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Desenvolvimento de formulações cosméticas com extratos insetos
No full textDissertação de mestrado em Biological and Chemical EngineeringA preocupação crescente com a estética da pele tem impulsionado o desenvolvimento de
formulações inovadoras contendo ingredientes bioativos capazes de desacelerar o processo de
envelhecimento. A indústria cosmética está num processo de transição para práticas de fabrico mais
sustentáveis e desenvolvimento de produtos mais ecológicos. O desenvolvimento de solventes “verdes”
que minimizem a geração de compostos perigosos é de grande importância no setor da beleza. Os
insetos comestíveis como a Acheta domesticus (grilo doméstico) são uma fonte rica, mas pouco
explorada, de compostos com propriedades biológicas.
A. domesticus como inseto desidratado inteiro e triturado foram utilizados como matéria-prima para
a extração de biomoléculas utilizando solventes especificamente desenvolvidos para serem seguros e
apropriados para incorporação direta em formulações cosméticas. Foram concebidos sete solventes de
extração com diferentes propriedades físico-químicas (por exemplo, polaridade, viscosidade e pH). Foram
aplicados três métodos de extração distintos: método 1 utilizando um homogeneizador (Ultra-turrax) à
temperatura ambiente (TA); e os métodos 2 e 3 utilizando um agitador mecânico à TA e 70°C,
respetivamente. Foram determinados o teor de proteínas, fenólicos e flavonoides e a atividade
antioxidante nos extratos de A. domesticus. O método, as condições de extração e a matéria-prima
influenciaram os rendimentos, a atividade antioxidante e a fração proteica. No entanto, o seu efeito no
teor de fenólicos e flavonoides não foi tão evidente. Todos os extratos revelaram uma atividade
antioxidante até 92±0.5 %, comparável à vitamina C. A extração a alta temperatura aumentou o
rendimento e a composição proteica, fenólica e flavonoides, mas diminuiu a atividade antioxidante. Os
extratos não apresentaram citotoxicidade em queratinócitos (linha celular da pele) até uma concentração
de 100 μg/mL e demonstraram possuir propriedades galénicas aceitáveis, uma vez que uma formulação
cosmética estável contendo os extratos de A. domesticus com características físico-químicas adequadas
(pH»5) foi obtida.
A utilização de extrato de inseto rico em ingredientes bioativos de elevado valor acrescentado é um
fator diferenciador para um setor de beleza mais ecológico e sustentável. Este trabalho faz parte da
Agenda Mobilizadora InsectERA e é um dos primeiros estudos sobre o potencial biológico de A.
domesticus para o cuidado da pele.The growing concern for skin aesthetics has boosted the development of innovative formulations
containing bioactive ingredients capable of slowing down the aging process. The cosmetic industry is in
a green transition to more sustainable manufacturing practices and ecological products. The development
of "green" solvents that minimize the generation of hazardous compounds is of highly importance in the
beauty sector. Edible insects such as Acheta domesticus (house cricket) are a rich but poorly explored
source of compounds with biological properties.
A. domesticus as whole and grinded dehydrated insects were used as raw material for the extraction
of biomolecules using solvents specifically designed to be safe and appropriate for direct incorporation
into cosmetic formulations. Seven extraction solvents were designed with different physico-chemical
properties (e.g., polarity, viscosity, and pH). Three extraction methods were applied: method A using a
homogenizer (Ultra-turrax) at room temperature (RT); and methods B and C using a mechanical stirrer at
RT and 70 °C, respectively. The protein, phenolic, and flavonoid content and the antioxidant activity in
the A. domesticus extracts were determined. The method, extraction conditions, and raw material
influenced the extraction yields, antioxidant activity, and protein fraction. However, its effect on the
phenolic and flavonoid content was not so evident. All the extracts revealed antioxidant activity up to
92±0.5 %, comparable to vitamin C. The extraction at high temperature increased yield and protein,
phenolic, and flavonoid composition but decreased the antioxidant activity. The extracts showed no
cytotoxicity in keratinocytes (skin cell line) up to a concentration of 100 μg/mL and proved to have
acceptable galenic properties since a stable cosmetic formulation containing the A. domesticus extracts
with appropriate physico-chemical characteristics (pH»5) was reached.
The use of insect extract rich in bioactives with high added value is a differentiating factor towards a
more ecological and sustainable beauty sector. This work is part of InsectERA Mobilizing Agenda and is
one of the first reports of A. domesticus biological potential for skin care
Melhoramento da produção de acetona em Acetobacterium wieringae recombinante através da otimização do processo de fermentação
No full textDissertação de mestrado em BiotechnologyA acetona, um produto químico de valor significativo, tem aplicação na indústria farmacêutica,
química e de biocombustíveis. Embora convencionalmente produzida a partir de combustíveis
fósseis, abordagens biotecnológicas que utilizam bactérias acetogénicas surgiram como
alternativas sustentáveis. Este estudo explora a otimização da produção de acetona em
Acetobacterium wieringae recombinante através de melhorias no processo de fermentação.
Os principais aspetos da investigação incluíram a avaliação da influência do metanol e do
formato como fontes alternativas de carbono, da dinâmica gás-líquido e a otimização de
fatores ambientais, como a temperatura, a agitação e a disponibilidade de nutrientes. Os
resultados demonstraram que a A. wieringae recombinante apresentou um crescimento
autotrófico robusto e uma conversão eficiente de gás de síntese, com condições otimizadas
que conduziram a um aumento significativo da produção de acetona. Os maiores rendimentos
de acetona (15,20 mM, 13,50 mM e 12,33 mM) foram alcançados a 30 °C, 150 rpm e com uma
relação gás-líquido de 18. A suplementação com extrato de levedura a 1 g/L teve um resultado
positivo na produção de acetona, enquanto a suplementação com formato teve um impacto
negativo e o cloreto de amónio teve um impacto mínimo ou nulo no crescimento e na
formação de produtos. Além disso, a variação das relações gás/líquido influenciou o fluxo
metabólico, com relações mais elevadas a favorecerem a produção de etanol em detrimento
da acetona. As condições de fermentação foram subsequentemente estudadas num
bioreactor de tanque agitado de alta pressão de 2 L, o que levou a uma concentração de
acetona de 2 mM. Este estudo oferece informações significativas sobre o reforço da
fermentação de gás como um método viável para a produção de acetona de base biológica,
integrando estratégias de engenharia metabólica e otimização de processos. Os resultados
contribuem para o objetivo mais vasto de desenvolver bioprocessos sustentáveis para
aplicações industriais.Acetone, a chemical of significant value, finds application in the pharmaceutical, chemical, and
biofuel industries. While conventionally produced from fossil fuels, biotechnological
approaches that utilize acetogenic bacteria have emerged as sustainable alternatives. This
study explores the optimization of acetone production in Acetobacterium wieringae
recombinant through fermentation process improvements. Key aspects of the research
included evaluating the influence of methanol and formate as alternative carbon sources,
assessing gas-liquid dynamics, and optimizing key environmental factors such as temperature,
agitation, and nutrient availability. The results demonstrated that A. wieringae recombinant
exhibited robust autotrophic growth and efficient syngas conversion, with optimized
conditions leading to a significant increase in acetone production. The highest acetone yields
(15.20 mM, 13.50 mM and 12.33 mM) were achieved at 30 °C, 150 rpm, with a gas-liquid ratio
of 18. Yeast extract supplementation at 1 g/L had a positive outcome on acetone production
while formate supplementation had a negative impact and ammonium chloride had minimal
to none impact on overall growth and product formation. Additionally, varying gas-liquid
ratios influenced metabolic flux, with higher ratios favoring ethanol over acetone production.
The fermentation conditions were subsequentially studied in a 2 L high pressure stirred tank
bioreactor, which lead to an acetone concentration of 2 mM. This study offers significant
insights into enhancing gas fermentation as a viable method for bio-based acetone production
by integrating metabolic engineering strategies and process optimization. The findings
contribute to the broader goal of developing sustainable bioprocesses for industrial
applications
What mathematics for Portuguese military engineers? From the class of fortification to the Military Academy of Lisbon
No full textThere were no explicit regulations on the mathematical content of Portuguese military engineering education before the middle of the 18th century. But it is possible to reconstruct this content by consulting the few textbooks that were published and comparing them with surviving manuscript lecture notes, the most interesting of which date from the 1720s and 1730s. These sources provide evidence of a considerably more comprehensive mathematical curriculum, from the 1720s onwards, than earlier in the seventeenth century. This change was probably due to the efforts of Manuel Azevedo Fortes, the Chief Engineer, aimed at transforming the classes on fortification into military academies, and at elevating the status of military engineers more generally.The research for this chapter was partially financed by Portuguese Funds through FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia) within the Projects UIDB/00013/2020 and UIDP/00013/2020
Parental mediation of digital media use: do attachment and generativity matter?
No full textDissertação de mestrado em Psicologia Clínica na Infância e AdolescênciaA parentalidade moderna requer que os pais se envolvam como mediadores do uso de ecrãs
dos seus filhos. Esta prática denomina-se mediação parental do uso dos media digitais. No presente
estudo pretende-se identificar os tipos de mediação parental utilizados, validar para a população
portuguesa a Escala de Mediação Parental do Uso dos Media Digitais (EMPUMD) de Nimrod e
colaboradoras (2019, 2023) e estudar a relação entre a vinculação dos pais, a preocupação generativa
e a mediação parental. Participaram 164 pais de crianças entre os 3 e os 5 anos de idade, através de
um questionário online. Foram realizadas análises fatoriais, de clusters, de correlação, de diferenças e
de mediação. Encontraram-se propriedades psicométricas adequadas da EMPUMD, assim como uma
estrutura bidimensional, incluindo a mediação restritiva e a mediação não restritiva. Os principais
resultados sugerem que a preocupação generativa medeia significativamente a relação entre a
confiança nos outros (caraterística da vinculação segura) e a mediação parental restritiva. Também a
mediação parental restritiva medeia significativamente a relação entre preocupação generativa e
mediação não restritiva. Conclui-se que as variáveis desenvolvimentais dos pais, de generatividade e de
vinculação, parecem influenciar o modo como estes medeiam o uso dos media digitais dos seus filhos.Modern parenting requires parents to be involved as mediators of their children's screen use.
This practice is called parental mediation of digital media use. In the current study, we intend to identify
the types of parental mediation used, validate the Parental Mediation Scale for the Use of Digital Media
(EMPUMD) by Nimrod and colleagues (2019, 2023) for the Portuguese population, and study the
relationship between parental attachment, generative concern and parental mediation. 164 parents of
children aged 3 to 5 years old participated through an online questionnaire. Factor, cluster, correlation,
difference and mediation analysis were performed. Adequate psychometric properties of the EMPUMD
were found, as well as a two-dimensional structure, including restrictive mediation and non-restrictive
mediation. Overall, the results suggest that generative concern significantly mediates the relationship
between trust in others (a characteristic of secure attachment) and restrictive parental mediation. Also,
restrictive parental mediation significantly mediates the relationship between generative concern and
non-restrictive mediation. It is concluded that parents' developmental variables, generativity and
attachment, seem to influence the way they mediate their children's use of digital media
Leveraging ML for predicting UCS of soil stabilised with one-part alkali-activated binder
No full textAhead of PrintThe transition to sustainable construction materials has driven interest in alternatives to Portland cement. Soil stabilisation with alkali-activated binders is a promising approach, yet its widespread application requires reliable predictive tools for assessing unconfined compressive strength (UCS). This study explores the use of machine learning algorithms to predict UCS in soil stabilised with a one-part alkali-activated binder. An experimental data set was compiled to train and validate multiple machine learning models, including random forests, artificial neural networks, and support vector machines. Despite the data set’s limited size, the models demonstrated strong predictive accuracy, with random forest achieving an R2 exceeding 0.80. Sensitivity analysis revealed that water and soil content were the most influential parameters, aligning with established geotechnical principles. These findings highlight the potential of machine learning as a reliable tool for optimising soil stabilisation techniques. By enhancing predictive capabilities, this approach supports more
efficient material selection, reducing reliance on extensive laboratory testing. The study underscores the value of integrating data-driven methods into geotechnical engineering to advance sustainable and high-performance soil treatment solutions.FCT -Fundação para a Ciência e a Tecnologia(UIDB/04029/2020
Online learning, perceived difficulty and the role of feedback in COVID-19 times
No full textPublished online: 05 May 2024.The closure of higher education institutions as a result of the COVID-19 pandemic has necessitated a sudden and unexpected transition from face-to-face to online teaching and learning. This paper draws on data from a broader study focusing on higher education students’ perceptions and experiences of online learning during the first lockdown in 2020. In total, 2,718 students from different Portuguese institutions participated in the study. Findings indicate that students who felt they had been provided with more feedback reported less difficulty in online teaching and learning. Students reported more perceived difficulty than perceived feedback in online teaching and learning. Findings point to the importance of feedback in fostering self-regulation of learning, thereby helping students better adapt to online teaching and learning.This work was financially supported by Portuguese national funds through the FCT (Foundation for Science and Technology) within the framework of the CIEC (Research Center for Child Studies of the University of Minho) projects under the references UIDB/00317/2020 and UIDP/00317/2020
Spanish cultural diplomacy in Portugal: cultural programming of the Instituto Cervantes de Lisboa and SPAIN arts & culture
No full textThe Instituto Cervantes and the government platform SPAIN arts & culture are two of the primary protagonists of Spanish cultural diplomacy abroad. Based on two corpora prepared with the cultural activities published by the Instituto Cervantes de Lisboa and the government platform SPAIN arts & culture on their websites, the main objective of this article is to portray Spanish cultural diplomacy in Portugal. The data obtained manually or semi-automatically suggest that Spanish cultural diplomacy is an unequivocal object of interest in Portugal, with Lisbon being its main geo-cultural hub. Moreover, the incorporation of other agents in what is termed cultural paradiplomacy is not a common practice.A partir de dos corpora elaborados con las actividades culturales publicadas por el Instituto Cervantes de Lisboa y la plataforma gubernamental SPAIN arts & culture en sus páginas web, en este artículo se presenta un análisis cuyo objetivo principal es contribuir a la caracterización de la diplomacia cultural española en Portugal. Los datos obtenidos de forma manual o semiautomática nos permiten plantear, como hipótesis, que la diplomacia cultural española tiene en Portugal un objeto de interés inequívoco, siendo Lisboa su principal espacio geocultural de actuación o que no forma parte de sus dinámicas más frecuentes la incorporación de otros agentes del ámbito de lo que se ha denominado paradiplomacia cultural.Trabalho parcialmente financiado pelo Centro de Estudos Humanísticos da Universidade do Minh
Otimização distribuída de indicadores logísticos com recurso a ferramentas Apache
No full textDissertação de mestrado integrado em Engenharia InformáticaThe success of a manufacturing company is linked to the efficiency of its supply chain. More specifically, procure ment, which refers to the scheduling and quantity planning of raw materials to order from suppliers, can have a
big impact on the company’s operating costs.
To be able to avoid stock shortages and assure the necessary stock levels for production, there are a few
safety measures such as: Safety Time and Safety Stock. In Bosch’s plant located in Braga, the assignment of
these values is done infrequently and the data taken into consideration is not very specific.
This dissertation proposes a dynamic solution that should be able to provide a set of optimal pair solutions of
Safety Time and Safety Stock according to certain objective measures, for each of the raw materials currently
being used. This calculation is based on logistic data, which of some are static (master data) and other is historic
data.
This solution was developed using distributed data processing frameworks, such as Apache, for execution
speedup. More specifically, HDFS (Hadoop Distributed File System), a technology from Apache Hadoop to store
data in a distributed manner and Apache Spark to load and process the data, by splitting processing tasks and
assigning them to different servers inside a cluster.O sucesso de uma empresa de fabrico depende da eficiência da sua supply chain.Em particular, a atividade de
procurement, que consiste na calendarização e decisão de quantidades de matéria prima a encomendar aos
fornecedores, pode ter um impacto elevado nos custos da empresa, e como tal é alvo de muito estudo.
De modo a evitar quebras de inventário e garantir as quantidades necessárias de matérias primas para
produção, existem algumas medidas de segurança como: Safety Time (ST) e Safety Stock (SS).
Na fábrica da Bosch em Braga, o cálculo destas medidas é feito com pouca regularidade e com pouco nível
de detalhe tomado em consideração.
Esta dissertação propõe uma solução dinâmica, que calcule um conjunto de pares ótimos de Safety Time e
Safety Stock segundo certas medidas objetivas, para cada uma das matérias primas em uso. Este cálculo é
feito com base em dados logísticos, alguns estáticos(denominados dados mestre), outros históricos.
De modo a acelerar o processo, foi desenvolvida uma solução informática, baseada em tecnologias de pro cessamento de dados distribuídos, mais concretamente o ecossistema Apache. Em particular, foi utilizado o
HDFS (Hadoop Distributed File System), que faz parte de Apache Hadoop para armazenamento de dados em
ambiente distribuído, e a ferramenta Apache Spark para leitura e processamento distribuído de dados, dividindo
tarefas de processamento entre diferentes servidores dentro de um cluster.This work has been supported by the European Structural and Investment Funds in the FEDER component
through the Operational Competitiveness and Internationalization Program (COMPETE 2020) [Project no. 34979,
Funding reference: POCI-01-0247-FEDER-39479]
Enhancing energy efficiency of buildings located in the Mediterranean area using Phase Change Materials (PCMs) integrated into mortar formulations
No full textPhase Change Materials (PCMs) in building materials can significantly reduce energy consumption in heating and cooling systems. PCMs absorb, store, and release thermal energy by transitioning between solid and liquid states based on external temperatures, helping to regulate indoor temperatures and lower energy use. This study evaluates the thermal performance of various mortar compositions containing PCMs made from hydraulic lime and cement. The PCMs were developed using the "form-stable" method, incorporating a porous matrix of
Lecce Stone (LS), known for its high porosity, and sourced from processing waste, supporting sustainability principles. The selected PCMs were Polyethylene Glycol (PEG) with molecular weights of 800 and 1000 g/mol, suitable for Mediterranean climate temperatures. The temperatures that characterize this geographic area
were simulated in a climatic chamber to assess the thermal behavior of the mortars containing the PCMs across all four seasons. The results showed that mortars with composite form-stable PCMs effectively mitigated indoor
temperature fluctuations, reducing the need for heating and cooling. Additionally, energy savings calculations demonstrated significant reductions in heating and cooling costs, underscoring the potential of the PCMs to enhance building energy efficiency.This work was supported by PON Ricerca e Innovazione 2014-2020 Risorse React Eu - DM 1062/2021 Azione IV.4, “Dottorati e contratti di ricerca su tematiche dell’innovazione” and Azione IV.6, “Contratti di ricerca su tematiche green” and by the Department of Engineering for Innovation at the University of Salento, with resources provided by Italian Ministry of University and Research, Art. 238, paragraph 5 of Decree-Law No. 34 of 19 May 2020 (converted with amendments by Law No. 77 of 17 July 2020)
Characterisation of molecular interactions involved in flower asymmetry and co-option in other plant developmental processes
No full textTese de doutoramento em BiologyA emergência de novas morfologias e funções biológicas depende da modificação de módulos de regulação genética pré-existentes. A zigomorfia das flores é uma característica que evoluiu de forma independente em diferentes linhagens de plantas, o que constitui um bom sistema para estudar como é que novas morfologias surgem através da reutilização dos mesmos módulos genéticos. A flor da espécie modelo Antirrhinum majus, possuiu uma assimetria dorsoventral e uma corola de forma complexa. A assimetria dorsoventral é estabelecida por quatro genes chave: CYCLOIDEA (CYC) e RADIALIS (RAD), que promovem a identidade dorsal, e DIVARICATA (DIV), que promove a identidade ventral. Nas regiões dorsais da flor, CYC promove a expressão de RAD. Por sua vez, RAD inibe a ação de DIV ao ligar-se à proteína DIV-and-RAD-INTERACTING FACTOR (DRIF), o que impede a formação do complexo de transcrição DIV-DRIF. Nas pétalas ventrais, DIV promove a expressão de CUPULIFORMIS (CUP), um gene envolvido na formação de uma pétala de forma complexa. O objetivo desta tese foi identificar novos genes envolvidos na rede de regulação genética que controla a assimetria dorsoventral das flores em A. majus e compreender como certos componentes desta rede estão envolvidos em processos de desenvolvimento em Arabidopsis thaliana. Análises de transcriptómica revelaram novos genes com expressão diferencial ao longo do eixo dorsoventral em duas fases de desenvolvimento da flor. Outras análises, envolvendo os transcriptomas de quatro regiões da pétala ventral e de mutantes com flores simétricas, identificaram genes que podem estar envolvidos na formação da forma complexa da corola e que funcionam a jusante de DIV. Além disso, estudos de hibridação in situ mostraram que nos limites dos órgãos florais a regulação de CUP é semelhante à que regula os seus homólogos durante a organogénese das folhas em Arabidopsis. Técnicas moleculares e in silico sugerem que o CYC pode ser regulado por genes envolvidos na elaboração de eixos de polaridade, genes de resposta à auxina e por mecanismos epigenéticos. Como o módulo DIV-DRIF-RAD foi identificado noutras espécies e homólogos RAD e DIV têm papéis conhecidos em Arabidopsis, o papel da família DRIF foi aqui investigado. O estudo dos fenótipos de um mutante triplo de DRIFs mostrou que estes genes estão envolvidos na promoção do alongamento do hipocótilo, e do tempo de floração através da via do fotoperíodo. No seu conjunto, esta tese fornece uma compreensão mais alargada da rede genética que controla a assimetria dorsoventral das flores e pode ser potencialmente aplicada a outras espécies com flores zigomórficas. Os resultados permitem também compreender como parte desta rede pode ter sido recrutada para desempenhar outros papéis em Arabidopsis.The co-option of existing regulatory modules plays a pivotal role in the emergence of novel morphologies and biological functions. The emergence of flower zygomorphy is thought to have occurred independently in different plant lineages, making it a good system to understand how new morphologies arise through the recruitment of the same genetic modules. Antirrhinum majus has served as a model organism for the study of flower morphology due to its dorsoventral asymmetry and complex corolla shape. Key genes involved in the establishment of dorsoventral asymmetry include CYCLOIDEA (CYC) and RADIALIS (RAD), which promote dorsal identity, and DIVARICATA (DIV), which promotes ventral identity. In the dorsal regions, CYC promotes the expression of RAD, and RAD inhibits the action of DIV by binding to DIV-and-RAD-INTERACTING FACTOR (DRIF), which prevents the formation of the DIV-DRIF transcription complex. In the ventral petals, DIV promotes the expression of CUPULIFORMIS (CUP), which is involved in the formation of a complex-shaped petal. The aim of this thesis was to expand the known gene regulatory network that controls flower zygomorphy in A. majus, and to understand how components of this network are involved in other developmental processes in Arabidopsis thaliana. To extend this gene network, we performed transcriptome analyses which revealed new genes differentially expressed along the dorsoventral axis at two stages of flower development. Transcriptome analyses on four distinct regions of the ventral petal and mutants with symmetric flowers identified genes that may be involved in the formation of the complex corolla shape and function downstream of DIV. Furthermore, in situ hybridisation showed that the regulation of CUP in floral organ boundaries is similar to that regulating its homologues during leaf organogenesis in Arabidopsis. To understand how CYC is regulated, an in silico approach was used to find conserved binding sites in the promoter of CYC orthologs. A yeast one-hybrid assay identified CYC regulators that bind to the promoter region predicted to contain a repressive cis-element. Findings suggest that CYC may be regulated by genes involved in the elaboration of polarity axes, auxin response, and by epigenetic mechanisms. As the DIV-DRIF-RAD module has been identified in other species, and RAD and DIV homologs have known roles in Arabidopsis, we decided to investigate the role of DRIFs in Arabidopsis. By studying the phenotypes of a DRIF triple mutant, we found that DRIFs are involved in promoting hypocotyl elongation and flowering time via the photoperiod pathway. Taken together, this thesis provides a deeper understanding of the genetic network that controls flower zygomorphy and can potentially be applied to other species with zygomorphic flowers. It also brings us closer to understanding how part of this network may have been recruited for other roles in Arabidopsis.This work was supported by the European Social Fund (ESF) through the programs Portugal 2020, Portugal 2030, Norte 2020 and Pessoas 2030 and by the Portuguese Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) with the PhD grant SFRH/BD/146203/2019