RELATÓRIO FINAL 2013 – 2015 Nome: Telma da Piedade Silva Marques Documento de identificação: Cartão do Cidadão Nº: 12012347 Morada: Rua Direita, nº 21, Louriceira de Baixo, 2630-094 Arranhó Bolsa: Bolsa de Investigação (Mestre) Início da bolsa: 01 de Julho de 2013 Fim da bolsa: 28 de Fevereiro de 2015 Projecto / Centro de custo: RD0261 - RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS / CR9310 Unidade: CTN Orientador científico: Sandra Cabo Verde O presente trabalho insere-se no âmbito do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS – “Aplicações da Radiação Ionizante para um Ambiente Sustentável (ARIAS)”. ACTIVIDADE CIENTÍFICA OBJECTIVOS Durante o período de bolsa do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS os trabalhos desenvolvidos foram: A) Implementar um Sistema de Gestão de Qualidade no LETAL; B) Recuperação do Acelerador Linear de Electrões (Linac) e monitorizar as condições ambientais e funcionais da Instalação de Radiações Ionizantes (IRIS); e C) Estudar os efeitos da radiação ionizante em alimentos perecíveis (morangos frescos). Os trabalhos foram realizados no Campus Tecnológico e Nuclear do Instituto Superior Técnico, sob a orientação da Investigadora Auxiliar Doutora Sandra Cabo Verde.
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RELATÓRIO FINAL
2013 – 2015
Nome: Telma da Piedade Silva Marques
Documento de identificação: Cartão do Cidadão
Nº: 12012347
Morada: Rua Direita, nº 21, Louriceira de Baixo, 2630-094 Arranhó
Bolsa: Bolsa de Investigação (Mestre)
Início da bolsa: 01 de Julho de 2013
Fim da bolsa: 28 de Fevereiro de 2015
Projecto / Centro de custo: RD0261 - RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS / CR9310
Unidade: CTN
Orientador científico: Sandra Cabo Verde
O presente trabalho insere-se no âmbito do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS – “Aplicações
da Radiação Ionizante para um Ambiente Sustentável (ARIAS)”.
ACTIVIDADE CIENTÍFICA
OBJECTIVOS
Durante o período de bolsa do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS os trabalhos desenvolvidos foram:
A) Implementar um Sistema de Gestão de Qualidade no LETAL;
B) Recuperação do Acelerador Linear de Electrões (Linac) e monitorizar as condições ambientais e funcionais
da Instalação de Radiações Ionizantes (IRIS); e
C) Estudar os efeitos da radiação ionizante em alimentos perecíveis (morangos frescos).
Os trabalhos foram realizados no Campus Tecnológico e Nuclear do Instituto Superior Técnico, sob a
orientação da Investigadora Auxiliar Doutora Sandra Cabo Verde.
APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
A. Sistema de Gestão de Qualidade (SGQ) – Laboratório de Ensaios Tecnológicos em Áreas Limpas
(LETAL)
A implementação do SGQ no LETAL visa preparar a Acreditação deste laboratório multidisciplinar, numa
perspectiva de melhoria contínua dos serviços prestados, fortalecendo a confiança dos clientes actuais (e
futuros) nos ensaios realizados e potenciando a prestação de serviços. Para alcançar este objectivo foram
elaborados novos procedimentos, impressos e regras de limpeza para as salas do LETAL, com base na política
de Gestão de Qualidade do campus. Todos os documentos elaborados no âmbito da Acreditação foram
revistos e corrigidos pelo responsável pela Gestão da Qualidade do Pólo de Loures (Doutora Irene Lopes) e
colocados numa pasta online (\\itn.pt\Storage\my\LETAL_Qualidade) de acesso restrito e controlado. Foram
elaborados no total 94 documentos para a Qualidade, entre eles constam instruções de trabalho, impressos,
planos de calibração/manutenção e pastas com os certificados das intervenções efectuadas, inquéritos de
satisfação (português e inglês), folha de cálculo para avaliação dos inquéritos de satisfação e registos de
qualidade.
B. Instalação de Radiações IonizanteS (IRIS)
Os trabalhos desenvolvidos na IRIS tiveram como principal objectivo auxiliar a equipa responsável pela
manutenção e operação do Acelerador Linear de Electrões (Linac). Trata-se de um equipamento muito
complexo e sensível que tem requerido repetidas intervenções para o seu correcto funcionamento, durante
todo o período da bolsa. Participei, nomeadamente, nas seguintes operações: limpeza de todos os
componentes electrónicos e áreas adjacentes do Linac; regeneração da bomba iónica; regeneração do
sistema de focagem de feixe; instalação da bending chamber com a janela de saída de feixe reparada;
recolocação da blindagem da cabeça do Linac; manutenção curativa dos sistemas de refrigeração primária e
secundário, e inicío dos testes de diagnóstico.
Fui responsável pelo controlo e monitorização da temperatura e humidade relativa (HR) na área circundante
do LINAC e sua blindagem pois estes parâmetros são fundamentais para o funcionamento de aceleradores de
electrões. Segundo pesquisa bibliográfica, os limites estabelecidos para estes parâmetros são 19-21 °C
(temperatura da sala) e entre 40 a 60 % de HR circundante. Após alguns melhoramentos na instalação de
proteçção da área circundante do acelerador, o controlo destes parâmetros para níveis
aceitáveis/recomendados ficou simplificado. Consequentemente, o processo de degradação dos
equipamentos e componentes existentes ficou controlado/retardado, ajudando na manutenção, recuperação
dofuncionamento do Linac.
C. Efeito da radiação ionizante em alimentos perecíveis – Morangos frescos
Os estudos de irradiação de alimentos perecíveis visaram a sua exposição a várias doses de radiação gama,
de modo a obter um produto final seguro do ponto de vista microbiológico, sem prejuízo das propriedades
sensoriais, organolépticas e conteúdo em compostos fenólicos.
Descontaminação e conservação
Os ensaios efectuados para a descontaminação e conservação de alimentos frescos tem como principal
objectivo estimar a inactivação da população microbiana presente antes (0 kGy – contaminação inicial) e após
o tratamento a várias doses (0,5; 1,5 e 3,0 kGy) de radiação gama (fonte de cobalto-60). Após os estudos de
inactivação, a população microbiana resistente à irradiação foi caracterizada quantitativamente (unidades
formadoras de colónias – UFC) e qualitativamente (tipificação fenotípica). Os procedimentos de análise,
desde a preparação das amostras até à caracterização fenotípica, encontram-se representados
esquematicamente na Figura 1.
Figura 1 – Esquema representativo do procedimento de análise da população microbiana presente em
morangos frescos antes e após irradiação gama.
Neste trabalho experimental foi ainda estudada a inactivação da população microbiana ao longo do tempo (t
= 0 dias e t = 5 dias após a irradiação) a temperaturas de refrigeração, de modo a avaliar o potencial extensão
do tempo de prateleira de morangos frescos. De uma forma generalizada, assume-se que a inactivação
microbiana por um agente letal segue uma cinética exponencial. Especificando para a radiação ionizante, esta
cinética caracteriza-se por um decréscimo exponencial do número de sobreviventes em função da dose
absorvida. O logaritmo do número estimado de sobreviventes da população microbiana de morangos frescos
em função da dose absorvida encontra-se representado na Figura 2. Segundo os resultados obtidos, a
microbiota das amostras analisadas segue uma cinética de inactivação exponencial observando-se um
decréscimo de aproximadamente 88% da população microbiana após irradiação a 1,77 kGy. Para a microbiota
das amostras armazenadas a 4°C durante 5 dias verificou-se uma cinética de inactivação sigmoidal e um
decréscimo de 89% para a dose de 1,77 kGy. A eficiência do tratamento para a dose mais elevada (3,72 kGy)
foi de 97% logo após irradiação, e de 96% cinco dias após a irradiação.
Figura 2 – Curva de sobrevivência para a população microbiana dos morangos logo após a irradiação (t = 0 dias) (15<n<18; α = 0,05).
Com o objectivo de verificar se a tendência de inactivação se mantinha ao longo do tempo (reprodutibilidade),
estes ensaios foram repetidos em 2014. Nas Figuras 3 e 4 encontram-se representados o logaritmo do número
y = -0,4317x + 4,2871R² = 0,9754
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0
Log
UFC
/g m
ora
ngo
Dose (kGy)
Curva de Sobrevivência
de sobreviventes para t=0 dias e para t=5 dias após a irradiação, respectivamente. Com o objectivo de
simplificar a representação gráfica da população sobrevivente, admitiu-se que as doses para ambos os anos
estudados eram iguais às doses teóricas (0,5; 1,5 e 3,0 kGy). As doses absorvidas reais em 2014 foram 0,75;
1,61 e 2,61 kGy.
Figura 3 – Comparação da população microbiana sobrevivente após irradiação (t=0 dias) com várias doses
(9<n<24; α = 0,05).
Figura 4 – Comparação da população microbiana sobrevivente 5 dias após irradiação (t=5 dias) com várias
doses (16<n<23; α = 0,05).
Pela observação das Figuras 3 e 4 verificou-se que a cinética de inactivação exponencial mantem-se para os
dois anos amostrados, sendo que em 2014 a eficiência do tratamento para a dose mais elevada (2,61 kGy) foi
de 96% para o tempo zero dias e de 93% para a análise cinco dias após a irradiação. Os resultados obtidos
apontam para um ligeiro aumento da contaminação microbiana em 2014, para ambos os tempos analisados,
0,00
2,00
4,00
6,00
0,0 0,5 1,5 3,0
Log
(UFC
/g m
ora
ngo
)
Dose (kGy)
Sobreviventes t=0
2013 2014
0,00
2,00
4,00
6,00
0,0 0,5 1,5 3,0
Log
(UFC
/g m
ora
ngo
)
Dose (kGy)
Sobreviventes t=5
2013 2014
no entanto estas diferenças não são significativas visto que se encontram dentro do intervalo de confiança
de cada conjunto de resultados. O aumento da população microbiana presente em 2014 poderá estar
relacionado com factores intrínsecos da própria amostra (e.g. maior actividade da água; elevado teor em
nutrientes) ou com factores extrínsecos (e.g. maior distância temporal entre a colheita e a amostragem;
temperaturas de transporte e/ou armazenamento dos retalhistas inadequadas).
A frequência relativa obtida para dos isolados microbianos antes da irradiação (n2013=5089 e n2014=6772)
encontra-se apresentada na Tabela 1.
Tabela 1 – Tipos morfológicos com maior frequência relativa nos ensaios de contaminação inicial (0 kGy)
dos morangos em 2013 e 2014.
Tipos morfológicos 2013 2014
Cocos, gram +, catalase + 53% 1%
Leveduras 37% 49%
Fungos filamentosos 2% 49%
Como podemos verificar pelos resultados obtidos, o tipo morfológico que apresenta valores menos
discrepantes para ambos os anos são as leveduras. Estes microrganismos estão descritos como flora natural
de morangos frescos. Por outro lado, os tipos morfológicos cocos, gram+, catálase+ e fungos filamentosos
têm frequências assimétricas, isto é, quando apresenta um valor elevado o outro tem um valor insignificante.
Esta observação poderá estar relacionada com diversos factores, tais como a variedade dos morangos, a sua
proveniência, as condições de cultivo e o estado de maturação, que exercem grande influência na microbiota
natural dos morangos.
A caracterização qualitativa (tipificação fenotípica) dos isolados microbianos logo após a irradiação aponta
para uma maior sobrevivência à dose mais elevada (3 kGy) de dois tipos morfológicos, nomeadamente as
leveduras (≈67% em 2013 e ≈28% em 2014) e de fungos filamentosos (≈33% em 2013 e ≈71% em 2014) (Figura
5 e 6).
Figura 6 – Frequência relativa dos tipos morfológicos isolados em 2014 para cada dose absorvida (n= 6772).