). Além disso, foram desenvolvidos modelos de regressão para prever o rendimento, a taxa de HD e a composição química (principais constituintes) para determinados HDTs. Os resultados indicaram que as frações iniciais (Frs. 1–3) são mais ricas em monoterpenos, enquanto as frações posteriores (Frs. 4–6) destacam-se pelos teores superiores de sesquiterpenóides e diterpenos. Esta variação composicional refletiu-se nos perfis bioativos, conforme inicialmente hipotetizado. Globalmente, as últimas frações exibiram maior atividade antioxidante, antimicrobiana e citotóxica do que as iniciais. Na prática, os resultados desta investigação podem contribuir para reduzir o tempo de destilação e os custos operacionais associados ao processo de HD, bem como permitir a obtenção de frações de OE com composições únicas e diferentes aplicações comerciais, aumentando assim o valor da indústria de OEs de C. japonica. Em conclusão, este estudo demonstra que a manipulação dos HDTs permite controlar eficazmente a composição química das frações de OE de C. japonica. Tal possibilita aos produtores de OEs criar produtos de maior valor acrescentado através do controlo da HDT e pode também servir de incentivo para a otimização dos tempos de destilação por vapor (SD) na indústria local de OE de C. japonica. Em última análise, esta abordagem contribui para a valorização dos CJBR açorianos – subprodutos da indústria madeireira local – e para o fortalecimento da economia circular regional.