A bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 foi empregada para investigar o efeito da composição do meio de cultivo na produção biotecnológica de biossurfactante e, adicionalmente bacteriocina. Utilizou-se resíduos agroindustriais, tais como soro de leite e vinhaça de uva, para formular meios de cultivos mais econômicos e naturais, suplementados sacarose e extrato de levedura. Um planejamento fatorial fracionado 24, com adição de três ensaios nos pontos centrais foi empregado para avaliar a influência destas variáveis. A produção de biossurfactante foi influenciada positivamente pela concentração soro de leite, onde 15 % deste demonstrou melhor resultado reduzindo a tensão superficial em cerca de 18,1 mN/m, alcançando produção máxima de biossurfactante equivalente em surfactina de 11,02 mg/L. Em relação à síntese de bacteriocina, a fonte de carbono adicional (sacarose) interferiu de forma antagonista, ou seja, quanto menor a concentração de sacarose, maior a síntese de bacteriocina (com aumento da zona de inibição em 14,2% contra Staphylococcus aureus CECT-239). Observou-se que o ensaio conduzido em biorreator, sob microaeração com 5% de oxigênio dissolvido, promoveu maior produção de biossurfactante (11,6 mg/L) quando comparados aos estudos conduzidos com maior concentração de oxigênio entre 30 a 100%, com produção em média de 2,3 mg/mL. Destaca-se que nenhum estudo da influência do oxigênio dissolvido, principalmente em microaerofilia, para a produção de biossurfactante por bactérias láticas já havia sido realizado. Ademais, o biossurfactante produzido se mostrou altamente estável frente a valores extremos de pH e temperatura, além de demonstrar notável propriedade antimicrobiana e antiadesiva, inibindo Listeria monocytogenes NADC 2045 e Salmonella entérica<i/> CECT-724 em mais de 90%. / Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 was used to investigate the effect of the composition of the culture media on the biotechnological production of biosurfactant and bacteriocin additionally. Agroindustrial residues, such as whey and grape vinasse, were used to formulate more economical and natural culture media, supplemented with sucrose and yeast extract. A fractional factorial design 24, with addition of three runs at the central points was used to evaluate the influence of these variables. The biosurfactant production was positively influenced by the concentration of whey, where 15% showed a better result reducing the surface tension by 18.1 mN/m, reaching a maximum production of biosurfactant equivalent in surfactin of 11.02 mg/L. In relation to bacteriocin synthesis, the sucrose interfered in an antagonistic way, that is, the lower the sucrose concentration, the greater the bacteriocin synthesis (with an increase in the zone of inhibition in 14.2% against Staphylococcus aureus CECT-239). It was observed that the bioreactor conducted under microaeration with 5% dissolved oxygen promoted a higher biosurfactant production (11.6 mg/L) when compared to studies conducted with a higher concentration of oxygen between 30 and 100%, with production on average 2.3 mg/mL. It is noteworthy that no study of the influence of dissolved oxygen, mainly in microaerophilic, for the biosurfactant production by lactic acid bacteria had already been carried out. In addition, the biosurfactant produced proved to be highly stable against extreme values of pH and temperature, and demonstrated remarkable antimicrobial and antiadhesive properties, inhibiting Listeria monocytogenes NADC 2045 and Salmonella entérica CECT-724 in more than 90%.

A bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 foi empregada para investigar o efeito da composição do meio de cultivo na produção biotecnológica de biossurfactante e, adicionalmente bacteriocina. Utilizou-se resíduos agroindustriais, tais como soro de leite e vinhaça de uva, para formular meios de cultivos mais econômicos e naturais, suplementados sacarose e extrato de levedura. Um planejamento fatorial fracionado 24, com adição de três ensaios nos pontos centrais foi empregado para avaliar a influência destas variáveis. A produção de biossurfactante foi influenciada positivamente pela concentração soro de leite, onde 15 % deste demonstrou melhor resultado reduzindo a tensão superficial em cerca de 18,1 mN/m, alcançando produção máxima de biossurfactante equivalente em surfactina de 11,02 mg/L. Em relação à síntese de bacteriocina, a fonte de carbono adicional (sacarose) interferiu de forma antagonista, ou seja, quanto menor a concentração de sacarose, maior a síntese de bacteriocina (com aumento da zona de inibição em 14,2% contra Staphylococcus aureus CECT-239). Observou-se que o ensaio conduzido em biorreator, sob microaeração com 5% de oxigênio dissolvido, promoveu maior produção de biossurfactante (11,6 mg/L) quando comparados aos estudos conduzidos com maior concentração de oxigênio entre 30 a 100%, com produção em média de 2,3 mg/mL. Destaca-se que nenhum estudo da influência do oxigênio dissolvido, principalmente em microaerofilia, para a produção de biossurfactante por bactérias láticas já havia sido realizado. Ademais, o biossurfactante produzido se mostrou altamente estável frente a valores extremos de pH e temperatura, além de demonstrar notável propriedade antimicrobiana e antiadesiva, inibindo Listeria monocytogenes NADC 2045 e Salmonella entérica<i/> CECT-724 em mais de 90%. / Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 was used to investigate the effect of the composition of the culture media on the biotechnological production of biosurfactant and bacteriocin additionally. Agroindustrial residues, such as whey and grape vinasse, were used to formulate more economical and natural culture media, supplemented with sucrose and yeast extract. A fractional factorial design 24, with addition of three runs at the central points was used to evaluate the influence of these variables. The biosurfactant production was positively influenced by the concentration of whey, where 15% showed a better result reducing the surface tension by 18.1 mN/m, reaching a maximum production of biosurfactant equivalent in surfactin of 11.02 mg/L. In relation to bacteriocin synthesis, the sucrose interfered in an antagonistic way, that is, the lower the sucrose concentration, the greater the bacteriocin synthesis (with an increase in the zone of inhibition in 14.2% against Staphylococcus aureus CECT-239). It was observed that the bioreactor conducted under microaeration with 5% dissolved oxygen promoted a higher biosurfactant production (11.6 mg/L) when compared to studies conducted with a higher concentration of oxygen between 30 and 100%, with production on average 2.3 mg/mL. It is noteworthy that no study of the influence of dissolved oxygen, mainly in microaerophilic, for the biosurfactant production by lactic acid bacteria had already been carried out. In addition, the biosurfactant produced proved to be highly stable against extreme values of pH and temperature, and demonstrated remarkable antimicrobial and antiadhesive properties, inhibiting Listeria monocytogenes NADC 2045 and Salmonella entérica CECT-724 in more than 90%.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2017-12-01T15:43:01Z No. of bitstreams: 1 LAHYANA RAFAELLA DE FREITAS CUNHA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 2398176 bytes, checksum: 737e0981fa2c124c8593a36e031175d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T15:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LAHYANA RAFAELLA DE FREITAS CUNHA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 2398176 bytes, checksum: 737e0981fa2c124c8593a36e031175d1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Capes / Uma das formas de remediar poluentes urbanos, como polímeros plásticos, é a utilização de processos biotecnológicos que exploram a capacidade de micro-organismos decompositores, produzirem enzimas na presença de substratos que possuem fontes indutoras adequadas, a exemplo de fungos do gênero Basidiomiceto em substratos como biomassas lignocelulósicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o potencial de substratos como a casca de coco verde, farinha de soja comercial, farelo da palha de milho verde e cana-de-açúcar na produção de lacase e CMCase por meio da fermentação semissólida (FES) utilizando o micro-organismo Psilocybe castanella (CCIBt 2781) como agente da fermentação, bem como, avaliar a degradação de pedaços de copos de polipropileno por esse basidiomiceto, sem e com interferência de mediadores orgânicos e inorgânicos. O fungo foi previamente crescido em ágar extrato de malte (MEA) 2% e inoculado em substratos a base de farelo de palha de milho verde com bagaço de cana-de-açúcar e bagaço da casca de coco verde com farinha de soja comercial nas proporções adequadas para se obter C/N 90 e com os mediadores, óleo vegetal, Tween 80 e azul brilhante de remazol (RBBR). Durante 60 dias de cultivo foram analisados as atividades enzimáticas de lacase e carboximetilcelulase. A degradação causada pela ação microbiana nos polímeros plásticos foi analisada por medidas de perda de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raio X (DRX). A maior atividade da lacase ocorreu em torno do 15º dia de fermentação (95,67 UL-1), contendo bagaço da casca de coco verde como fonte de carbono e soja como fonte de nitrogênio, sob ação dos mediadores tween e RBBR. Para o substrato a base de milho e cana, a maior atividade foi de 69,77 UL-1 em 30 dias, utilizando tween como mediador. A maior produção de CMCase foi de 0,29 U/g, para o substrato a base de milho e cana e de 0,22 U/g no substrato contendo bagaço da casca de coco verde e farinha de soja comercial. Todas as amostras de PP submetidas à incubação nos dois substratos apresentaram alterações nas superfícies dos polímeros, indicadas por ranhuras, sulcos e furos, quando analisadas por MEV. Esses resultados mostram que a bioconversão dos resíduos utilizados nesse trabalho por meio da fermentação semissólida (FES) é uma forma viável de obtenção das enzimas lignocelulolíticas, além da relação positiva entre a degradação de polímeros sintéticos (PPs) e a atividade enzimática de lacase. / One way to remedy urban pollutants such as plastic polymers, would be the use of biotechnological processes that exploit the ability of decomposing micro-organisms produce enzymes in the presence of substrates that have appropriate inducing sources, like basidiomycete fungi of the genus substrates as lignocellulosic biomass. Therefore, the aim of this work was to study the potential of coconut husk and commercial soy flour, bran straw corn and cane sugar as substrates in the production of laccase and CMCase by semisolid fermentation (SSF) Psilocybe castanella (CCIBt 2781) microorganism as the fermentation agent, as well as to evaluate the degradation of pieces of polypropylene cups by this basidiomycete with and without interference from inorganic and organic mediators. The fungus was previously grown on malt extract agar (MEA) 2% and inoculated in substrates bran straw corn with crushed sugar cane bagasse and coconut husk with commercial soy flour in the proportions adequate to obtain C/N 90 and mediators, vegetable oil, Tween 80 and Remazol brilliant blue R (RBBR). During cultivation for 60 days were analyzed, the enzymatic activities of laccase and carboxymethylcellulase, besides the degradation of plastics by polymer mass loss, MEV and DRX. The highest activity of laccase occurred around the 15th day of fermentation (95.67 UL-1), containing bagasse coconut husk as carbon source and soybean as nitrogen source, under the action of mediators tween and RBBR. To the substrate from corn and sugarcane, the highest activity was 69.77 UL-1 in 30 days, using tween as a mediator. The largest production of CMCase was 0.29 U/g, for the substrate from corn and sugarcane and 0.22 U/g substrate containing bagasse in the coconut husk and commercial soy flour. All samples analyzed by MEV and DRX were subjected to incubation with both substrates showed changes in the surfaces of polymers, indicated by grooves, grooves and holes. These results show that bioconversion of waste materials through this work semisolid fermentation (SSF) is a feasible way of obtaining the enzymes lignocellulolytic way, besides the positive relationship between the degradation of synthetic polymers (PP) and enzymatic activity.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-21T10:35:45Z No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA MARIA DE ARAÚJO GOMES - TESE (PPGEP) 2017.pdf: 3074455 bytes, checksum: d6b4674a09412a4dc9ce4006b9600ed3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA MARIA DE ARAÚJO GOMES - TESE (PPGEP) 2017.pdf: 3074455 bytes, checksum: d6b4674a09412a4dc9ce4006b9600ed3 (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 / Objetivou-se com este trabalho avaliar o aproveitamento de sementes de mangas das variedades Espada e Tommy Atkins, produzindo farinhas do tegumento e da amêndoa e utilizando-as na elaboração de barras de cereais. Estudou-se a cinética de secagem dos tegumentos e das amêndoas das duas variedades nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C e velocidade do ar de 1,0, 1,5 e 2,0 m/s. Os dados obtidos foram ajustados pelos modelos matemáticos de Page, Henderson & Pabis e Lewis. O modelo de Page demonstrou uma melhor representação dos dados experimentais para as três temperaturas e três velocidades do ar de secagem utilizadas. As farinhas dos tegumentos e das amêndoas foram processadas para a elaboração das barras de cereais mediante secagem em um secador de leito fixo na temperatura de 60 °C e velocidade do ar de secagem de 1,5 m/s. Determinou-se o tempo de escoamento, ângulo de repouso e molhabilidade das farinhas do tegumento e das farinhas da amêndoa. Os valores obtidos demonstraram que as farinhas do tegumento e das amêndoas das duas variedades não apresentaram problemas de fluidez e tem fácil reconstituição. Determinou-se os teores de compostos fenólicos totais, taninos totais, carotenoides totais, flavonoides totais e acido ascórbico das farinhas obtidas, indicando que as farinhas podem ser utilizadas como fontes de compostos bioativos antioxidantes. Isotermas de adsorção de umidade da farinha do tegumento e da farinha da amêndoa da manga foram determinadas em temperaturas de 20, 30, 40 °C; o modelo de GAB resultou no melhor ajuste à isoterma de adsorção de umidade da farinha do tegumento variedade espada, enquanto que o de PELEG resultou nos melhores ajustes às isotermas de adsorção de umidade da farinha do tegumento da variedade Tommy Atkins e das farinhas da amêndoa variedade Espada e Tommy Atkins, em todas as temperaturas estudadas. Foram elaboradas cinco tipos de barras de cereais, sendo: duas com adição de 50% da farinha do tegumento da manga variedade Espada e Tommy Atkins respectivamente; duas com adição de 50% da farinha da amêndoa da manga variedade Espada e Tommy Atkins respectivamente, em substituição ao farelo de trigo da formulação base e uma barra padrão (formulação base). As barras de cereais apresentaram baixos valores de umidade e atividade de água, o pH manteve-se levemente ácido, a coloração e a textura foram influenciadas pela incorporação das farinhas do tegumento e da amêndoa da manga. O aproveitamento do resíduo da manga na elaboração das barras de cereais apresentaram resultados de análise sensorial satisfatórios pelos julgadores, uma vez que todas as barras apresentaram índice de aceitabilidade superior 70%. As barras elaboradas com farinha do tegumento e com farinha de amêndoa de manga da variedade Espada apresentaram a maior aceitação em números absolutos. / This study aimed to evaluate the utilization of seeds of „Espada‟ and „Tommy Atkins‟ mango varieties, by producing flours from the seed coat and endosperm/embryo, and using them to manufacture cereal bars. Drying kinetics of the seed coat and endosperm/embryo of both varieties was studied at temperatures of 50, 60 and 70 °C and air speeds of 1.0, 1.5 and 2.0 m/s. The obtained data were fitted to the mathematical models of Page, Henderson & Pabis and Lewis. The Page model showed better representation of the experimental data for the three temperatures and three drying air speeds. Seed coat and endosperm/embryo flours were processed to manufacture cereal bars, by drying in a fixed-bed dryer at temperature of 60 °C and drying air speed of 1.5 m/s. Flow time, angle of repose and wettability were determined in the flours from seed coat and endosperm/embryo. The obtained values demonstrated that the flours from seed coat and endosperm/embryo of both varieties had no problems of fluidity and exhibited easy reconstitution. Contents of total phenolic compounds, total tannins, total carotenoids, total flavonoids and ascorbic acid were determined in the flours and showed that they can be used as sources of antioxidant bioactive compounds. Moisture adsorption isotherms of the flours from mango seed coat and endosperm/embryo were determined at temperatures of 20, 30 and 40 °C; the GAB model showed the best fit to the moisture adsorption isotherm for seed coat flour of the „Espada‟ variety, whereas the PELEG model showed the best fits to the moisture adsorption isotherms of flours from the seed coat of „Tommy Atkins‟ and endosperm/embryo of „Espada‟ and „Tommy Atkins‟, at all temperatures studied. Five types of cereal bars were made: two with 50% addition of flour from the seed coat of „Espada‟ and „Tommy Atkins‟ mangoes, respectively; two with 50% addition of flour from the endosperm/embryo of „Espada‟ and „Tommy Atkins‟ mangoes, respectively, in substitution for the wheat bran of the base formulation, and one standard cereal bar (base formulation). The cereal bars showed low moisture content and water activity, slightly acid pH, and their color and texture were influenced by the incorporation of flours from seed coat and endosperm/embryo. Using mango residues to manufacture cereal bars led to satisfactory results in the sensory analysis by the judges, since all bars showed acceptance level above 70%. Bars made with flours from the seed coat and endosperm/embryo of „Espada‟ mango showed greater acceptance in absolute numbers.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os corantes artificiais, tais como amarelo sÃlido e laranja GGN, vÃm preocupando a populaÃÃo mundial por sua natureza tÃxica. Em substituiÃÃo a esses compostos, fontes alternativas de corantes naturais estÃo sendo buscadas pelos pesquisadores. O bagaÃo do pedÃnculo do caju, subproduto da indÃstria de sucos, apresenta quantidade apreciÃvel de carotenÃides, compostos com poder corante e biologicamente ativos, alÃm de apresentar teor de flavonÃides, sendo uma fonte promissora de corantes naturais. Este trabalho teve como objetivo estudar a obtenÃÃo de carotenÃides e flavonÃides a partir do bagaÃo do pedÃnculo do caju por maceraÃÃo enzimÃtica. Para o estudo da maceraÃÃo foi utilizado o bagaÃo de caju proveniente da indÃstria e um complexo enzimÃtico pectinolÃtico. Na primeira etapa do trabalho, selecionaram-se os melhores parÃmetros de proporÃÃo bagaÃo: Ãgua, concentraÃÃo enzimÃtica, tempo e temperatura de maceraÃÃo, em escala de bancada, cujo procedimento baseou-se na determinaÃÃo do parÃmetro b de cor instrumental. Definidos esses parÃmetros, os experimentos foram conduzidos em escala de planta piloto, nas quais os extratos foram obtidos por cinco ciclos de prensagem/diluiÃÃes sucessivas. O extrato foi centrifugado, obtendo-se um resÃduo e um sobrenadante, que foi concentrado a vÃcuo. Foi realizada caracterizaÃÃo fÃsico-quÃmica dos extratos brutos, concentrados e do resÃduo. Os resultados revelaram que as melhores condiÃÃes de maceraÃÃo do bagaÃo do caju para a obtenÃÃo de carotenÃides foram a temperatura de 30ÂC, proporÃÃo 1:1 (bagaÃo: Ãgua), adiÃÃo de 500 ppm de complexo enzimÃtico pectinolÃtico e tempo de incubaÃÃo de 1 hora. JÃ para o teor de flavonÃides, a adiÃÃo de preparado enzimÃtico pectinolÃtico, combinado com um aumento de 10ÂC na temperatura, aumentaram o teor desses compostos nos extratos. A concentraÃÃo do extrato resultou em perda dos teores de carotenÃides, vitamina C e compostos fenÃlicos, gradativamente, com o aumento dos nÃveis de concentraÃÃo.

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_DanieleSouzade_D.pdf: 1437090 bytes, checksum: 0180b2360e22ff70ee43cdb53897997b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A produção de compostos de aroma por via biotecnológica é um campo emergente pois diferentemente da tradicional síntese química, os compostos produzidos por micro-organismos são classificados como naturais, indo de encontro à busca dos consumidores por alimentos saudáveis, isentos de aditivos sintéticos. O gênero Neurospora, pertencente a um grupo de fungos filamentosos, é relatado como produtor de hexanoato de etila, um éster caracterizado por possuir intenso um aroma frutal amplamente utilizado na indústria de alimentos. A produção deste aroma por via biotecnológica apresenta ainda alguns entraves, relacionados principalmente ao custo de produção e extração, que podem ser minimizados com o uso de resíduos agroindustriais, diminuindo assim, os custos da etapa fermentativa e tornando-o factível. Considerando que a produção de hexanoato de etila por via biotecnológica é pouco explorada e poucas publicações podem ser encontradas, os objetivos desta tese de doutorado compreenderam o isolamento e seleção de linhagens de Neurospora potencialmente produtoras de hexanoato de etila, em diferentes meio de cultura. Observou-se que o melhor meio sintético foi constituído de 5% extrato de malte e a maior concentração de éster obtida foi mediada pela linhagem Neurospora sitophila GFSC1135. A partir desses resultados foi realizada a otimização do processo de produção de hexanoato de etila visando maior rendimento para possíveis aplicações industriais. Utilizando delineamento composto central rotacional onde os parâmetros otimizados foram: temperatura, agitação, concentração de óleo de soja e inoculo, observou-se um incremento na produção cerca de cinco vezes (45mg.L-1) quando comparado com o primeiro estudo (8mg.L-1). Para os dois métodos de preparo de amostra, extração líquido-líquido e microextração em fase sólida, alguns parâmetros de validação foram determinados visando segurança analítica e credibilidade aos resultados, já que as matrizes são muito complexas. Também foi realizada a otimização do método de extração de hexanoato de etila do meio fermentativo, empregando a técnica de microextração em fase sólida (SPME). Dessa forma, pode-se observar os compostos produzidos pelo micro-organismo, os quais poderiam ser mascarados pelo pico do solvente, quando utilizada a técnica de extração líquido-líquido. Além disso, muitas vezes a concentração dos compostos produzidos é baixa, necessitando de uma técnica mais sensível. De forma semelhante ao realizado com meios sintéticos, a seleção de linhagens foi realizada utilizando resíduos agroindustriais como substrato (manipueira e bagaço de malte), visando minimizar custos relacionados ao meio de cultura, agregar valor ao produto final e suavizar o impacto ambiental gerado por esses resíduos. Comparando-se os resultados obtidos entre o bagaço e o extrato de malte, observou-se que não houve diferença estatística na produção de hexanoato de etila, ficando esta em torno de 45 mg.L-1. Os resultados obtidos mostraram-se promissores, tendo em vista a produção biotecnológica de hexanoato de etila, um éster de aroma impactante e elevado valor agregado, abrindo precedentes aos estudos de elevação da escala de produção e futura aplicação industrial / Abstract: The biotechnological production of aroma compounds is an emerging field and it was stimulated by the increasing preference of alienated consumers for products bearing the label ''natural¿¿. The genus Neurospora belongs to a group of fungus filamentosus, is reported as a producer of ethyl hexanoate and it is characterized by having strong fruity aroma is much used in food industry. The production of this flavor by biotechnological process also presents some difficulties, mainly related to the cost of production and extraction, which can be minimized with the use of agro-industrial waste, reducing costs and making feasible fermentation step. Considering the production of ethyl hexanoate by means of biotechnological processes is rarely explored and few papers can be found, the aims of this research included the isolation and selection of strains of Neurospora potentially producing ethyl hexanoate in different culture media. Observed the best synthetic medium consisted of malt 5% extract and the highest concentration produced by strain Neurospora sitophila GFSC1135. Then the optimization of the production of ethyl hexanoate was carried out in order to increase production to possible industrial applications. Using central composite rotational design where the optimized parameters were temperature, agitation, concentration of soybean oil and inoculum, there was an increase in production about five times (45mg.L-1) compared to the first study (8mg.L -1). For both methods of sample preparation, liquid-liquid extraction and solid phase microextraction, some validation parameters were determined with security and reliability to analytical results, since the matrices are very complex. Was also performed to optimize the extraction method of ethyl hexanoate fermentation media, employing the technique of solid phase microextraction (SPME), because that way, could be observed the compounds produced by microorganism, which could be masked the peak of the solvent, when used the technique of liquid-liquid extraction. In addition, many times the concentration of the compounds produced is low, requiring a more sensitive technique. Likewise, strain selection was accomplished using as substrate (cassava wastewater and bagasse malt) in order to minimize costs related to the culture medium, to add-value to the final product and minimize the environmental impact generated by these agroindustrial residues. Comparing the results between the bagasse and malt extract, it was observed that there was no statistical difference in the production of ethyl hexanoate, it being around 45 mg.L-1.The results were promising of the biotechnological production of ethyl hexanoate, ester of a fruit aroma and high value added, opening previous studies of increased scale of production and its creating opportunity for the industry / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Eleni Gomes / Resumo: As leveduras são organismos quimiorganotróficos que utilizam principalmente glicose como fonte de energia e carbono. Além da glicose, outros açúcares fermentescíveis se encontram em abundância na natureza e têm sido subaproveitados na indústria, dos quais se destaca a xilose. Para algumas leveduras, como Saccharomyces cerevisiae, a utilização de pentoses é limitada pela carência de transportadores de membrana específicos e enzimas intracelulares para a metabolização deste açúcar. Entretanto, algumas leveduras são capazes de utilizar xilose como fonte de carbono e bioconverte-la em produtos como etanol, ácidos orgânicos ou peptídeos. Isso implica na existência de um sistema de transporte e enzimas intracelulares para metabolizala. Neste contexto, a prospecção de enzimas auxiliares despolimerizantes do material lignocelulósico, tais como β-glicosidases e α-L-arabinofuranosidases, também assume função importante para obtenção de açúcares fermentescíveis. Além disso, poucos estudos estão disponíveis a respeito da produção de peptídeos bioativos por leveduras, quais podem ser fontes promissoras de produção dos mesmos. Sendo assim, o presente trabalho buscou investigar o consumo de xilose, a produção de peptídeos com atividade biológica e a produção de βglicosidases pelas espécies Pichia ofunaensis e Trichosporon multisporon, assim como a produção de α-L-arabinofuranosidases por Aureobasidium pullulans e A. leucospermi. As enzimas foram prospectadas utilizando farelo de trigo como ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Yeasts are chemorganotrophic organisms that mainly use glucose as a source of energy and carbon. In addition to glucose, other fermentable sugars are found in abundance in nature and have been underutilized in the industry, of which xylose stands out. For some yeasts, such as Saccharomyces cerevisiae, the use of pentoses is limited by the lack of specific membrane transporters and intracellular enzymes for the metabolization of this sugar. However, some yeasts are able to use xylose as a carbon source and bioconvert it into products such as etanol, organic acids or peptides. This implies the existence of a transport system and intracellular enzymes to metabolize it. The fermentation of pentoses is an essential step to improve the yield in the production of ethanol and organic acids. In this context, the prospection of depolymerizing auxiliary enzymes of lignocellulosic material, such as β-glycosidases and α-Larabinofuranosidases, also plays an important role in obtaining fermentable sugars. In addition, few studies are available regarding the production of bioactive peptides by yeasts, which can be promising sources of their production. Thus, the present work sought to investigate the consumption of xylose, the production of peptides with biological activity and the production of β-glycosidases by the species Pichia ofunaensis and Trichosporon multisporon, as well as the production of α-L-arabinofuranosidases by Aureobasidium pullulans and A. leucospermi. The enzymes were pro... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho teve como objetivo principal o aproveitamento dos resíduos agroindustriais provenientes da extração do pigmento de cúrcuma e do óleo de babaçu para elaboração de filmes biodegradáveis. Foram utilizados três diferentes métodos (moagem em meio ácido AS, em meio alcalino KS e em água WS) para isolamento do amido de babaçu e de cúrcuma. Os resíduos e amidos foram caracterizados em composição química, cor, distribuição do tamanho de partícula, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, poder de inchamento e solubilidade, espectroscopia de infravermelho, propriedades térmicas, teor de compostos fenólicos e atividade antioxidante. Os métodos AS e KS forneceram materiais com maior grau de pureza, porém menor teor de amilose. Filmes foram elaborados a partir dos amidos de cúrcuma e de babaçu, e também do mesocarpo de babaçu e tiveram suas propriedades mecânicas, funcionais e ativa determinadas. Filmes elaborados com os amidos de babaçu são mais resistentes e rígidos, menos elongáveis, solúveis e permeáveis ao vapor de água que com mesocarpo de babaçu. Filmes de amido de babaçu WS foram mais resistentes e rígidos, menos flexíveis, mais cristalinos, menos solúveis em água e hidrofílicos, com menor capacidade de absorção de água. Filmes de amido de babaçu AS apresentaram maior atividade antioxidante. O efeito de diferentes plastificantes (glicerol, sorbitol, ureia e glicose) nas propriedades dos filmes de amidos de babaçu também foi estudado. Notou-se que as propriedades finais dos filmes dependeu da interação entre os componentes na matriz: plastificante, amido e água. Para o babaçu também se realizou um estudo sobre os efeitos da concentração de sorbitol (Cs) e da temperatura de aquecimento (Ta) nas propriedades dos filmes através de um planejamento experimental 22 utilizando a metodologia de superfície de resposta e análise de multiresposta para avaliação dos resultados. As regiões sugeridas para se obter filmes com melhores propriedades foram: 26 a 30 g de sorbitol/100 g de amido acompanhado de temperatura de aquecimento de 78 a 80 °C. Para a cúrcuma, apesar do processo de isolamento do amido obter altos teores deste carboidrato (~80%), o material se apresenta bem compactado devido ao processamento industrial com presença de aquecimento. Assim, filmes elaborados com amidos de cúrcuma exigiram 4 h de aquecimento para o seu processamento. Filmes de amido de cúrcuma WS apresentaram maior flexibilidade, menor xxv resistência e rigidez, maior solubilidade e molhabilidade e os filmes de amido de cúrcuma AS, maior atividade antioxidante. Foram elaboradas também blendas com os diferentes amidos de cúrcuma com fécula de mandioca em diferentes proporções (30:70, 50:50 e 70:30). As blendas possibilitaram a elaboração de materiais com menor tempo de preparo (1 h). A adição de fécula de mandioca nas blendas diminuiu a resistência mecânica e rigidez, mas aumentou a elongação, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água enquanto que a adição de amido de cúrcuma proporcionou aumento da atividade antioxidante nestes materiais. Também fora realizado tratamentos (mecânicos/químicos) do resíduo de cúrcuma com o objetivo de tornar este material com melhor capacidade filmogênica. Estes tratamentos permitiram melhor incorporação do material lignocelulósico à matriz do filme e liberação do amido, além de ter promovido oxidação do amido causando a formação de novos grupamentos (carboxílicos e carbonílicos), o que permitiu obter filmes com melhores propriedades que os elaborados com amido de cúrcuma / The main objective of this work was the use of agroindustrial residues from the extraction of turmeric pigment and babassu oil for the preparation of biodegradable films. Three different methods (steeping in acid media - AS, in alkaline media - KS and in water - WS) were used to isolate babassu and turmeric starch. The residues and starches were characterized in centesimal composition, color, particle size distribution, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, swelling power and solubility, infra-red spectroscopy, thermal properties, phenolic compounds content and antioxidant activity. The AS and KS methods provided materials with higher purity but less amylose content. Films were made from the turmeric and babassu starches, and also from the babassu mesocarp and had it mechanical, functional and active properties determined. Films made from babassu starches are more resistant and rigid, less flexible, soluble and permeable to water vapor than with babassu mesocarp. WS babassu starch films were more resistant and rigid, less flexible, more crystalline, less water soluble and hydrophilic, with less water absorption capacity. AS babassu starch films showed the highest antioxidant activity. The effect of different plasticizers (glycerol, sorbitol, urea and glucose) on the properties of babassu starch films was also studied. It was noted that the final properties of the films depended on the interaction between the components in the matrix: plasticizer, starch and water. A study on the effects of sorbitol concentration (Cs) and heating temperature (Ta) on the properties of the films was also carried out for the babassu through an experimental design 22 using the response surface methodology and multi-response analysis for evaluation of the results. The regions suggested to obtain films with better properties were: 26 to 30 g of sorbitol / 100 g of starch accompanied by a heating temperature of 78 to 80 °C. For turmeric, although the starch isolation process obtained high levels of this carbohydrate (~ 80%), the material presents well compacted due to industrial processing with presence of heating. Thus, films made with turmeric starches required 4 h of heating for processing. Turmeric WS starch films showed greater flexibility, lower strength and stiffness, higher solubility and wettability and the films of turmeric starch AS, higher antioxidant activity. Blends with the different turmeric starches with cassava starch in different proportions (30:70, 50:50 and 70:30) were also prepared. The blends made possible the preparation of materials with less preparation time (1 h). The addition of cassava starch to the blends decreased xxvii mechanical rigid and mechanical resistance, but increased elongation, solubility and water vapor permeability while the addition of turmeric starch provided increased antioxidant activity in these materials. It was done also treatments (mechanical / chemical) in the turmeric residue to have this material with better filmogenic capacity. These treatments allowed better incorporation of the lignocellulosic material to the matrix of the film and release of the starch, besides promoting oxidation of the starch causing the formation of new groups (carboxylic and carbonylic), which allowed to obtain films with better properties than those elaborated with starch of turmeric

O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial antioxidante, caracterizar a composição fenólica e avaliar o efeito antioxidante do extrato de pele de amendoim (EPA) em produtos cárneos: hambúrguer de frango cozido, hambúrguer de ovelha armazenado em atmosfera modificada, salchichón espanhol com óleo de peixe microencapsulado em matriz de konjac e em patê de fígado suíno. O EPA possuía conteúdo fenólico total de 32,6 mg EAG/g pele seca, a capacidade de sequestrar radicais de 46,5 &micro;L (EC50) e capacidade redutora (reagente FRAP) de 26,5 &micro;mol de equivalente Trolox/g pele seca. As proantocianidinas são os principais compostos fenólicos presentes no EPA. A adição do EPA (70 mg EAG/kg) em hambúrguer de frango cozido reduziu a oxidação lipídica e inibiu a perda de cor vermelha durante 15 dias de estocagem a 1 °C, porém o produto se tornou mais escuro devido a adição do EPA. No hambúrguer de ovelha cru armazenado em atmosfera modificada (80% O2 e 20% CO2) durante 20 dias a 2 °C, o EPA (1000 ppm) preveniu a diminuição da intensidade da cor vermelha, a oxidação lipídica e de proteínas além de reduzir a percepção de off-odor. Porém o desenvolvimento de microrganismos viáveis totais (MVT), enterobactérias (Enterobacteriaceae), psedomonas (Pseudomonas spp.) e as bactérias ácido láticas, luminosidade, valor de pH e ácidos graxos livres (AGL) não foram afetados pela adição do EPA. O conteúdo total de compostos voláteis derivados da oxidação lipídica foi similar nos lotes controle e EPA. Além do EPA (2000 ppm), o extrato de folha de castanha (EFC, 2000 ppm), extrato de resíduo de cervejaria (ERC, 2000 ppm) e o antioxidante sintético hidroxitolueno butilado (BHT, 50 ppm) foram adicionados ao salchichón com óleo de peixe microencapsulado em matriz de konjac. Os antioxidantes naturais reduziram a formação de carbonilas e conteúdo total de compostos voláteis derivados da oxidação lipídica, porém aumentaram a quantidade de AGL. A oxidação lipídica e o valor de vermelho foram similares entre todos os tratamentos e particularmente para o lote EFC menor luminosidade e valor de pH foram observados. O patê de fígado suíno com mistura de óleos mais saudáveis (óleo peixe e de oliva) foi elaborado com os antioxidantes ERC, EFC e EPA (todos a 1000 ppm). Não foram observadas diferenças significativas marcantes devido a presença dos antioxidantes naturais no valor de pH, cor instrumental, oxidação lipídica, AGL e compostos voláteis derivados da oxidação lipídica do patê estocado a 4 °C por 160 dias. A composição centesimal de todos os produtos cárneos analisados não foi alterada em função do EPA. Desta forma, o EPA possui potencial para ser aplicado em hambúrguer cozido de frango e hambúrguer de carne de ovelha armazenado em atmosfera modificada. No caso do salchichón com óleo de peixe encasulado em matriz de konjac, os antioxidantes naturais testados podem proteger contra reações oxidativas, porém a adição destes extratos naturais não é recomendada para o patê de fígado suíno com óleos mais saudáveis. / This study aimed to evaluate the antioxidant potential, phenolic profile characterization and antioxidant effect of peanut skin extract (PSE) in meat products: cooked chicken patties, raw sheep patties storage in modified atmosphere, Spanish salchichón elaborated with encapsulated n-3 long chain fatty acids in konjac glucomannan matrix and pig liver pâté manufactured with healthy oils. PSE presented total phenolic content of 32.6 mg GAE/g dry skin, radical scavenge potential of 46.5 &micro;L (EC50) and reducing power (FRAP reagent) of 26,5 &micro;mol Trolox equivalent/g dry skin. The major phenolic compounds were proanthocyanidins in PSA. The manufacture of cooked chicken patties with PSE (70 mg GAE/kg) reduced lipid oxidation and inhibited the loss of redness during 15 days at 1 °C, but reduced the luminosity of patties. In raw sheep patties storage in modified atmosphere (80% O2 e 20% CO2) during 20 days at 2 °C, PSE (1000 ppm) inhibited the loss of red color, lipid and protein oxidation and also reduced the perception of off-odor. However, PSE did not affect total viable counts, Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp. and Lactic acid bacteria growth, luminosity, pH value and free fatty acids (FFA) content. The lipid derived volatile compounds of PSE batch were similar to control patties. In Spanish salchichón experiment other natural extracts were also evaluated: beer residue extract (BRE, 2000 ppm), chestnut leaf extract (CLE, 2000 ppm) besides PSE (2000 ppm) and butyl hydroxyltoluene (BHT, 50 ppm). In antioxidant batches, carbonyl formation and lipid derived volatile compounds were reduced, although a significant increase in FFA content was observed in these batches. Lipid oxidation and red color were similar among all batches and particularly for CLE batch the luminosity and pH values were lower than other batches. Differently, in pig liver pâté with healthier oil combination, BRE, CLE and PSE (all at 1000 ppm) did not display remarkable significant differences in pH value, instrumental color, lipid oxidation, FFA e lipid derived volatile compounds during 160 days of storage at 4 °C. The proximate composition of all manufactured meat products were not affected by PSE or natural/synthetic antioxidant. In this sense, PSE is suggested to be applied in chicken and raw sheep patties in modified atmosphere. Evaluated natural antioxidants are suggested to be used in Spanish salchichón to prevent oxidative damage, but none of them are recommended as antioxidant additive in pig liver pâté.

A levedura Saccharomyces cerevisiae, amplamente utilizada na conversão de glicose e frutose a etanol, não é capaz de fermentar a xilose presente na biomassa lignocelulósica de resíduos agroindustriais. Apesar da introdução da via metabólica dessa pentose em linhagens de S. cerevisiae, a fermentação da xilose simultaneamente com outros açúcares ainda é pouco eficiente. A proposta deste trabalho foi aumentar a eficiência do consumo da xilose por linhagens de S. cerevisiae introduzindo genes de transportadores exógenos identificados em leveduras selvagens que naturalmente fermentam pentoses. A via do metabolismo da xilose foi integrada no genoma de uma linhagem industrial brasileira de S. cerevisiae usada na produção de etanol. A partir desta, linhagens isogênicas foram criadas e mostraram ser mais eficientes no metabolismo da xilose em meio sintético e capazes de co-fermentar glicose e xilose na presença de altas concentrações de inibidores resultantes da hidrólise da biomassa lignocelulósica. Os tranportadores identificados foram testados nas linhagens industriais geneticamente modificadas criadas neste estudo e em linhagens laboratoriais. Não foi possível confirmar a eficiência dos transportadores nas linhagens, embora os resultados mostraram diferenças nas curvas de crescimento das linhagens industriais expressando os transportadores. Este trabalho foi o início de um estudo dos fatores envolvidos no metabolismo da xilose e servirá como base para que futuros trabalhos sejam realizados na obtenção de uma linhagem mais eficiente para produção de etanol de segunda geração. / The yeast Saccharomyces cerevisiae, which efficiently ferments glucose and fructose to ethanol, is unable to ferment xylose present in lignocellulosic biomass of agroindustrial residues. Although the introduction of xylose metabolic pathways in S. cerevisiae strains has been described in the literature, the simultaneous fermentation of xylose and glucose in these modified strains is still very inefficient. The aim of this study was to increase the xylose consumption efficiency of S. cerevisiae by introduction of exogenous genes identified in wild yeast that naturally ferment pentose. The xylose metabolism pathway was integrated into the genome of a Brazilian industrial strain of S. cerevisiae used for the production of ethanol, which was then used to obtain isogenic modified strains. The isogenic strains showed to be more effective in xylose metabolism in synthetic medium and able to co-ferment glucose and xylose in the presence of high concentrations of inhibitors resulting hydrolysis of lignocellulosic biomass. The transporters identified were inserted into genetically modified industrial strains of S. cerevisiae created in this study and also in laboratory strains. It was not possible to confirm the transporters efficiency in laboratory strains but the results showed differences in the growth curves of the industrial strains expressing the transporters. This work was the beginning of a study of the factors involved in xylose metabolism and it will help to prepare future work to obtain an efficient strain for lignocellulosic ethanol production.