Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T18:31:27Z : No. of bitstreams: 1 oliveirafilho_jh_me_jabo.pdf: 697900 bytes, checksum: 8506e7c314e6d9e7dc607082ecfa14a5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na produção de cachaça, a microbiota contaminante afeta diretamente o processo fermentativo, originando fermentações indesejáveis, contribuindo para menores rendimentos em álcool e um desbalanceamento na formação dos compostos secundários que caracterizam a bebida. Portanto, são necessárias práticas para minimizar e controlar essas contaminações, sendo a aplicação de antimicrobianos uma alternativa eficaz para tal controle. Dentro desse enfoque, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de antimicrobianos naturais e sua interação com antibióticos convencionais no controle da contaminação bacteriana na produção cachaça. Para as análises tecnológicas e microbiológicas do vinho e pé-de-cuba, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas sub-subdivididas, em esquema fatorial 5x2x10 com três repetições, sendo quatro biocidas (extrato de própolis marrom, extrato de própolis verde, ampicilina e interação própolis/ampicilina (P/A)) e controle (sem adição de antimicrobiano), combinando-se os tratamentos em início e final de safra por 10 ciclos fermentativos. Para as análises tecnológicas do mosto, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas subdivididas, em esquema fatorial 2x10 com três repetições, sendo duas épocas da safra (inicio e final) por 10 ciclos fermentativos. Foi observado um comportamento distinto entre épocas, com maiores valores de contaminantes e acidez em mosto no final da safra. Dentre os tratamentos, o extrato de própolis marrom, própolis verde, ampicilina e interação (P/A) mantiveram os índices de viabilidade celulares a níveis elevados e superiores a 90%, com menores índices observados para o tratamento controle. As concentrações de bactérias no pé-de-cuba foram significativamente menores com o emprego dos biocidas. No tratamento controle a acidez total do vinho foi superior... / During the cachaça production, the contaminant microbiota affects directly the fermentative process, originating undesirable fermentations, minimizing the alcohol production as well an unbalancing in the secondary compounds formation that characterizes the beverage. Therefore, practices that minimize those contaminations are necessary and the antimicrobial use is one of the efficient alternatives the control. This work aimed to evaluate the natural antimicrobials efficiency as well its interaction with conventional antibiotics to control the bacterial contamination in the cachaça production. A completely randomized design in sub-divided parcels in a factorial 5x2x10 scheme with 3 replications was used, being four biocides (brown propolis extract, green propolis extract, ampicillin and propolis/ampicillin interaction – P/A) and control, combining them in the beginning and final of harvest by 10 fermentative cycles. A different behavior between treatments was observed, being the higher contamination and acidity found in the end of the harvest. Among treatments, the brown propolis extract, green propolis extract, ampicillin and P/A kept cellular viability indexes higher than 90%, and the control treatment was lower. The bacterial concentration in the inoculums was significantly smaller when biocides were used. In the control treatment the residual reducing sugars. The propolis extract and its combination with synthetic antimicrobials were efficient to control contaminant bacteria during the fermentative process

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMPAR.pdf: 5068377 bytes, checksum: 767cce78099d3010d32f9d63d3c82e23 (MD5) Previous issue date: 2007-03-05 / Universidade Federal de Minas Gerais / Nowadays, industrial production of semi-synthetic penicillins requires low temperatures, organochloride solvents and yields a great amount of non-recyclable wastes. During the last decades, concerns about environmental impacts have increased, as well as the environmental legislation restrictions. Thus, the pursuit of cleaner routes has been encouraged. Enzymatic synthesis of these antibiotics, using penicillin G acylase (PGA) as biocatalyst, may be carried out at mild temperatures and pH, and is an environmentalfriendly route, alternative to the chemical synthesis. However, the low yields of the enzymatic process are still a drawback for their industrial implementation. An enzymatic semi-batch reactor using aqueous-precipitated medium is a promising approach to improve process efficiency. Yet, finding the optimal operation condition of the reactor is still a challenge, in order to make the enzymatic route economically competitive. This thesis addresses this issue, focusing on several aspects of the enzymatic synthesis of ampicillin. The comprehension of the reaction mechanism, still not a consensus in the literature, was improved especially with respect to the role of the beta-lactam nucleus during the formation of the acyl-enzyme intermediate, which has important consequences on the reactor operation. Diffusion in the biocatalyst pores and its influence on the pH profile within this micro-environment were assessed through computer simulations. Results indicate considerable diffusion resistances within the biocatalyst, yielding important pH profiles. The process complexity leaded to the use of simplified mechanistic or empirical kinetic models. Applying dynamic optimization (optimal control) techniques, feed profiles for the reactants were obtained. A simplified model for the integrated semi-batch reactor for enzymatic synthesis of ampicillin with product crystallization was used for this purpose. Different techniques of dynamic optimization provided qualitatively the same optimum heuristics for the process operation. Since simplified models were used in optimal open-loop control algorithms, theoretical feed policies may diverge from those that would be needed to maintain the track of the concentration profiles of the optimized reactor. Moreover, disturbances in the input variables might lead the system to a different course. Thus, on-line monitoring is essential in pilot plants or industrial reactors. Multivariate calibration using UV spectra was the basis for the development of a system of analysis via flow injection (FIA), with good results. Ampicillin synthesis assays using an industrial biocatalyst (Recordatti, Italy) were run in order to improve some simplified kinetic models. The re-estimated models were inserted in optimization algorithms, providing trajectories in accordance with the same heuristics previously obtained. Experimental results obtained after two runs in the integrated semi-continuous reactor put into evidence a mismatch between model responses and the real process. This difference may be explained by the extrapolation of the kinetic model with respect to the enzymatic reactor load. On the other side, using a biocatalyst wrapped with a secondary inert matrix might alter the microenvironment of the enzyme, especially with respect to pH. Using a model that takes into account the effect of pH on the kinetics seems to be important to allow the fine-tuning of the industrial reactor selectivity and productivity. / A produção industrial de penicilinas semi-sintéticas é conduzida sob condições extremas de temperatura, demanda solventes organoclorados em seu processo e gera uma grande quantidade de resíduos não recicláveis. As crescentes preocupações governamentais em relação ao meio ambiente e a criação de leis de proteção ambiental nas últimas décadas vêm colocando esses processos sobre críticas e incentivando a busca de rotas alternativas mais limpas . A síntese enzimática desses antibióticos, usando penicilina G acilase (PGA) como biocatalisador, pode ser efetuada em condições amenas de temperatura e pH e vem sendo estudada como alternativa à rota atualmente empregada, mas o maior obstáculo para a substituição da rota química pela enzimática ainda é o baixo rendimento desta última. O uso de um reator enzimático semi-contínuo com um meio aquoso-precipitado é uma abordagem promissora em termos de eficiência. Contudo, ainda é necessário otimizar sua operação para que a rota enzimática seja economicamente competitiva. Esta tese enfoca vários aspectos da síntese enzimática de ampicilina. Avançouse na compreensão do mecanismo de reação, em pontos ainda não consensuais na literatura em especial com respeito ao papel do núcleo beta-lactâmico durante a etapa de formação do intermediário acil-enzima, com importantes conseqüências para a operação industrial do reator. A difusão nos poros do biocatalisador e sua influência sobre o perfil de pH nesse micro-ambiente foram avaliadas por meio de simulações computacionais. Os resultados indicam resistências difusivas apreciáveis no interior do biocatalisador, suficientes para gerar perfis significativos de pH. A complexidade desse processo como um todo levou a que se utilizassem modelos cinéticos mecanísticos simplificados ou empíricos. Por meio de técnicas de otimização dinâmica (controle ótimo), perfis de alimentação de reagentes foram obtidos. Para isso, um modelo simplificado do reator enzimático semi-contínuo integrado, com cristalização dos produtos (desejado e indesejado), foi utilizado. Respostas obtidas usando técnicas diferentes de otimização dinâmica resultaram, qualitativamente, em uma mesma heurística ótima para a operação do reator. Com a utilização de modelos simplificados, funções de alimentação obtidas teoricamente com algoritmos de controle ótimo em malha aberta poderão desviar-se das funções reais necessárias para manter os perfis de concentração no reator otimizado. Além disso, perturbações nas variáveis de entrada poderão levar o sistema a percorrer trajetórias diferentes. Assim, o monitoramento da reação em tempo real é imprescindível em um reator piloto ou industrial. Neste contexto, foi desenvolvido um procedimento de análise em fluxo incorporando técnicas de multicalibração. O procedimento proposto apresentou bons resultados na quantificação dos componentes de interesse, mostrando-se como método adequado para o monitoramento em tempo real do reator, principalmente, quando feita a reconciliação dos dados obtidos a partir dos balanços de massa. Ensaios de síntese de ampicilina, utilizando biocatalisador imobilizado (Recordatti, Itália) foram realizados com o objetivo de melhorar alguns modelos cinéticos simplificados. Os modelos re-estimados foram inseridos em algoritmos de otimização, resultando em trajetórias que seguem a mesma heurística obtida anteriormente. Entretanto, duas corridas de validação da estratégia ótima, realizadas em reator semi-contínuo integrado, evidenciaram um distanciamento entre o modelo utilizado e o processo real. Esses desvios podem ser explicados pela extrapolação do modelo em termos da carga enzimática utilizada no reator. Um modelo que leve em conta o efeito do pH sobre a cinética parece ser importante para permitir o ajuste fino da seletividade e produtividade do reator industrial.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2414.pdf: 14993428 bytes, checksum: da8b438d6672bb118531117cfa66edcb (MD5) Previous issue date: 2008-12-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / Penicillin G acylase (PGA), EC 3.5.1.1.11, is an enzyme employed in the hydrolysis reactions of penicillin G to produce 6-amino penicillanic acid (6-APA), but it can also used in the synthesis of semi-synthetic antibiotics. This work investigated the influence of different biocatalysts conceptions and of different acyl donors on the ampicillin synthesis with immobilized PGA, determining experimentally yield data (antibiotic produced / consumed acyl donor), selectivity (antibiotic produced/D(-)-phenylglycine generated) and productivity (produced antibiotic (mmol)/UI/time). First of all, ampicilina synthesis were carried out in homogeneous solution (with substrates and products solubles), using industrial catalyst Recordatti, in order to verify the influence of the different acyl donors, D(-)- phenylgycine methyl (PGEM), ethyl (PGEE) and isopropyl (PGEI) esters on the synthesis of ampicillin. The results showed that the use of EEPG, besides not reducing the ampicillin synthesis rate, also it reduces the ester hydrolysis rate, showing great potential to increase the selectivity of the enzymatic route. The multipoint covalent attachment of PGA was carried out in agar-agarose support with medium diameter of 1.3 ± 7 × 10-2 mm. That biocatalyst was tested in the ampicillin synthesis at 25ºC with the methyl and ethyl esters, with the objective of evaluating its acting in two pH values (6.2 and 6.5). The ethyl ester presented the yield and selectivity (71 ± 4 and 2.2 ± 4 × 10-1) better than the phenylglycine methyl ester (67 ± 1 and 2.0 ± 1 × 10-1) being the pH 6,2 more favorable. Two different biocatalysts for use in the ampicillin synthesis with simultaneous crystallization of the products were tested: PGA immobilized within agarose particles with average diameter of 95.2 ± 3 × 10-1 μm and, soon after, wrapped by alginate gel, resulting in particles with average diameter of 2.1 ± 6 × 10-2 mm; and PGA immobilized in agarose ME particles (10% wt) with average diameter of 1.4 ± 8 × 10-2 mm. So much the envolvement of the immobilized enzyme by a secondary support (agarose-alginate catalyst) as the use of particles gel of millimetric dimensions (agarose 1.4 mm) caused modifications in the microambient of that enzyme, mainly in reason of the profiles of íons intra-particle generated with the progress of the reaction. In view of the above exposed, ampicillin synthesis were carried out in three different pHs (6.0; 6.2 and 6.5), at 25- °C, using the methyl, ethyl and isopropyl esters with excess of 6-APA. To reduce the hydrolyis of the produced antibiotic, making possible its industrial production, was necessary that it precipitates inside of the synthesis reactor. When we evaluated of global form the selectivity, yield and productivity we concluded that a promising strategy would be to carry out the synthesis using ethyl ester, alginate-PGA-agarose 6BCL catalyst in pH 6.2. By this condition was obtained productivity of 8.0 × 10-5 ± 8 × 10-6, selectivity 2.0 ± 2 × 10-1 and yield 62%. The reactions were also carried out with ester excess, however the selectivity was drastically reduced getting at 1.1 ± 6 × 10-2. The last stage of this work was the kinetic study of the ampicillin synthesis. Synthesis were carried out in several initial conditions of substrate concentration (6-APA and PGEE) in pH 6.0 and 6.2 with the alginate-PGA-agarose 6BCL catalyst. In some cases, ampicilin and D(-) -FG crystals were sowed in the reaction start to check possible inhibitory effects of the products. Largests yields and selectivities were obtained when the concentration of 6-APA was increased by the ester concentration. Inhibitory effect in the antibiotic hydrolysis was verified when a high concentration of both substrates was used. In general, the experiments carried out in heterogeneous medium favored the yield, selectivity and productivity. In all of the experiments the lowest pH (pH 6.0) favored the improvement of the yield and selectivity while the productivity was favored the pH 6.2. The synthesis in fed-batch reactor, with high concentration of substrates, favored the selectivity of the reaction, it passed from 2.5 to 3.5. / Penicilina G Acilase (PGA), EC 3.5.1.1.11, é uma enzima empregada nas reações de hidrólise da penicilina G para produção do ácido 6-amino penicilânico (6-APA), sendo também utilizada na síntese de antibióticos semi-sintéticos. Este trabalho levantou a influência de diferentes concepções de biocatalisador e de diferentes doadores acil sobre a síntese de ampicilina com PGA imobilizada, determinando experimentalmente dados de rendimento (antibiótico produzido/doador acil consumido), seletividade (antibiótico produzido/fenilglicina gerada) e produtividade (antibiótico produzido (mmol)/UI/tempo). Primeiramente foram realizadas sínteses de ampicilina em meio homogêneo (com substratos e produtos solúveis), utilizando catalisador industrial Recordatti, a fim de verificar a influência dos diferentes doadores acil, os ésteres metílico (EMFG), etílico (EEFG) e isopropílico (EIFG) de D-fenilglicina na síntese de ampicilina. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de EEFG, além de não reduzir a velocidade de síntese de ampicilina, também diminuiu a velocidade de hidrólise do éster, mostrando grande potencial para aumentar a seletividade da rota enzimática. Em seguida, PGA foi imobilizada covalentemente em matriz agar-agarose com diâmetro médio de 1,3 ± 7 × 10-2 mm. Esse biocatalisador foi testado na síntese de ampicilina, a 25oC com os ésteres metílico e etílico, com o objetivo de avaliar seu desempenho em dois valores de pH (6,2 e 6,5). O éster etílico apresentou rendimentos e seletividades (71,0 ± 4 e 2,2 ± 4 × 10-1) melhores que o éster metílico de fenilglicina (67,0 ± 1 e 2,0 ± 1 × 10-1) sendo o pH 6,2 mais favorável. Dois diferentes biocatalisadores para uso na síntese de ampicilina com cristalização simultânea dos produtos foram testados: PGA imobilizada em partículas de agarose com diâmetro médio de 95,2 ± 3 × 10-1 μm e, em seguida, envolvida em gel de alginato, resultando em partículas com 2,1 ± 6 × 10-2 mm de diâmetro; e PGA imobilizada em partículas de agarose ME 10% ((m/m)) com 1,4 ± 8 × 10-2 mm de diâmetro. Tanto o envolvimento da enzima imobilizada por uma matriz secundária (caso do catalisador agarose-alginato) como o uso de partículas de gel de dimensões milimétricas (agarose 1,4 mm) causaram modificações no microambiente da enzima, principalmente em razão dos perfis intra-partícula de íons gerados com o avanço da reação. Em vista do exposto acima, sínteses de ampicilina foram realizadas em três diferentes pHs (6,0; 6,2 e 6,5), a 25oC, utilizando os ésteres metílico, etílico e isopropílico com excesso de 6- APA. Para reduzir a hidrólise do antibiótico produzido, viabilizando sua produção industrial, foi necessário que ele precipitasse dentro do próprio reator de síntese. Avaliando de forma global seletividade, rendimento e produtividade se concluiu que uma estratégia promissora seria realizar a síntese utilizando éster etílico, catalisador alginato-PGA-agarose 6BCL em pH 6,2. Condição em que se obteve produtividade de 8,0 × 10-5 ± 8 × 10-6, com seletividade 2,0 ± 2 × 10-1 e rendimento 62%. As reações também foram realizadas com excesso de éster, porém a seletividade foi drasticamente reduzida chegando a 1,1 ± 6 × 10-2. A última etapa do trabalho foi o estudo cinético da síntese de ampicilina. Sínteses foram realizadas em várias condições iniciais de concentração de substrato (6-APA e EEFG) em pH 6,0 e 6,2 com o catalisador alginato-PGA-agarose 6BCL. Em alguns casos cristais de ampicilina e D(-)-FG foram semeados no início da reação para verificar possíveis efeitos inibitórios dos produtos. Maiores rendimentos e seletividades foram alcançados quando se aumentava a concentração de 6-APA frente à concentração de éster. Efeito inibitório na hidrólise do antibiótico foi verificado quando se utilizou alta concentração de ambos os substratos. Em geral, os experimentos realizados em meio heterogêneo favoreceram rendimento, seletividade e produtividade. Em todos os experimentos o pH mais baixo (pH 6,0) favoreceu a melhora do rendimento e seletividade enquanto que a produtividade foi favorecida a pH 6,2. A síntese em reator batelada alimentada, com alta concentração dos substratos, favoreceu a seletividade da reação, que passou de 2,5 para 3,5.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutMFV.pdf: 2941614 bytes, checksum: c89443c6ac79393c7b5d25f9d4a761db (MD5) Previous issue date: 2003-11-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / The separation/concentration process of the products obtained from the enzymatic synthesis of ampicillin (AMP) catalyzed by immobilized penicillin G acylase was the focus of this Thesis. Hydrophobic resin adsorption and isoelectric precipitation were the processes herein evaluated. The antibiotic was produced in the solid phase, from 6-aminopenicillanic acid (6-APA) and phenylglycine methyl ester (PGME), and phenylglice (PG) was an undesired product. The immobilized enzyme was retained in the reactor by a sieve and the precipitated products formed (AMP and PG) were withdrawn and further dissolved at alkaline pH. After a filtration step, PG crystals were retrieved. In a second step, AMP crystals could be obtained by isoelectric precipitation. A combined process for separation/concentration of AMP, using isoelectric precipitation and hydrophobic adsorption, was put forth. The isolectric points of the molecules involved in the enzymatic synthesis were determined. In addition, the pH influence (range 5.5-7.5) on the solubility of the compounds was assessed. The results, in accordance with the literature, have shown that a pH increase leaded to an increase of the solubility of AMP and 6-APA. On the other hand, PGME solubility decreased with pH, while PG solubility was practically constant in this pH range. The adsorption efficiency and selectivity of three hydrophobic commercial resins XAD-4, XAD-7 and XAD-761 (Rohm and Haas) were evaluated at different pHs for the separation of dissolved products and unconverted reactants. Batch experiments were carried out to determine which resin had higher AMP adsorption capacity and higher selectivity (AMP/PG), at different pHs. XAD-4 was chosen: it presented higher selectivity (maximum AMP/PG = 7,0 at pH 8.5) and adsorption capacity (maximum 455 mg of AMP/g of resin, at pH 6.5). Equilibrium adsorption models were fitted: linear and Langmuir models represented PG and AMP adsorption on XAD-4 resin at pH 6.5, respectively. In a parallel work, our research group has decided to integrate synthesis and separation (precipitation of the products) in the enzymatic reactor: AMP and PG were in solid phase, and the immobilized enzyme was separated by sieving. Consequently, a combined process using isolectric precipitation and hydrophobic adsorption to separate/concentrate the AMP coming from enzymatic synthesis, with PG as impurity, was proposed. Based on the physical-chemical properties of the components, the separation process started by the elevation of pH, aiming at dissolving all AMP crystals, together with a minimum of PG crystals. Better results were obtained using pH 8.5. After filtration, un-dissolved PG was obtained. In a second step, the pH it was brought to the AMP isolectric point, causing its precipitation. Two acids and two temperatures were evaluated in this step: chloridric and sulfuric acid, 4 and 250C. Better results were obtained at 40C. No significant difference observed between the two acids. AMP crystals had purity above 97% at 40C. The following step was the separation/concentration of the mother solution, composed by a mixture of AMP and PG, using in a fixed bed of XAD-4 resin. Previously, adsorption constants, effective diffusion coefficients, and axial dispersion coefficients for AMP (at low concentrations, where a linear adsorption model fits the data) and PG were estimated by analysis of moments. The influence of temperature, flow rate, resin average particle diameter and the presence of ethanol on the performance of the system was assessed. The results obtained have shown that lower resin average particle diameters, as expected, leaded to a significant improve in the resolution of the elution curve of PG, and higher temperatures decreased retention times. The fixed bed was capable to separate, in an efficient way, a mixture of AMP and PG, reaching a separation resolution of 1.60 using a flow rate of 0.5 mL/min. Increasing ethanol concentration in the mobile phase influenced significantly the elution curves for both components. AMP de-sorption was facilitated and consequently, 5-fold and 2-fold reduction of the bed volume was achieved for AMP and PG, respectively. These results allowed the proposal of the following protocol for AMP purification, when it is reach in the solid form, containing PG as impurity: solubilization at pH 8,5 of the crystal mixture (AMP and PG), obtained from the antibiotic synthesis. Filtration of the solution, obtaining PG crystals. Reduction of the pH of the solution (containing PG, together with high concentrations of AMP), to precipitate the antibiotic at its isoelectric point. Concentration of the mother solution through adsorption on XAD-4 resin, using a water as mobile phase for adsorption and 15% (v/v) of ethanol for AMP elution. The concentrated solution should be recycled to the synthesis reactor. / Estudou-se neste trabalho o processo de Separação/concentração dos produtos da síntese de ampicilina, catalisada pela enzima penicilina G acilase imobilizada, através das técnicas de adsorção em resina hidrofóbica e precipitação no ponto isoelétrico. O antibiótico era produzido pela reação entre ácido 6-amino penicilânico (6-APA) e éster metílicode fenilglicina (EMFG), gerando também fenilglicina (FG) como sub-produto. Visando conhecimento das propriedades físico-químicas dos componentes da reação, a pesquisa se iniciou pela determinação dos pontos isoelétricos dos compostos que envolvem a reação de síntese, assim como determinação da influência do pH (na faixa de 5,5 a 7,5) na solubilidade dos mesmos. Os resultados obtidos, que estão em acordo com os disponíveis na literatura, mostraram que o aumento do pH conduz a um aumento na solubilidade da ampicilina e de 6-APA. No sentido oposto, o éster metílico de fenilglicina apresenta queda na Solubilidade com o aumento do pH, enquanto a fenilglicina mantém seu limite de solubilidade, praticamente, constante. Foram avaliadas a seguir as eficiências de adsorção e seletividades das resinas XAD-4, XAD-7 e XAD-761, a diferentes valores de pH, visando separação entre reagentes não convertidos e produtos em solução. Os resultados obtidos através de ensaios em batelada mostraram que a resina XAD-4 apresentava os melhores valores de seletividade e capacidade de adsorção. Essa resina atingiu uma razão de ampi/FG= 7,0, ou seja, a resina adsorve 7 vezes mais ampicilina do que fenilglicina a pH 8,5. e apresentou capacidade de adsorção máxima de, aproximadamente, 455 mg de ampicilina/g de resina, a pH 6,5. Diferentes modelos de equilíbrio de adsorção foram ajustados aos dados experimentais: os modelos Linear e Langmuir representaram a adsorção de FG e ampicilina sobre a resinas XAD-4 a pH 6,5, respectivamente. Em trabalho paralelo, o grupo definiu-se por processo de produção de ampicilina através de síntese integrada à Separação. Nesse processo, ampicilina e fenilglicina são obtidas na forma cristalina, separando-se o biocatalisador por peneiramento. Passou-se a avaliar assim a utilização de um processo Combinado de precipitação no ponto isoelétrico e adsorção hidrofóbica para separação e/ou concentração de ampicilina obtida por síntese enzimática, tendo como impureza fenilglicina. Baseando-se nas propriedades físico-químicas dos compostos, se iniciou o processo de separação pela elevação do pH, visando dissolução de todos os cristais de ampicilina e a menor possível de fenilglicina. Foram avaliados os valores de pH 8,5 e 9,5, sendo o pH 8,5 o escolhido como mais adequado. Através de filtração, fenilglicina pura não dissolvida podia ser obtida. Num segundo estágio, diminuía-se o pH até o ponto isoelétrico da ampicilina visando sua precipitação. Dois ácidos e duas temperaturas foram avaliados nessa etapa, clorídrico e sulfúrico, a 4 e 250C. Os melhores resultados foram obtidos a 40C, não se observando diferenças significativas para os dois ácidos, os quais permitiram atingir graus de pureza acima de 97% para ampicilina, a 40C. Estudou-se a seguir a separação e/ou concentração da solução mãe, composta de uma mistura de ampicilina e fenilglicina, através de adsorção em leito fixo, contendo a resina XAD-4 que foi previamente selecionada. Inicialmente, foram determinados os coeficientes de transferência de massa e dispersão axial para ampicilina (a baixas concentrações nas quais o modelo linear era ajustado) e fenilglicina, por análise de momento. Foram estudadas também as influências da temperatura, diâmetro médio das partículas da resina, conteúdo de etanol e vazão da fase móvel na performance do sistema. Os resultados obtidos mostraram que a diminuição no diâmetro das partículas, conforme previsto, conduzia a uma melhora significativa na resolução da curva de eluição da fenilglicina e que o aumento na temperatura (na faixa de 5 a 45oC) levou a uma diminuição dos tempos de retenção. Os resultados obtidos demonstraram ainda que a coluna foi capaz de separar de forma eficiente uma mistura de ampicilina e fenilglicina alcançando uma resolução de 1,60 para uma vazão de 0,5 mL/min. O aumento do conteúdo de etanol na fase móvel influencia de forma significativa as curvas de eluição dos compostos, facilitando a dessorção de ampicilina; obtendo-se reduções no número de volumes de leito para eluição de 5 e 2 vezes para ampicilina e fenilglicina, respectivamente. Os estudos realizados permitiram assim a proposição do seguinte protocolo para purificação de ampicilina gerada na forma sólida contendo fenilglicina como impureza: Solubilização da mistura de cristais (ampicilina e fenilglicina), obtidos durante a síntese, a pH 8,5; filtração da solução obtendo-se cristais de fenilglicina com alto grau de pureza. Redução do pH da solução (ampicilina em alta concentração e fenilglicina) para precipitação do antibiótico no seu ponto isoelétrico. Concentração da solução mãe por adsorção na resina XAD-4 e eluição com etanol 15% (v/v) de etanol, com retorno da solução concentrada ao reator de síntese.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseALOF.pdf: 1727082 bytes, checksum: 2bafd71518dd7f0aa291c11a17ad0841 (MD5) Previous issue date: 2004-02-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / Enzymatic route to produce antibiotic acts in mild reaction conditions (aqueous medium, neutral pH and moderate temperatures). Furthermore it reduces the number of reaction steps and decreases the amount and toxicity of waste products per kilogram of antibiotic. The enzymatic synthesis of ampicillin from phenylglycine methyl ester (PGME) and 6-aminopenicillanic acid (6-APA) can be an attractive alternative, replacing the chemical route. The use of an immobilized enzyme to catalyze the synthesis is very important to reduce costs. Penicillin G acylase (PGA) [EC 3.5.1.11] from E. coli was immobilized on two supports (agarose gel and silica). This work undertakes an optimization study of the enzymatic synthesis of ampicillin, to find out optimized process conditions. Therefore, it was studied the influence of the following variables: pH, temperature, 6-APA initial concentration, buffer concentration and the presence of methanol. Response variables were productivity, selectivity and yield (based on 6- APA initial concentration). The assays were carried on accordind to factorial design 25. Temperature, pH, and 6-APA initial concentration influenced At synthesis of ampicillin from PGME and 6-APA, two other reactions compete with the synthesis reaction: hydrolysis of PGME (a parallel reaction) and hydrolysis of ampicillin (in series with the synthesis). The yield of the synthesis of ampicillin depend on the rates of three different reactions. The highest yield was achieved at 4ºC, pH 6.5, without methanol, and with low buffer concentration. The results also indicate that it is possible to work with this system at high productivities, and it still keeps high yields at 25ºC, without buffer, and pH 6.5. After the selection of reaction conditions (25ºC, pH 6.5), assays with PGA immobilized on silica carrier were realized. Convensional reactors may cause shearing on derivative enzyme-silica, which led using fixed-bed reactor. Mass transport parameters were estimated by fitting heterogeneous mathematical model to experimental data of catalytic bed with recirculation, running on transient state. Another used support on immobilized enzyme was agarose gel. Domain of experimental assays used in the neural network training and validation were initial substrate concentrations ranged from 50 to 250mM. A mechanistic model to represent the synthesis of ampicillin from PGME and 6-APA is a set of seriesparallel reactions (ampicillin and PGME hydrolysis are undesirable side reactions) would be too complex, with an intractable number of kinetic parameters. Simplified models could not represent all the experimental data, and a hybrid model was used. Neural networks were trained to predict reaction rates and used in the mass balance equations. A feedforward neural network, with one hidden layer was used. Results of the simulation were promising. The operational region that of high productivity and selectivity of antibiotic could be successfully mapped. An important aspect to improve the selectivity of ampicillin synthesis is to precipitate the antibiotic because the hydrolysis reaction would be decreasing. An approprieted biocatalyst which preventing the precipitation was developed, and used in a Taylor vortex reactor where shears are smaller. Synthesis assays using high substrate concentrations were performed in this reactor, occurring precipitate of antibiotic during reaction, to improve yield, selectivity, and productivity of this system. / A rota enzimática para produção de antibióticos atua em condições suaves de temperatura, pressão e pH, em meio aquoso, além de ter bem menor impacto ambiental. A síntese enzimática de ampicilina a partir de éster metílico de fenilglicina (EMFG) e ácido 6-aminopenicilânico (6-APA) foi estudada como alternativa à rota de produção química. O uso de enzimas imobilizadas é comum na literatura devido aos benefícios que estas apresentam em relação às enzimas solúveis: separação do meio reacional e reutilização do biocatalisador. A enzima penicilina G acilase [EC 3.5.1.11] foi imobilizada em dois diferentes suportes (sílica e agarose). O primeiro passo estudado para produção do antibiótico foi a determinação das condições ótimas de operação. Assim, estudouse a influência das seguintes variáveis: pH, temperatura, concentração inicial de 6- APA, concentração iônica do meio reacional e presença de solvente orgânico (metanol). As variáveis-resposta utilizadas foram produtividade, seletividade e rendimento. Os ensaios foram conduzidos segundo um planejamento fatorial 25. As variáveis que mais influenciaram nas respostas foram: temperatura, pH e concentração inicial de 6-APA. O uso de EMFG para acilação do núcleo β- lactâmico, 6-APA, resulta num sistema reativo série-paralelo, cujas reações indesejadas de hidrólise (do EMFG e do antibiótico) ocorrem simultaneamente à de formação do antibiótico. Assim, a concentração máxima atingida de antibiótico depende das velocidades relativas das três reações. Observou-se que o maior rendimento de síntese foi obtido na temperatura de 4ºC, pH 6,5, sem adição de solvente orgânico e em meio reacional de baixa concentração iônica. Os resultados também mostraram que é possível operar o sistema com alta produtividade, e ainda se manterem os rendimento elevados a 25ºC, concentração mais elevada de reagentes, ausência de tampão fosfato e pH 6,5. Após a seleção das condições reacionais (25ºC, pH 6,5), ensaios, utilizando-se a PGA imobilizada em sílica, foram realizados. O derivado enzima-sílica sofre desgaste por cisalhamento em reator convencional, o que levou à utilização de reator de leito fixo. Parâmetros de resistência à transferência de massa externa e interna no suporte sobre a velocidade global de reação foram estimados a partir de dados experimentais, com auxílio de modelo matemático heterogêneo do leito catalítico com recirculação total, operando em regime transiente. O outro suporte empregado na imobilização de PGA foi agarose intercruzada, que tem maior resistência ao cisalhamento. Experimentos de síntese com concentrações iniciais de reagentes variando de 50 a 250mM, utilizando-se o derivado enzima-agarose, formaram o domínio para treinamento de redes neurais que pudessem prever as velocidades de reação, pois um modelo mecanístico das três reações, levando em conta efeitos inibitórios e alostéricos de reagentes e/ou produtos, mostrou-se muito complexo, com número intratável de parâmetros cinéticos. Simplificações desse modelo, diminuindo-se o número de parâmetros ajustáveis, não conseguiram representar os dados experimentais em toda a faixa de interesse. Conjuntos de dados para treinamento supervisionado foram alimentados a redes feedforward com uma camada oculta. Essa abordagem permitiu uma boa representação da síntese de ampicilina na faixa operacional estudada e também direcionou os ensaios para região onde se maximizassem produtividade e seletividade. As velocidades de reação previstas pelas redes neurais foram incluídas nas equações fundamentais de balanço de massa, compondo um modelo híbrido do processo. As simulações com o modelo híbridoneural direcionaram os ensaios de síntese para região onde se maximizaram a produtividade e seletividade da reação. Observou-se que aspecto importante para a melhoria da seletividade na produção de ampicilina era a operação do reator em uma região onde ocorria precipitação do antibiótico, pois quando este cristalizava no próprio reator, diminuía-se sua perda por hidrólise. Um biocatalisador adequado, que suportasse a precipitação da ampicilina no meio reacional, foi desenvolvido, patenteado e utilizado em reator de escoamento em vórtices de Taylor, onde as tensões de cisalhamento são menores. Sínteses utilizando concentrações altas de reagentes foram realizadas nesse reator, de modo a precipitar o antibiótico, incrementando-se rendimento, seletividade e produtividade do sistema.

Autorizado por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2015 / Un sistema de administración de drogas es un dispositivo que administra de forma terapéutica algún medicamento. Entre los más conocidos y tradicionales están las cápsulas e inyecciones, pero en las últimas décadas, dado el intenso crecimiento de la industria farmacéutica, estos sistemas han sufrido una gran evolución, llegando al extremo de fabricarse dispositivos poliméricos capaces de suministrar de forma permanente y controlada algún fármaco. Estos productos se conocen como sistemas de liberación controlada y un ejemplo especial de ellos es una membrana de ácido poli-láctico cargada homogéneamente de ampicilina. Este sistema se desarrolló en 1986 sin considerar una etapa previa de diseño, la que actualmente se considera fundamental en los mecanismos de liberación controlada. El objetivo de este trabajo es identificar los fenómenos, ya sean de transferencia de masa y/o reacciones químicas, involucrados en el mecanismo de liberación de ampicilina desde la membrana de ácido poli-láctico, y proponer además un modelo fenomenológico que describa dicho mecanismo, como un paso inicial en la conformación de una etapa de diseño. Para esto, se prepararon membranas cuadradas de 1cm2 y de tres espesores diferentes (0,05, 0,1 y 0,33 mm), cargadas con 0,68 mg de ampicilina, mediante el método solvent cast. Luego se monitoreo la liberación de ampicilina al sumergir las membranas en un volumen de buffer fosfato 0,1M a pH 7 y 37ºC simulando las condiciones fisiológicas dentro del cuerpo. A partir de las muestras recolectadas, se midió la concentración de ampicilina en ellas usando un sistema HPLC de fase reversa. De esta forma se recolectaron datos experimentales que se usaron para entrenar el modelo y estimar sus parámetros. Paralelamente, el modelo se formuló a raíz de una intensa búsqueda bibliográfica que permitió identificar un gran rango de fenómenos físico y químicos involucrados en el mecanismo de liberación. El resultado final fue la propuesta de un modelo matemático fenomenológico que describe la liberación de ampicilina. Éste consideró finalmente cuatro fenómenos: difusión de ampicilina dentro de la membrana y en la solución, degradación de ampicilina en solución y la disolución de ampicilina dentro de la membrana restringida por su límite de solubilidad. Además, posee dos parámetros: un coeficiente de masa global K y la constante cinética de la reacción de degradación kobs. Los valores estimados para estos parámetros son: K [cm/h] = 9,2x10-3 (0,05 mm), 6,6x10-3 (0,1 mm) y 9,96x10-5 (0,33mm),y kobs [1/h] = 4,4x10-3. El modelo desarrollado podría ser útil para simular la liberación desde las membranas de 0,05 mm, pero su capacidad predictiva se ve restringida para las membranas de mayor espesor, lo que sugiere que la estructura del modelo podría ser analizada y mejorada en estudios posteriores.

Compara la eficacia de ceftriaxona-clindamicina frente ampicilina-sulbactam en el manejo del pie diabético infectado. Se realizó un ensayo clínico experimental, abierto, en 60 pacientes hospitalizados por pie diabético infectado de grado moderado-severo, sin compromiso óseo, ni isquemia crítica separada en 2 grupos de 30 pacientes. Se asignó aleatoriamente a recibir ceftriaxona 2 g /24 h EV + clindamicina 600 mg / 8 horas EV o ampicilina-sulbactam 3 g/ 6 horas EV. Se siguió por un máximo de 21 días hasta la ocurrencia de mejoría clínica por remisión de la sintomatología de ingreso que incluyó fiebre, persistencia de eritema perilesional, mejoría de dolor y/o volumen del drenaje tipo purulento. Se comparó la respuesta al tratamiento y tiempo de mejoría entre ambos grupos. La muestra tuvo una edad media de 73 años y el 60% eran varones con un tiempo de enfermedad de 24 años. El 53% presentó neuropatía diabética, el 15% enfermedad coronaria y un 40% hipertensión arterial. El 64% de los pacientes fue de tipo neuropático, con un tiempo de evolución de 9.6 días. Un 93% presentó grado de infección moderada, un 97% presentó Wagner 3 sin compromiso óseo y un 57% de las lesiones estuvieron ubicadas en ante pie con un tamaño promedio de 5.4 cm2. El 100 % de los pacientes alcanzaron mejoría clínica durante el periodo de seguimiento y no se presentaron pérdidas, abandonos o amputación mayor secundaria a la infección. El tiempo de curación promedio para ambos grupos fue de 13.6 días para el grupo de ceftriaxona-clindamicina vs 12.6 días para el grupo ampicilina-sulbactam. (p>0.05) Concluye que en ambos grupos, todos los pacientes alcanzaron mejoría clínica sin pérdidas, ni abandonos, así mismo, el promedio del tiempo para lograr el resultado fue igual. / Tesis

O gênero Acinetobacter tem sido implicado em grande variedade de infecções hospitalares, principalmente em Unidades de Terapia Intensiva. O tratamento de infecções por Acinetobacter spp. é geralmente realizado com imipenem embora não haja ensaios clínicos randomizados que embasem esta recomendação. No caso de resistência a esta classe, situação cada vez mais freqüente, as opções mais estudadas são as polimixinas e ampicilinasulbactam. Diante da escassez de dados sobre o assunto, estudos que avaliem o tratamento de infecções por Acinetobacter spp resistente a carbapenem são necessários. Realizou-se um estudo de coorte retrospectivo de pacientes com infecção causada por Acinetobacter spp. resistente a carbapenem, internados no Instituto Central do Hospital das Clínicas (HC-FMUSP) e no Hospital do Servidor Público Estadual (HSPE) no período de 1996 a 2004. Foram considerados como casos os pacientes com diagnóstico de infecção hospitalar baseado em critérios estabelecido pelo Centers for Disease Control and Prevention (CDC) somado ao isolamento de Acinetobacter spp. resistente a carbapenem obtidos de materiais estéreis ou lavado bronco-alveolar.Não foram incluídos casos de infecção do trato urinário. Foi realizada a análise dos prontuários dos pacientes e foram coletadas informações clínico-demográficas, tratamento utilizado, sinais, sintomas e exames auxiliares no diagnóstico da infecção e no decorrer do tratamento. Foram avaliados três desfechos: mortalidade até o final do tratamento, mortalidade até o final da internação e evolução clínica. Oitenta e dois pacientes (30%) receberam polimixina B ou E, oitenta e cinco (31%) foram tratados com ampicilina-sulbactam, 99 (36%) não receberam tratamento específico. As características clínico-demográficas dos grupos foram semelhantes. A mortalidade durante a internação foi de 78% e boa resposta clínica foi observada em 50% dos pacientes tratados. Na análise multivariada de fatores associados à má evolução clínica, início do tratamento após 72 horas do isolamento e piora da função renal durante o tratamento foram estatisticamente significativos. Pontuação de Apache II >= 15, início do tratamento após 72 horas do isolamento; piora da função renal durante o tratamento; presença de choque séptico e uso de polimixina foram variáveis associadas com óbito até o final do tratamento. As variáveis independentemente associadas com óbito durante a internação foram: idade >= 58 anos, presença de choque séptico no dia do início do tratamento e pontuação de Apache II >=15. Concluiu-se que para o tratamento de infecções causadas por Acinetobacter spp. resistente a carbapenem, ampicilinasulbactam foi superior a polimixinas considerando mortalidade durante o tratamento. / Acinetobacter spp. is a cause of a number of infections, mainly in the ICU setting. Antimicrobials drugs frequently reported as active against Acinetobacter spp include carbapenems, colistin, ampicillin/sulbactam, amikacin, rifampin and tetracyclines and currently carbapenens are considered the main antimicrobial treatment. Unfortunately, over the past years there has been a worldwide increase in infections caused by carbapenem-resistant Acinetobacter. This poses a therapeutic challenge as few treatment options are avaible. We performed a retrospective review of the case records of patients from 1996 to 2004 who had nosocomial infections caused by carbapenem-resistant Acinetobacter spp. from 2 large teaching hospitals. Diagnosis of infection was based on CDC criteria plus the isolation of Acinetobacter from a usually sterile site or from broncoalvelolar lavage. Urinary tract infections were not included. We collected data on demographic and clinical features, treatment, signs and symptoms from medical records. We evaluate 3 outcomes: mortality until the end of treatment, in-hospital mortality and clinical outcome. Eighty two patients received polymyxins (30%), 85 were treated with ampicilin-sulbactam (31%) and 99 (36%) did not receive any of these antibiotics. The demographic and clinical characteristics of the groups were similar. Multivariate analysis showed that treatment with polymyxins, Apache II score >= 15; septic shock; treatment delay and renal failure were independent predictors of mortality. On multivariate analysis, age >= 58 years, presence of septic shock and Apache II score >=15 were prognosis factors for mortality during hospitalization. Multiple logistic regression analysis revealed that Apache II >=15 and renal failure during treatment were associated with treatment failure. In conclusion, ampicillin-sulbactam was superior to polymyxin considering mortality during treatment.

Fármacos tem sido foco de diversas estudos e pesquisas devido à constatação de sua ocorrência em diversos compartimentos ambientais. Esses compostos, com destaque para os antibióticos, apresentam biodegradação limitada e contínua introdução nos sistemas hídricos devido ao descarte incorreto, eliminação por excreção de parte da dose ingerida e, principalmente, pelo processo de fabricação nas indústrias farmacêuticas. Como as formas convencionais de tratamento têm se mostrado pouco efetivas, a tecnologia eletroquímica associada aos processos oxidativos avançados (POA) têm se mostrado uma maneira eficiente na degradação desses compostos. Em diversos estudos, os eletrodos de difusão gasosa (EDG) são apresentados como uma opção promissora no que diz respeito à eletrogeração de peróxido de hidrogênio, uma das principais fontes de radical hidroxila utilizado nos POA. Nesse aspecto, surgem estudos sobre modificadores que podem atuar como catalisadores nesse processo. Neste trabalho estudou-se o comportamento eletroquímico de dois modificares orgânicos suportados em matriz condutora de carbono Printex 6L. Os compostos orgânicos escolhidos, pertencentes a classe das quinonas, foram a 2-terc-butil-9,10-antraquinona (TBA) e a 9,10 fenantraquinona (FQA). Os estudos foram realizados em um eletrodo de disco/anel rotatório (RRDE), depositando-se uma microcamada porosa, contendo ou não o modificador, sobre o carbono vítreo deste eletrodo. Através dos resultados de voltametria cíclica e linear pode-se avaliar a geração de peróxido de hidrogênio, que foi superior para as microcamadas com adição dos modificadores. O material com 0,5% (m/m) de FQA mostrou-se o mais eficiente entre todos, com 30% de rendimento a mais quando comparado à matriz Printex e 6% maior quando comparada a mesma quantidade de TBA na produção do peróxido. Estudou-se também a eficiência da FQA para a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir da reação de redução do oxigênio gasoso (O2), em eletrodos de difusão gasosa (EDG). Considerando os cinco eletrodos estudados (Printex não modificado e modificado com 0,1, 0,5, 1,0 e 2,0% de FQA) foi realizada uma avaliação sobre qual eletrodo seria o mais apto a ser utilizado nos trabalhos de degradação dos fármacos. Para isso fez-se a análise da concentração de peróxido de hidrogênio eletrogerada, o consumo energético e a cinética envolvida no processo. Os resultados mostraram um aumento significativo na produção de peróxido para os eletrodos modificados com 0,5 e 1,0% de FQA. Sendo que o eletrodo sem modificação atingiu um máximo de 215 ppm de H2O2 em um potencial de -1,4 V com um consumo energético de 29 kWh kg-1 de H2O2. O eletrodo modificado com 0,5% de FQA alcançou 566 pmm de H2O2 em um potencial de -1,4 V com um consumo energético de 14 kWh kg-1 de H2O2. Estudou-se também a degradação dos antibióticos amoxicilina e ampicilina (AMX e AMP) com anodos condutores comerciais de diamante dopados com boro. A influência da densidade de corrente aplicada (15, 30 e 60 mA cm-2) para o mesmo eletrólito de suporte (3 g / L de Na2SO4) e a mesma concentração inicial de antibióticos (100 mg dm-3 cada) foi avaliada. A mineralização total dos antibióticos foi atingida. Além disso, o processo foi encontrado para ser mais eficiente na densidade de corrente de 30 mA cm-2. Os resultados demonstram a importância dos processos eletroquímicos mediados na degradação de AMX e AMP. Esta influência foi confirmada por alguns testes em que a eletrólise foi acoplada à radiação UV ou à radiação ultrassônica. O uso de radiação UV resulta em uma degradação menos eficiente, enquanto que o ultrassom melhora um pouco a taxa de mineralização quando comparado ao processo eletrolítico simples. / Drugs have been the focus of several studies and researches due to the finding of their occurrence in several environmental compartments. These compounds, especially antibiotics, present limited biodegradation and continuous introduction into water systems because of incorrect disposal, elimination by excretion of part of the ingested dose and, mainly, by the manufacturing process in the pharmaceutical industries. As conventional mode of treatment have been shown to be ineffective, electrochemical technology associated with advanced oxidative processes (POA) has been shown to be an efficient way of degradation of these compounds. In several studies, gas diffusion electrodes (EDG) are presented as a promising option with respect to hydrogen peroxide electrogeneration, one of the main sources of hydroxyl radical used in POAs. In this aspect, studies on modifiers appear that can act as catalysts in this process. In this work the electrochemical behavior of two organic modifiers supported in Printex 6L carbon matrix was studied. The organic compounds chosen, belonging to the class of quinones, were 2-tert-butyl-9,10-anthraquinone (TBA) and 9,10-phenanthraquinone (FQA). The studies were performed on a rotating disk / ring electrode (RRDE), depositing a porous micro-layer, containing or not the modifier, on the glassy carbon of this electrode. Through the results of cyclic and linear voltammetry the generation of hydrogen peroxide can be evaluated, which was superior to the micro-layers with addition of the modifiers. The material with 0.5% (w / w) of FQA was the most efficient of all, with 30% more yield when compared to the Printex matrix and 6% higher when compared to the same amount of TBA in peroxide production . It was also studied the efficiency of the FQA for the production of hydrogen peroxide (H2O2) from the reduction reaction of gaseous oxygen (O2) in gaseous diffusion electrodes (EDG). Considering the five electrodes studied (Printex not modified and modified with 0.1, 0.5, 1.0 and 2.0% of FQA) an evaluation was made on which electrode would be the most suitable to be used in the degradation works of the drugs. For that, the analysis of the hydrogen peroxide concentration, the energy consumption and the kinetics involved in the process were analyzed. The results showed a significant increase in peroxide production for electrodes modified with 0.5 and 1.0% of FQA. Since the unmodified electrode reached a maximum of 215 ppm of H2O2 at a potential of -1.4 V with an energy consumption of 29 kWh kg-1 of H2O2. The electrode modified with 0.5% of FQA reached 566 pmm of H2O2 at a potential of -1.4 V with an energetic consumption of 14 kWh kg-1 of H2O2. The degradation of antibiotics amoxicillin and ampicillin (AMX and AMP) with commercial boron-doped diamond conducting anodes was also studied. The influence of the applied current density (15, 30 and 60 mA cm-2) for the same support electrolyte (3 g / L Na2SO4) and the same initial concentration of antibiotics (100 mg dm-3 each) was evaluated. Total mineralization of antibiotics was achieved. In addition, the process was found to be more efficient at current density of 30 mA cm-2. The results demonstrate the importance of the electrochemical processes mediated in the degradation of AMX and AMP. This influence was confirmed by some tests in which the electrolysis was coupled to UV radiation or to ultrasonic radiation. The use of UV radiation results in less efficient degradation, while ultrasound improves the rate of mineralization somewhat compared to the simple electrolyte process.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-16T17:27:57Z No. of bitstreams: 1 2012 - Adriana Cristina Pedroso Ferraz.pdf: 2396072 bytes, checksum: 4c8224201e7dfca3888239f1edd74e0f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T17:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Adriana Cristina Pedroso Ferraz.pdf: 2396072 bytes, checksum: 4c8224201e7dfca3888239f1edd74e0f (MD5) Previous issue date: 2012-05-02 / CNPq / The research was divided into chapters. The first assessed the post-embryonic development of Chrysomya albiceps (Widemann) on chicken gizzard (control: beef). There were four replications (100g each diet, 40 1st instar/2nd generation larvae) per treatment, each recipient was placed in a larger one containing sawdust and then sealed. The mature larvae were weighed and stored in test tubes. The variation among mature larva weight means and the duration of the larva, pupa and total stages were analyzed by the Student t test (?=5%), the viabilities by ANOVA and the sex ratio by the chi-square test. The following were recorded: mean temperature 25.6oC and 72.4% relative air humidity, larva-adult period mean duration of 8.1 days (meat) and 8.2 days (gizzard); 71% to 87% larva viability; 100% and 99% pupa viability 58% and 67% larva and adult viabilities, respectively. Chicken gizzard was shown to be satisfactory as diet for C. albiceps. The second chapter assessed the post embryonic development of Chysomya putoria (Widemann) in chicken gizzard and homogenized chicken gizzard in 65% agar (control: meat). Four replications (60 mL diet, 40 1st instar/5th generation larvae) were made per treatment. The homogenate was prepared in a mixer (gizzard, distilled water and agar). A mean temperature of 20.6 oC and 67.7% relative air humidity were recorded. The mean duration of the larva-adult period was 8.868 days (meat), 8.676 days (gizzard) and 9.067 days (homogenate); the larva viability was 98%; 92% and 73%; the pupa viability was 98%; 91% and 71%; the larva and adult viabilities were 93%; 83% and 64%, respectively. There were significant difference in the duration of the pupa period between meat and the homogenate. Both diets were shown to be satisfactory for C. putoria. The third chapter assessed different ciprofloxacin concentrations (3.33 ?g/mL; 6.66 ?g/mL and 13.33 ?g/mL in gizzard/65% agar homogenate) on C. putoria development (the control received distilled water). They were replicated four times (60 grams diet, 40 1st instar/3rd generation larvae) in an acclimatized chamber 30oC day/28 oC night, 70+10%relative air humidity and 14-hour photoperiod. There was no significant difference for: mean individual larva weight, mean duration of the larva inoculation until abandonment and the larva, pupa and total stages. Only treatment 2 differed significantly from the control in the larval and total viability. Ciprofloxacin seemed not to alter C. putoria development. The fourth chapter assessed different gentamicin concentrations (4.44?g/mL; 13.33?g/mL and 66.66?g/mL) on C. putoria. The materials and methods were similar to those of chapter III. There was no significant difference for: mean individual larva weight, mean duration of the larva inoculation until abandonment and the larva, pupa and total stages. Only treatment 2 differed significantly from the control for larva viability. Gentamicin seemed not to alter C. putoria development. The fifth chapter assessed different ampicillin concentrations (66?g/mL; 81.33?g/mL and 166.66?g/mL) on C. putoria. The materials and methods were similar to chapter III. There was no significant difference for: mean individual larva weight, mean duration of the larvae inoculation until abandonment and the larval, pupa and total stages. There was no significant difference for larva and total viability, but pupa viability in T1 differed significantly from the control and T2, and T3 differed from the control. Ampicillin seemed not to alter C. putoria development. / A pesquisa foi dividida em cap?tulos. O primeiro avaliou o desenvolvimento p?s-embrion?rio de Chrysomya albiceps (Widemann) em moela de frango (controle: carne bovina). Foram quatro repeti??es (100g de dieta cada, 40 larvas de 1? instar/2? gera??o) por tratamento, cada recipiente inserido em outro maior contendo serragem e vedado. As larvas maduras foram pesadas e armazenadas em tubos de ensaio. A varia??o entre m?dias de massa de larvas maduras e dura??es dos est?gios de larva, pupa e total foram analisadas por Teste t de Student (?=5%), as viabilidades por ANOVA, a raz?o sexual pelo qui-quadrado. Foram registradas temperatura m?dia 25,6?C e umidade relativa do ar m?dia 72,4%; dura??o m?dia do per?odo de larva a adulto 8,1 dias (carne) e 8,2 (moela); viabilidades de larva 71% e 87%; viabilidades de pupa 100% e 99%; viabilidades de larva a adulto 58% e 67%, respectivamente. Moela de frango se mostrou satisfat?ria como dieta para C. albiceps. O segundo cap?tulo avaliou desenvolvimento p?s-embrion?rio de Chysomya putoria (Widemann) em moela e homogenato de moela de frango em agar 65% (controle: carne). Foram quatro repeti??es (60 mL de dieta, 40 larvas de 1? instar/5?gera??o) por tratamento. O homogenato foi preparado em mixer (moela, ?gua destilada e agar). Foram registradas temperatura m?dia 20,6? C e umidade relativa do ar m?dia 67,7%. A dura??o m?dia do per?odo de larva a adulto foi 8,868 dias (carne), 8,676 (moela) e 9,067 (homogenato); as viabilidades larvais 98%; 92% e 73%; as viabilidades de pupa 98%; 91% e 71%; as viabilidades de larva a adulto 93%; 83% e 64%, respectivamente. Houve diferen?a significativa na dura??o do per?odo pupal entre carne e homogenato. Ambas dietas mostraram-se satisfat?rias para C. putoria. O terceiro cap?tulo avaliou diferentes concentra??es de ciprofloxacino (3,33 ?g/mL; 6,66 ?g/mL e 13,33 ?g/mL em homogenato de moela/agar 65%) sobre desenvolvimento de C. putoria (controle recebeu agua destilada). Foram replicados quatro vezes (60 gramas dieta, 40 larvas 1? ?nstar/3? gera??o) em c?mara climatizada 30?C dia/28?C noite, 70+10% U.R. e 14 horas fotoper?odo. N?o houve diferen?a significativa: massa individual m?dio das larvas, dura??o m?dia da inocula??o das larvas at? abandono e est?gios larval, pupal e total. Apenas tratamento 2 diferiu significativamente do controle nas viabilidades larval e total. Ciprofloxacino pareceu n?o alterar desenvolvimento de C. putoria. O quarto cap?tulo avaliou diferentes concentra??es de gentamicina (4,44?g/mL; 13,33?g/mL e 66,66?g/mL) sobre C. putoria. Os materiais e m?todos foram semelhantes ao do cap?tulo III. N?o houve diferen?a significativa: massa individual m?dia das larvas; dura??o m?dia da inocula??o das larvas at? abandono e dos est?gios larval, pupal e total. Apenas tratamento 2 diferiu significativamente do controle na viabilidade larval. Gentamicina pareceu n?o alterar o desenvolvimento de C. putoria. O quinto cap?tulo avaliou diferentes concentra??es de ampicilina (66?g/mL; 81,33?g/mL e 166,66?g/mL) sobre C. putoria. Os materiais e m?todos foram semelhantes ao cap?tulo III. N?o houve diferen?a significativa: massa individual m?dia das larvas, dura??o m?dia da inocula??o das larvas at? abandono e est?gios larval, pupal e total. N?o houve diferen?a significativa: viabilidades larval e total, por?m viabilidade pupal do T1 diferiu significativamente do controle e T2, e T3 diferiu do controle. Ampicilina pareceu n?o alterar desenvolvimento de C. putoria.