Orientador: Eleni Gomes / Banca: José Geraldo Nery / Banca: Adriano Aguiar Mendes / Resumo: A produção do biodiesel por meio da transesterificação enzimática, catalisada por lipases, tem a vantagem de gerar biodiesel de melhor qualidade devido à especificidade da catálise, e ainda permite a recuperação de um glicerol mais puro que pode ter diferentes aplicações. Entretanto, o uso da catálise enzimática no processo industrial de produção do biodiesel no Brasil ainda é inviável em função do alto custo das enzimas, requerendo desenvolvimento de tecnologias que reduzam o preço de produção e de aplicação desses biocatalisadores. Com base nestes aspectos, este trabalho teve como objetivo isolar e selecionar fungos filamentosos capazes de produzir lipases com atividade de transesterificação e aplicar estas enzimas na síntese do biodiesel, avaliando ainda as influências das condições de cultivo do microrganismo na produção das lipases. Dentre as 20 linhagens de fungos isoladas, duas apresentaram capacidade de produzir lipases com atividade de transesterificação quando cultivadas por fermentação em estado sólido (FES) em meio de bagaço de cana e farelo de soja (9:1). Nas condições empregadas, a linhagem Acremonium sp. ROG 2.1.9 apresentou atividade de transesterificação com rendimento de 1,5 g de ésteres·100g -1 de óleo de soja e atividade hidrolítica de 3,8 U·mL -1 quando avaliadas pelo método titulométrico e 0,8 U·mL -1 pelo método colorimétrico. Para determinar as condições favoráveis de fermentação, vários substratos foram testados para a cultura desse fungo e produção das lipases com atividade transesterificação, e aquele que proporcionou a maior atividade, utilizando o micélio imobilizado, foi a torta de algodão (sem adição de óleo), seguida pela mistura de bagaço de cana e farelo de soja (9:1) com rendimentos de 4,7 e 4,1 g de ésteres·100g -1 de óleo, respectivamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production of biodiesel by enzymatic transesterification, catalyzed by lipase, has the advantage of produce better quality biodiesel, due to its high specificity and still allows recovery of a purer glycerol which can have several destinations. However, the use of enzymatic catalysis in an industrial production of biodiesel in Brazil is not feasible yet to the high cost of these enzymes, requiring development of technologies that reduce the cost of production and application. Based on these aspects, this study aimed to isolate and select filamentous fungi capable of producing lipase with transesterification activity and apply these enzymes in the synthesis of biodiesel, still evaluating the influences of culture conditions of the microorganism in the production of lipases. Among the 20 strains of fungi isolated, two had the ability to produce lipases with transesterification activity when grown by solid state fermentation (SSF) in the middle of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1). Under these conditions employed the strain Acremonium sp. ROG 2.1.9 showed transesterification activity with a yield of 1.5 g of 100g -1 · esters of soybean oil and hydrolytic activity of 3.8 U · mL -1 when measured by titrimetric method and 0.8 U· ml -1 by colorimetric method, respectively. To determine favorable conditions of fermentation, various substrates were tested for the culture of this fungus and production of lipases with transesterification activity, and one that yielded the highest transesterification activity, using immobilized mycelia, was cottonseed meal (without added oil), followed by mixture of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1) with yields of 4.7 and 4.1 g of esters · 100g -1 oil, respectively. Using the mixture of mycelium immobilized on sugarcane bagasse and soybean meal (9:1), were also evaluated nine solutions with different nitrogen... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Valter de Albuquerque Pedrosa / Coorientador: Luciana Francisco Fleuri / Banca: Maria José Queiroz de Freitas Alves / Banca: Haroldo Yukio Kawaguti / Resumo: As lipases, também chamadas de glicerol éster hidrolases, são enzimas que fazem parte do grupo das serina hidrolases, tendo como substrato, triglicerídeos. O modo de ação das lipases assemelha-se ao das esterases, realizando a hidrólise das ligações ésteres-carboxílicas de acilgliceróis, formando ácidos graxos e glicerol. Processos de bioconversão enzimática têm sido bastante utilizados na produção, transformação e valorização de matérias-primas. Avanços na tecnologia enzimática, como a imobilização de enzimas, possibilitaram a modificação das propriedades cinéticas e da estabilidade destas moléculas contribuindo com o aumento no potencial de aplicações das mesmas. O presente trabalho teve por objetivo estudar diferentes métodos de imobilização de lipases em suportes de sílica, bem como os efeitos deste procedimento, visando melhorar a funcionalidade das enzimas e o maior rendimento econômico nos processos industriais. Os métodos de imobilização escolhidos para os estudos foram: adsorção física, ligação covalente e encapsulação. O processo de imobilização de lipase em Celite (adsorção física) foi otimizado levando em conta o pH, porcentagem da concentração enzima:suporte e temperatura ótimos de atividade enzimática. Também se utilizou Celite como suporte para a imobilização de lipase por ligação covalente, onde se obteve os melhores resultados com atividade enzimática 20% a 40 ºC e eficiência de imobilização de 50%. A celite foi ativada com 3-aminopropiltrietoxisilano e glutaraldeído. Por último, foi avaliada a possibilidade de encapsulação da lipase utilizando o precursor tetraetilortossilicato (TEOS). Os resultados obtidos nesta última metodologia não se mostraram satisfatórios. Logo, com os dados obtidos, podemos dizer que uma boa manutenção da atividade catalítica depende do tipo de retenção (química ou física) e da força de interação ... / Abstract: Lipases, also known as glycerol ester hydrolases , are enzymes that belong to the group of serine hydrolases. The mode of action of lipases is very similar to esterase group, performing the hydrolysis of carboxylic esters of glycerides - forming fatty acids and glycerol. The enzymatic bioconversion processes have been widely used in manufacturing, processing and recovery of raw materials. Advances methodology for immobilization of enzyme have allowed the modification of the kinetic properties and stability of these molecules contributing to the increase in the potential applications of the same. The present work is aimed to study different methods of immobilization of lipases in silica supports, and the effects of this procedure to improve the functionality of enzymes. The immobilization methods chosen for the studies were: physical adsorption, covalent bonding and encapsulation process. The process of immobilization of lipase on Celite (by physical adsorption) was optimized taking into account several parameters such as: pH, the enzyme concentration:support and temperature for enzyme activity. Celite was also used as a support for the immobilization of lipase by covalent bond, where best results were obtained with 20% enzymatic activity at 40 ° C and immobilization efficiency of 50%. The celite was activated with 3-aminopropyltriethoxysilane and glutaraldehyde. Finally, we have studied the possibility of encapsulation of lipase using the precusor tetraethylorthosilicate (TEOS). The results of this last methodology were not satisfactory. These results show that to maintain a good catalytic activity depends on the type of immobilization chose (chemical or physical) and the strength of the interaction between the enzyme and support, which can cause structural distortions in the protein, leading maintenance or a decrease in catalytic activity / Mestre

Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Ozair Souza / Banca: Fernanda Maria Pagane Guereschi Ernandes / Resumo: Muitos países estão considerando razoável, e necessário, a curto e médio prazo, um constante investimento no estudo de formas, economicamente viáveis, de obtenção de fontes renováveis de energia, com grande destaque para a produção de etanol. O aproveitamento da matéria vegetal desperta grande interesse dos pesquisadores, cientistas e industriais, devido ao fato da mesma ser encontrada em grandes quantidades em vários tipos de resíduos. Por exemplo, só no Brasil, anualmente, tem-se uma geração de 83.537 toneladas de cascas de banana que poderiam ser transformados em etanol. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica. Entretanto, quando sacarose é empregada na fermentação, o rendimento do etanol diminui devido à formação de subprodutos, como levana. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da hidrólise ácida e enzimática de cascas de banana e das condições de fermentação para a produção de etanol e levana, pelo micro-organismo Z. mobilis CCT 4494. Foi avaliado o efeito das variações de pH inicial, temperatura, tempo de incubação e concentração do substrato adicionado aos meios de fermentação (meio sintético e meio com hidrolisado de cascas de banana). Aplicou-se a metodologia de superfície de resposta, seguindo um planejamento fatorial do tipo 2 4-1 , de acordo com o modelo proposto por Box e Hunter. As cascas de banana secas, submetidas à hidrólise ácida por 15 min a 120ºC, seguida de hidrólise enzimática realizada por 24 h, pH 5,5 e temperatura de 50ºC, resultaram em maior concentração de açúcares totais (72,8 mg/mL). A síntese de levana e etanol foi proporcional ao aumento da concentração de açucares totais presente nos meios fermentativos, favorecendo a produção destes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Many countries are considering reasonable and necessary in a short and medium term, a constant investment in the study of ways, economically viable, to obtain renewable energy sources, most notably for the ethanol production. The use of plant material attracts great interest from researchers, scientists and industrialists due to the fact that it is found in large quantities in various types of waste. For example, only in Brazil, annually, there is a generation of 83.537 tons of banana peels that could be converted into ethanol. The alcoholic bacteria of the species Zymomonas mobilis present technological attributes that enhance their use in alcoholic fermentation. However, when sucrose is used in the fermentation medium, ethanol yield decreases due to the formation of by-products such as levan. The objective of this work was to study the effect of the acid and enzymatic hydrolysis of banana peels and the fermentation conditions for the production of ethanol and levan by Z. mobilis CCT 4494. The effect of pH, temperature, time and substrate concentration added to the fermentation media (synthetic media and media containing banana peels hydrolyzate) was evaluated. The response surface methodology was employed, following a 2 4-1 factorial planning, according to the model proposed by Box and Hunter. The dried banana peels, subjected to acid hydrolysis by 15 min at 120°C and enzymatic hydrolysis performed for 24 h at pH 5.5 and 50°C showed better performance in total sugars (72,8 mg/mL). The synthesis of levan and ethanol was proportional to the increase in the total sugars concentration present in the fermentation media, and the production of these was favored in substrate concentration of 250 g/L. The highest yields of ethanol in the synthetic medium (90,2 mg/mL) and in the medium with banana peel... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Adriane Maria Ferreira Milagres / Banca: Heloisa Ferreira Alves do Prado / Resumo: A ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) é uma enzima microbiana que converte o amido em ciclodextrinas (CDs). Estes compostos são moléculas cíclicas, formadas por monômeros de D-glicoses unidas por ligações glicosídicas do tipo a-1,4. As CDs podem ser uma alternativa para controlar o escurecimento de batatas e frutas devido a sua capacidade de formar complexo de inclusão com substratos da reação de escurecimento. Alimentos contendo amido, quando adicionados da CGTase são também, potencialmente capazes de sofrer a ação da enzima formando CD localmente. Esse trabalho teve por finalidade estudar a aplicação direta da enzima CGTase em batatas e a aplicação de ciclodextrina comercial em batatas, maçãs, bananas e pêras visando controlar as reações de escurecimento enzimático ou não enzimático, destes alimentos. A formação de complexos com ciclodextrina foi determinada por calorimetria diferencial de varredura (DSC). Este trabalho mostrou pela primeira vez que tanto a CGTase produzida por Bacillus clausii E16 quanto a CGTase comercial (Toruzyme., Novozymes), foram capazes de controlar o escurecimento químico de batata e enzimático de batata e maçã. A utilização da CD mostrou efeito similar a ação das CGTases para batata e maçã, reduzindo dessa forma o escurecimento enzimático causado pela enzima polifenoloxidase. Pode-se inferir que ocorreu a produção da CD pela ação da CGTase em presença do substrato natural (amido de batata e maçã) e por conseqüência sua ação complexante junto aos agentes responsáveis pelo escurecimento, inibindo assim a efetivação das reações. Essa possível encapsulação foi demonstrada pela análise de DSC referente à diminuição do pico da amostra de batata tratada com CGTase. / Abstract: The cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) is a microbial enzyme that converts starch to cyclodextrins (CDs). These compounds are cyclical molecules, formed by D-glucose monomers linked by a-1,4-glycosidic linkages type. The CDs can be an alternative to control the potato and fruits browning due its capacity to form complexes of inclusion with substrate of the browning reaction. Foods containing starch, when added of the CGTase are also potentially able to the action from the enzyme, then forming CD. This work had the purpose to study the direct application of the CGTase enzyme in potatoes and the commercial cyclodextrin application in potatoes, apples, bananas and pears aiming to control the browning enzymatic or no enzymatic reactions of these foods. The cyclodextrin complexes formation was determined by differential scanning calorimetry (DSC). This work showed for the first time that as the CGTase produced for Bacillus clausii E16 as the commercial CGTase (Toruzyme., Novozymes), were capable to control the chemical browning of potato and enzymatic browning of potato and apple. The use of the CD showed to similar effect to the action of CGTases for potato and apple, reducing in both the enzymatic browning caused by polyphenoloxidase enzyme. It can be concluded that the production of CD occurred by CGTase action in presence of the natural substrate (starch of potato and apple) and for consequence it’s action to form complexes next to the responsible agents for the browning, thus inhibiting effectively the reactions. This possible encapsulation was demonstrated by analysis of DSC referring to the reduction of the peak of the potato sample treated with CGTase. / Mestre

Resumo: A degradação da lignina ocorre através de um processo oxidativo que envolve enzimas extracelulares como as ligninases (MnP, LiP e lacase) produzidas, principalmente por fungos basidiomicetos. Os caminhos atuais da biotecnologia indicam que tais fungos denominados “de fungos de degradação branca” sejam eficientes na degradação de corantes sintéticos. Foram estudadas cinco linhagens de basidiomicetos quanto a produção das ligninases em de fermentação em estado sólido (FES). Todos os fungos analisados (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus) mostraram-se bons produtores de MnP. Nenhum dos microrganismos apresentaram níveis significantes de LiP. As espécies L. strigellus e P. sanguineus produziram quantidades consideráveis de lacase. Esses dois últimos fungos foram selecionados em função de sua capacidade de produção de MnP e lacase, e o farelo de trigo foi o melhor meio para a produção das duas enzimas. A MnP e lacase produzida tanto por L. strigellus quanto por P. sanguineus apresentaram pH ótimo ácido. A temperatura ótima para a MnP de ambos os fungos foi de 40°C. Para a lacase de L. strigellus a temperatura ótima ficou entre 50°C e 55°C, para a de P. sanguineus entre 60°C e 70°C. A MnP produzida pelos dois fungos mantiveram-se estável em toda a faixa de pH estudada. A lacase de L. strigellus apresentou estabilidade em pH 7,0 e a de P. sanguineus, 7,5. A temperatura de estabilidade para a MnP de L. strigellus ficou entre 15°C e 25°C e para a enzima de P. sanguineus entre 35°C e 45°C. Todos os corantes estudados sofreram descoloração por essas enzimas, especialmente o Laranja II (cerca de 74%), Azul Cibacron 3GA (cerca de 85%), Azul Brilhante Remazol R (cerca de 87%) e o Cristal Violeta (cerca de 65%) / Abstract: Lignin degradation occurs through an oxidative process that involves extracellular enzymes such as ligninases (MnP, Lip and laccase) produced specially by basidiomycete fungi. Current biotechnological studies indicate that these fungi, known as “white rot fungi”, may be efficient on the degradation of synthetic dyes. Five strains of basidiomycetes were studied regarding the production of ligninases through solid state fermentation (SSF). All of the fungi tested (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus), proved to be good MnP producers. None of the microorganisms produced significant amounts of LiP. The species L. strigellus e P. sanguineus produced considerable amounts of laccase. These last two were selected due to their ability to produce MnP and laccase, and wheat bran was the best medium for the production of both enzymes. .MnP and laccase from L. strigellus and P. sanguineus acted optimally in acid pH. Optimum temperature for MnP activity from both fungi was 40°C. Optimum temperature for laccase from L. strigellus was between 50°C e 55°C, and from P. sanguineus was between 60°C e 70°C. MnP from both fungi maintained stability through the whole pH range studied. Laccase from L. strigellus was stable in pH 7,0 and from P. sanguineus in pH 7,5. MnP from L. strigellus remained stable in temperatures between 15°C and 25°C and from P. sanguineus between 35°C e 45°C. The enzymes were effective in the decoloration of all the dyes tested, specially Orange II (approximately 74%), Cibacron Blue 3GA (approximately 85%), Remazol Brilliant Blue R (approximately 87%) and Crystal Violet (approximately 65%) / Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Maurício Boscolo / Banca: Valquíria Barco Damiano / Banca: Érika Barbosa Neves Graminha / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Inês Conceição Roberto / Banca: Haghuvir Arni / Resumo: A glucoamilase é uma enzima importante na produção enzimática de xarope de glicose a partir do amido. Neste processo o amido é primeiramente dextrinizado pela ação da a-amilase a aproximadamente 100°C. Em seguida, a suspensão de dextrinas é resfriada a uma temperatura próxima de 55°C para a sacarificação, pela ação da glucoamilase. A característica de alta termoestabilidade para essa enzima é fundamental para agilizar o processo e reduzir custos operacionais. O presente estudo visou à obtenção, caracterização físico-química, bem como a cinética de termoinativação das glucoamilases mutantes de Aspergillus awamori expressa em Saccharomyces cerevisiae. O gene da glucoamilase sofreu alterações através da técnica de PCR mutagênico, e os clones expressando glucoamilases mais termoestáveis foram selecionados e avaliados. A glucoamilase selvagem apresentou temperatura ótima de atividade a 58°C, as enzimas mutantes apresentaram atividades ótimas a 68°C para a linhagem M1, e 65°C para a linhagem M2. As glucoamilases mutantes M1 e M2 também apresentaram maior termoestabilidade que a enzima selvagem. As temperaturas de desnaturação térmicas na ausência de substrato por 1 hora foram 45, 50 e 55°C para as enzimas, selvagem, M1 e M2, respectivamente. Todas as enzimas apresentaram atividade ótima no pH 3,5 - 4,0, sendo que os mutantes M1 e M2 também exibiram maior estabilidade à variação de pH, retendo acima de 80% da atividade na faixa de pH 5,5 a 10,0. A meia vida (t1/2) a 70°C foi de 8,1 minutos para a glucoamilase mutante M2, 3,8 minutos para o mutante M1 e 3 minutos para a glucoamilase selvagem. A termoinativação das enzimas seguiram uma cinética de primeira ordem. A energia de desnaturação foi de 262,8 e 252,9 KJ mol-1 para os mutantes M2 e M1 respectivamente, e de 234,3 KJ mol-1 para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glucoamylase is an important enzyme for the production of glucose syrup made from starch. In this process, starch is initially dextrinized by the action of a a-amylase at approximately 100ºC. Secondly, the dextrins suspension is cooled down to a temperature near 55ºC for the saccharification, by the action of an glucoamylase. High thermostability is a fundamental characteristic for this enzyme to accelerate the process and to reduce operational costs. This work had the purpose of studying physicochemical characteristics as well as thermoinactivation kinetics of mutants glucoamylases of Aspergillus awamori expressed in Saccharomyces cerevisiae. Glucoamylases gene was modified through mutagenic PCR technique and the clones which produced more thermostable glucoamylases were selected and evaluated. The wild glucoamilase exhibited optimum temperature at 58ºC, the mutants from strain M1 and M2 acted optimally at 68ºC and 65ºC, respectively. The mutants M1 and M2 also exhibited higher thermostability when compared to the wild enzyme. Thermic denaturation temperatures in the absence of substrate for 1 hour were 45, 50 and 55ºC for the wild, M1 and M2 enzymes, respectively. All enzymes showed optimum activity at pH 3.5 – 4.0, and the mutants M1 and M2 also exhibited higher stability towards pH variation, maintaining 80% of activity in pH from 5.5 to 10.0. Half life (t1/2) at 70ºC was 8.1 minutes for mutant M2, 3.8 minutes for mutant M1 and 3 minutes for wild glucoamylase. The enzymes thermoinactivation followed a first order kinetics. Denaturation energy was 262.8 and 252.9 KJ mol-1 for mutants M2 and M1 respectively, and 234.3 KJ mol-1 for the wild enzyme. Thermodynamic parameter of thermoinactivation, .G was lower for wild glucoamylase showing a higher denaturation for the enzyme. All enzymes revealed similar activity profile on different substrates, of which corn starch was the best substrate for hydrolysis for all glucoamylases tested. / Mestre

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: Jose Cláudio Caraschi / Banca: Vagner Roberto Botaro / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Resumo: A deslignificação com oxigênio reconhecidamente permite ganhos significativos aos processos produtivos de celulose branqueada nas esferas econômica e ambiental, uma vez que propicia menor demanda de produtos químicos de branqueamento nos estágios subseqüentes além da possibilidade de destinar os efluentes líquidos ao sistema de recuperação química. A pré-deslignificação com oxigênio, também denominada "pré-O2", consiste em realizar uma oxidação da lignina por meio do oxigênio degradando-a e removendo-a através de meio alcalino, buscando-se deste modo maior ganho de alvejamento da polpa. As condições de trabalho desta etapa produtiva refletem diretamente nas propriedades físicas e mecânicas da polpa, sendo assim de suma importância o conhecimento sobre possíveis conseqüências à polpa branqueada e consequentemente ao papel produzido, principalmente quando envolvem-se mudanças em variáveis de processo como temperatura e carga de álcali aplicada. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do ácido residual (oriundo da planta química de dióxido de cloro) presente no licor branco oxidado (LBO) utilizado em comum com hidróxido de sódio (NaOH) como fonte de álcali para o processo de deslignificação com oxigênio e seus respectivos efeitos sobre esse processo, considerando condições de trabalho correlatas a uma indústria produtora de celulose destinada à papéis de imprimir, papéis para embalagem, tissue, entre outros. O licor branco oxidado dosado de ácido residual foi utilizado como fonte de álcali em 5 diferentes proporções: 0%, 26,3%, 42,1%, 52,3% e 100%. Analisou-se ainda o efeito da variação da temperatura aplicada na pré-O2 bem como os efeitos sofridos pela polpa por meio de testes físicos e mecânicos. Foram realizados processos a 4 diferentes níveis de temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The oxygen delignification recognizably allows significant raisings to the productive processes of bleached pulp in economical and environmental spheres, once it propitiates smaller demand of chemical bleaching products in the subsequent stages besides the possibility of destining the liquid effluents to the chemical recovery system. The oxygen pre-delignification, also denominated "pre-O2", consists of accomplishing an oxidation of the lignin through the oxygen degrading an removing these oxidized compositions by alkaline media, seeking for larger pulp bleaching raisings this way. The work conditions of this productive stage contemplate directly in the physical and mechanical pulp properties, therefore it's extremely important the knowledge about possible consequences to the bleached pulp and consequently to the produced paper, mainly when changes in process variables as temperature and applied alkali load are involved. Thus, this work has aimed to evaluate the effect of using residual acid (originated from the dioxide chlorine chemical plant) in the oxidized white liqueur (OWL) used commonly with sodium hydroxide (NaOH) as alkali source for the oxygen delignification process and its respective effects on this process, considering work conditions correlated to a pulp producer industry destined to printing papers, packing papers, tissue, among others. The oxidized white liquor dosed with residual acid was used as alkali source in 5 different proportions: 0%, 26.3%, 42.1%, 52.3% e 100%. It was still analyzed the effect of the applied temperature variation on the pre-O2 as well as the suffered effects by the pulp through physical and mechanical tests. It were performed processes at 4 different temperature levels (95, 100, 105 and 112°C) and in 5 residual acid amounts... (Complete Abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: José Roberto Ernandes / Banca: João Cláudio Thoméo / Banca: Patricia Gomes Cardoso / Resumo: A investigação biotecnológica acompanhada da aplicação das enzimas, combinada com o uso da engenharia genética tem sido realizada em micro-organismos para a produção de enzimas para fins industriais. Entre estas enzimas, as fitases microbianas, que catalisam a hidrólise do fitato (mio-inositol hexaquisfosfato) a mio-inositol e fosfato inorgânico, têm sido amplamente utilizadas na alimentação animal. Neste contexto, o fungo R. microsporus var. microsporus foi selecionado como bom produtor de fitases, com maiores níveis de produção encontrados na Fermentação por Biofilmes (FB) (261,30 U/mg), utilizando bagaço de cana de açúcar como fonte de carbono adicional. A morfologia do biofilme sobre suporte inerte foi analisada por MEV observando-se múltiplas hifas interligadas formando um conjunto ordenado na presença de inúmeros canais que permitem a troca eficiente de nutrientes e oxigenação. A fitase extracelular obtida foi purificada 4,18 vezes com recuperação de 4,78%, obtendo-se uma única banda de 34 kDa em SDS PAGE 12%. A temperatura ótima de atividade para a enzima purificada foi de 55ºC e o pH ótimo 4,5, sendo estável entre 30 °C e 40 °C por 120 min. Apresentou baixa estabilidade ao pH com atividade residual acima de 50% entre pH 3,0 e 5,0 por 60 min. A fitase foi ativada por íons Ca2+ e inibida por K+. A enzima foi capaz de hidrolisar fitato de sódio (Km de 0,72 mM e Vmax de 94,55 U/mg). O extrato bruto contendo fitase foi seco em Spray Dryer com diferentes adjuvantes (farelo de milho, farelo de soja, fubá, amido e maltodextrina). O farelo de soja possibilitou a maior recuperação da atividade fitásica (60%), assim como o fubá (59,5%). Considerando o uso destes dois adjuvantes, o pH ótimo de atividade para a fitase contida no extrato seco foi 4,5 e 8,5, respectivamente e a temperatura ótima de atividade de 45-50 °C. Quando utilizado fubá, a estabilidade foi mantida... / Abstract: Biotechnological research, and the application of enzymes in combination with the use of genetic engineering has been carried out in microorganisms for the production of enzymes for industrial purposes. Among these enzymes, microbial phytases, which catalyze the hydrolysis of phytate (myo-inositol hexakisphosphate) to myo-inositol and inorganic phosphate, have been widely used in animal feed. In this context, the fungus R. microsporus var. microsporus was selected as a good producer of the phytase with higher production levels when grown on Biofilm Fermentation (FB) (261,30 U/mg), using sugarcane bagasse as carbon additional source. The morphology of biofilms on inert support was examined by SEM observing interconnected hyphae forming an ordered array in the presence of many channels which enables efficient exchange of nutrients and oxygen. The extracellular phytase was purified 4.18 fold with 4.78% recovery. A single protein band was obtained in 6% PAGE and confirmed by 12% SDS-PAGE as a single protein band with 34 kDa. The optimum temperature for activity was 55 °C and the optimum pH 4.5. It was completely stable at temperatures between 30 °C and 40 °C for 120 min had low pH with a residual activity of over 50% between pH 3.0 and 5.0 for 60 min. The enzyme was activated by Ca2+ and inhibited by Zn2+. The enzyme was able to hydrolyze sodium phytate with a Km=0.72 mM, Vmax= 94.55 U/mg of protein. The crude extract containing phytase was dried using Spray Dryer with different adjuvants. Soybean meal and corn meal allowed the best recovery of phytase activity 60% and 59.5%, respectively. Considering the use of these two adjuvants, the optimum pH of activity for phytase in the dry extract was 4.5 and 8.5, respectively, and the optimum of temperature of 45-50 °C. When used corn meal, the stability was maintained above 90% at pH 2.5-10.0 for 60 min. The dry phytase (corn meal) was applied to the feed... / Doutor

A geração paramétrica de luz a uma frequência w4 = w1+ w2 + w3, resultante da interação de três campos distintos com um meio gasoso é investigada em termos de Teoria Semiclássica da Radiação. Quando estes campos aproximam-se da situação de ressonância com as transições atômicas, a magnitude da susceptibilidade não-linear à nova frequência aumenta significativamente. A teoria aqui desenvolvida ê aplicada a uma situação experimental em que o meio de conversão é o vapor de sódio. Os resultados indicam que uma escolha apropriada das frequências incidentes permite que com a utilização de lasers de corante com potências relativamente baixas (~KW/cm²) seja atingida a mesma potência convertida que se obteria em conversão não-ressonante envolvendo lasers de potência (~MW/cm²). / The parametric generation of light at a frequency w4 = wl + w2 + w3 which results from the interaction of three different fields with a gaseous medium is investigated in terms of the Semiclassical Theory of Radiation. When these fields are tunned Glose to resonance with the relevant atomic transitions, the magnitude of the nonlinear susceptibility at the new frequency is shown to increase significantly. The theory developed in this work is then applied to an experimental situation, where sodium vapor is considered as the conversion medium. For a proper choice of the input frequencies one obtains results which allow the use of dye lasers with relative low intensities (~KW/cm²) for obtaining the same converted light power as in the off-resonant case with lasers of high intensities (~MW/cm²).

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Molecular, 2012. / Submitted by Gomes Neide (neide@bce.unb.br) on 2014-07-03T16:05:56Z No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-07T11:26:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-07T11:26:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / O Brasil é um grande produtor de resíduos agroindustriais, como o bagaço de cana. Esse substrato poderia ser usado como matéria-prima para produção microbiana de celulases com a finalidade de desenvolver processos sustentáveis como a produção de etanol de segunda geração. Para isso, este trabalho teve como objetivo a triagem de cepas fúngicas isoladas do Cerrado brasileiro com atividades celulolíticas. Entre os 13 isolados analisados o Trichoderma harzianum (L04) foi identificado como um promissor candidato para a produção de celulase quando cultivado em bagaço de cana in natura. A linhagem L04 revelou um complexo celulolítico bem equilibrado, apresentando uma rápida cinética de produção de endoglucanases, exoglucanases e β-glucosidases, obtendo valores máximos de atividades de 4022 UL - 1 (72 h), 1228 UL - 1 (120 h) e 1968 UL - 1 (48 h), respectivamente. Cerca de 60 % de rendimento de glicose foram obtidos a partir do bagaço de cana após 18 horas de hidrólise. Esta nova linhagem representa um candidato em potencial para a produção de celulases utilizando bagaço de cana como fonte de carbono. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil is a major producer of agro-industrial residues, such as sugarcane bagasse, which could be used as raw material for microbial production of cellulases as an important strategy for the development of sustainable processes of second generation ethanol production. For this purpose, this work aimed at screening for glycosyl hydrolase activities of fungal strains isolated from the Brazilian Cerrado. Among 13 isolates, a Trichoderma harzianum strain (L04) was identified as a promising candidate for cellulase production when cultured on in natura sugarcane bagasse. Strain L04 revealed a well-balanced cellulolytic complex, presenting fast kinetic production of endoglucanases, exoglucanases and β-glucosidases, achieving 4,022, U.L-1 (72 h), 1,228 U.L-1 (120 h) and 1,968 U.L-1 (48 h) as the highest activities, respectively. About 60% glucose yields were obtained from sugarcane bagasse after 18 hours hydrolysis. This new strain represents a potential candidate for on-site enzyme production using sugarcane bagasse as carbon source.