Evaluación antimicrobiana y coagulante de extractos de cinco vegetales de interés etnobotánico / Antimicrobial and coagulating evaluation of extracts of five vegetables of ethnobotanical interest

Resumen Objetivo: Evaluar la actividad antibacteriana de los extractos de Mimosa tenuiflora, Equisetum arvense, Syzygium aromaticum, Lippia graveolens y Aloe vera contra cepas bacterianas de S. mutans (ATCC700611) y S. sobrinus (ATCC33478) comparado con clorhexidina a 1200 µg/mL (0.12%) y la actividad coagulante en sangre humana. Materiales y métodos: Estudio comparativo, abierto, experimental, prospectivo y transversal in vitro. Se realizaron diluciones a 500 y 1000 µg/mL de cinco extractos y se probaron por triplicado contra microorganismos orales por medio de técnica de pozo en agar y en la evaluación de la actividad coagulante se probaron los cinco extractos por triplicado en sangre humana evaluando TP (tiempo de protrombina) y TTPa (tiempo de tromboplastina parcial activado) mediante coagulómetro. Resultados: El extracto de Lippia graveolens a 500 y 1000 µg/mL mostró un promedio de halos de inhibición sobre S. mutans de 26mm con respecto a clorhexidina a 1200 µg/mL que mostró un promedio de 15mm. Contra cepas de S. sobrinus mostraron un promedio de 19mm a 500 µg/mL y 23mm a 1000 µg/mL con respecto a 15mm de clorhexidina. El valor de TP (tiempo de protrombina) de la muestra de sangre fue 12.27 segundos, al aplicarle E. arvense y S. aromaticum ambos a 1000 µg/mL presentaron tiempos de 13.37 segundos. En cuanto al tiempo de tromboplastina parcial activada (TTPa) el valor de la muestra sin extracto fue 32.63 segundos, al aplicar M. tenuiflora a 500 µg/mL se aumentó el tiempo a 39.17 segundos. Conclusiones: Se concluye que Lippia graveolens tiene mejor efecto antibacteriano contra micrrorganismos orales y M. tenuiflora fue el extracto que aumentó por más tiempo el valor de TTPa.

Abstract Objective: To evaluate the antimicrobial and coagulating activity from five vegetables of ethnobotanical interest extracts (Mimosa tenuiflora, Equisetum arvense, Syzygium aromaticum, Lippia graveolens and Aloe vera). Materials and methods: It was a Comparative, open, experimental, prospective and cross-sectional study through antimicrobial evaluation of the five extracts against bacterial strains of S. mutans (ATCC700611) and S. sobrinus (ATCC33478) by means of agar well technique and an evaluation of coagulating activity by measuring TP (prothrombin time) and APTT (activated partial thromboplastin time) using a coagulometer and comparing the results with those of a healthy patient. Results: It was found that the antimicrobial activity of the extracts on S. mutans at 500 and 1000ppm is statistically significant in the extracts of E. arvense and L. graveolens (p= 0.0057) and (p= 0.0000) respectively and on strains of S. sobrinus from the extracts of A. vera (p= 0.0011) and L. graveolens (p= 0.0089) in both concentrations, which show an antimicrobial effect superior to chlorhexidine. The PT patient's (prothrombin time) value was 12.27 seconds, no statistical difference was observed with a value of (p<0.05), however, E. arvense and S. aromaticum, both at 1000ppm, presented times of 13.37 seconds and at the activated partial thromboplastin time (PTPA) the value of the patient was 32.63 seconds, highlighting M. tenuiflora at 500 ppm, which presented times of 39.17 seconds. Conclusions: The extracts described above contain chemical compounds that are valuable alternatives against microorganisms and oral treatments, and it is also very important that research suggests materials and medications that are effective in the treatment of patients and that do not represent a health risk.

Uso do coagulante/floculante emergente à base de moringa no tratamento de água com verificação da composição e toxicidade do lodo produzido: tratamento de água com Moringa e toxicidade do lodo / Use of emergent moringa-based coagulant/flocculant for water treatment with verification of composition and toxicity of the produced sludge: water treatment with Moringa and toxicity of the sludge

RESUMO O presente estudo consistiu em avaliar a eficiência dos processos de tratamento convencional de água, por meio do coagulante natural Moringa oleifera Lam, com e sem casca, para o tratamento de água bruta captada do Rio Poxim, Aracaju, SE, Brasil. Após essa avaliação, realizou-se a análise da composição química e da toxicidade do lodo. As etapas de coagulação/floculação e decantação (30 e 60 minutos) foram realizadas em jar test com o coagulante, seguidas de filtração rápida descendente. A eficácia dos coagulantes foi analisada por meio da caracterização da água nas dosagens de 100, 200, 300 e 400 mg.L-1, por meio de análises físico-químicas, englobando os parâmetros pH, cor aparente e turbidez. O lodo proveniente do tratamento, em ambas as situações em estudo, foi caracterizado em relação à composição de proteína, amido e lipídio, além de ter sido verificada a toxicidade do resíduo por intermédio do crescimento e da germinação da Lactuca sativa. Como resultado, a moringa demonstrou potencial no tratamento de água pra consumo humano, principalmente o extrato de moringa com casca, tendo como dosagem ótima 300 mg.L-1 tanto para os parâmetros de cor quanto para a turbidez. Em relação ao pH, constatou-se que os tratamentos não promoveram variação significativa em relação aos valores da água bruta. Quanto à caracterização do lodo, foi possível verificar que em sua constituição há presença tanto de lipídio quanto de proteínas e ausência de amido; além disso, seu resíduo apresentou-se como atóxico para o meio ambiente.

ABSTRACT The present study aimed at evaluating the efficiency of conventional water treatment processes using the natural coagulant Moringa oleifera Lam, with and without shell, for the treatment of raw water captured in the Poxim River, Aracaju, state of Sergipe, Brazil. After this evaluation, the chemical composition of the sludge and its toxicity was analyzed. The stages of coagulation/flocculation and decanting (30 and 60 min) were performed in jar test with the coagulant, followed by rapid descending filtration. The effectiveness of the coagulants was analyzed by the characterization of the water in dosages of 100, 200, 300, and 400 mg.L-1, according to physicochemical analyses, including the parameters pH, apparent color, and turbidity. The treatment sludge, in both situations under study, was characterized in relation to the composition of protein, starch and lipid, in addition to verifying the toxicity of the residue by the growth and germination of Lactuca sativa. As a result, moringa showed potential in the treatment of water for human consumption, mainly the extract of moringa in shell, with an optimal dosage of 300 mg.L-1 for both color and turbidity parameters. Regarding pH, the treatments did not promote significant variation in the raw water values. In terms of sludge characterization, the presence of lipids and proteins was verified, but not that of starch. In addition, the sludge residue was considered nontoxic to the environment.

Otimização do tratamento de água cinza a partir do uso combinado de coagulantes químicos / Treatment optimization of greywater from the combined use of chemical coagulants

RESUMO Com a crescente demanda e escassez de água são necessários esforços para viabilizar fontes alternativas de abastecimento. Assim, este trabalho teve como objetivo otimizar o tratamento da água cinza, associando os coagulantes químicos sulfato de alumínio e cloreto férrico para possibilitar o reúso da água tratada. Para tanto, a pesquisa foi dividida em três etapas: caracterização da água cinza proveniente de lavatório e chuveiro de uma residência unifamiliar; avaliação do uso combinado de sulfato de alumínio e cloreto férrico, preparados em solução de 5%, para o tratamento da água cinza, otimizando as concentrações dos coagulantes químicos aplicando o Delineamento Composto Central Rotacional e avaliando os dados via Metodologia de Superfície de Resposta e Desejabilidade Global; e avaliação da eficiência do tratamento proposto, confrontando as dosagens ótimas determinadas com os testes em laboratório. Os resultados indicaram que a associação do sulfato de alumínio (concentração de 0,470 g.L-1) e do cloreto férrico (concentração de 0,115 g.L-1) potencializou o tratamento, atingindo uma remoção de turbidez da água cinza de até 94%. Além desses resultados, houve redução de coliformes termotolerantes e do cloro residual, possibilitando o reúso na descarga das bacias sanitárias e em processos de irrigação.

ABSTRACT With the growing demand and shortage of water, efforts are needed to enable alternative sources of supply. Thus, this work was focused on optimizing the treatment of greywater by associating the chemical coagulants aluminum sulfate and ferric chloride, to enable their reuse. Therefore, the research was divided into three stages: characterization greywater from basin and shower of a single-family residence; assessing the combined use of aluminum sulfate and ferric chloride, prepared in 5% solution for the treatment of greywater, optimizing the concentrations of chemical coagulants applying Central Composed of Rotational Design and evaluating the data via Methodology Surface Response and Global Desirability; and evaluating the effectiveness of the proposed treatment, comparing the optimum dosages determined with laboratory tests. The results indicated that the combination of aluminum sulfate (concentration 0.470 g.L-1) and ferric chloride (concentration 0.115 g.L-1) potentiated treatment, achieving a removal of greywater turbidity of up to 94%; also, thermotolerant coliforms and residual chlorine were reduced, making it possible to reuse them in the discharge of toilets and in irrigation.

Coagulação com semente de moringa oleifera preparada por diferentes métodos em águas com turbidez de 20 a 100 UNT / Coagulation with moringa oleifera seed prepared by different methods in water turbity of 20 to 100 UNT

RESUMO A semente de Moringa oleifera é composta por proteínas catiônicas, podendo ser aplicada como eficiente coagulante na clarificação de águas para consumo humano. Objetivou-se identificar o melhor método de preparação de Moringa oleifera, o melhor tempo para sedimentação e a concentração ótima para diferentes valores de turbidez bruta. Para concentrações de 100 a 500 mg L-1, a semente foi descascada, triturada, peneirada e diluída (método 1); secada, triturada, peneirada, diluída e filtrada (método 2); triturada, peneirada, diluída e filtrada (método 3). Os ensaios de Jartest foram realizados em triplicata para cada método, em águas com turbidez de 20, 40, 60, 80 e 100 UNT e a cinética de sedimentação para 30, 60, 90 e 150 min. Não houve diferenças significativas na remoção de turbidez entre os métodos de preparo pelos testes F e t de Student. No entanto, a filtração pode evitar incrustrações e incremento de matéria orgânica à água tratada (método 3). A adição de Moringa oleifera produz eficiente remoção de turbidez em águas acima de 40 UNT. O tempo máximo para sedimentação foi de 129,6 min, para remoção de turbidez em 90,5%.

ABSTRACT Moringa oleifera seeds comprise cationic proteins and can be used as efficient coagulant in the clarification of water for human consumption. The objective was to identify the best method of preparation of Moringa oleifera, the best time to sedimentation and the optimum concentration for different values of affluent turbidity. For concentrations of 100 to 500 mg L-1, seed was peeled, crushed, sieved and diluted (method 1); dried, crushed, sieved, diluted and filtered (method 2); crushed, sieved, diluted and filtered (method 3). The Jartest assays were performed in triplicate for each method in water with turbidity of 20, 40, 60, 80 and 100 NTU and sedimentation kinetics to 30, 60, 90 and 150 min. There were no significant differences in turbidity between the methods after F test and Student's t-test. However, the filter can prevent fouling and increase of organic matter to treated water. The use of Moringa oleifera produces efficient decrease in turbidity in waters above 40 NTU. The maximum time for sedimentation was 129.6 min, to 90.5% remove of turbidity.

Potencial do latex da fruta pão (Artocarpus altilis) como agente coagulante do leite

Breadfruit is an exotic tree in Brazil, very well acclimatized. Despite of being a laticifer plant, the knowledge about its latex is scarce. However, it is known that proteolytic enzymes represents over 50% of the latex composition in laticifers plants. The aim of this study was to evaluate the potential of breadfruit (Artocarpus altilis var. Apyrena) latex as a source of milk clotting proteases and partially characterize it. The proteolytic activity of the fraction of crude extract was assessed using azocasein and quantitation of total protein, the bicinchoninic acid (BCA). Milk-clotting activity was analyzed using skim milk at 12%. The enzyme activity was analyzed under different temperature conditions (35 to 80°C) and pH (5.8 to 10.7) presenting optimum activity in alkaline pH (8.5) and 50°C; being stable to the two variables at 120 minutes during the test. The clotting activity was directly proportional to the temperature at the better concentration of CaCl2 (10mmol L-1). The results indicate that enzyme is a possible replacement for calf rennet.

A fruta-pão é uma árvore exótica no Brasil, onde se aclimatou muito bem. Embora seja uma planta lactífera, o conhecimento sobre seu látex é escasso. No entanto, sabe-se que enzimas proteolíticas correspondem a mais de 50% da composição do látex em plantas lactíferas. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do látex da fruta-pão (Artocarpus altilis var. Apyrena) como fonte de protease coagulante do leite e caracterizar parcialmente a enzima. A atividade proteolítica da fração de extrato bruto foi avaliada utilizando azocaseína e, para a quantificação das proteínas totais, o ácido bicinconínico (BCA). A atividade de coagulação do leite foi testada utilizando leite desnatado a 12%. A protease foi testada em diferentes condições de temperatura (35 a 80°C) e pH (5,8 a 10,7) e apresentou atividade ótima a 50°C e pH alcalino (8,5) sendo estável a estas variáveis durante 120 minutos. A atividade coagulante no leite foi diretamente proporcional à temperatura na melhor concentração de CaCl2 a 10µmol L-1. Os resultados indicam que a enzima analisada é uma possível alternativa à quimosina.

Leito de drenagem: sistema natural para redução de volume de lodo de estação de tratamento de água / Draining beds: natural system for sludge volume reduction in the water treatment plant

As Estações de Tratamento de Água (ETAs) tem funcionamento semelhante a uma indústria e podem em diversas etapas gerar resíduos que, na maioria das ETAs, são lançados nos corpos d'água sem tratamento. Neste trabalho avaliou-se o desempenho de Leitos de Drenagem, para o desaguamento de lodo, provenientes de ETAs de ciclo completo que empregam sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PACl), como coagulantes. Analisou-se as características, a drenagem e secagem dos amostras de lodo e característica do drenado. Os Leitos de Drenagem mostraram-se eficientes para desaguamento e redução de volume de lodo de ETA, de forma natural, sem consumo de energia ou adição de produtos químicos. Obteve-se, aos sete dias, reduções da ordem de 87 por cento em volume para os lodos de PACl e 83 por cento para o lodo de Sulfato de Alumínio e teor de sólidos totais 28 por cento e 31 por cento respectivamente.

In this work the performance of Draining Beds for sludge dewatering was assessed. The sludge was provided from full cycle Water Treatment Plants (WTPs) that employ aluminum sulfate and polyaluminium chloride (PACl) as coagulants. The characteristics, drainage and drying of samples of sludge and characteristic of drained were analysed. The Draining Beds were shown to be efficient for dewatering and sludge volume reduction in the WTP, in a natural way, without energy consumption or adding of chemical products. On the seventh day, it was possible to obtain reduction around 87 percent in volume for PACl sludge and 83 percent for the aluminum sulfate sludge and total solids content of 28 and 31 percent respectively.