Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAB.pdf: 14078505 bytes, checksum: 2f83071767a912c91ff529f91622dc88 (MD5) Previous issue date: 2007-05-04 / Previous studies on crystallization as an industrial process have been frequently limited to just one aspect of the process. They usually study parameter optimization or a method for monitoring solution or suspension, frequently not taking into account the several aspects that compose the quality of crystalline product, or the fact that the studied process is such more important when can be applied in industry. From this point of view, this study proposes to go forward to the evaluation of feasibility of industrial application of its own results. Initially, it was determined the solubility of the model-system monopentaerythritol in water to infer from this result some thermodynamic parameters, specific heat and heat of crystallization, which are necessary to a possible crystallizer design. Afterwards, it was done the optimization of the crystallization parameters in seeded cooling batch of the model-system, by monitoring suspension tubidity, and refractive index of solution and chord length distribution of the crystals, in three different scales: 0,35 L in reactor of 0,6 L, 1,05 L in reactor of 2L, and 6,2 L in reactor of 9L. In-line monitoring of system properties, as well as the measurement of crystal size distribution and measurements of optical microscopy of seeds and final product, allowed the optimization of kinetic parameters, considering the existence of agglomeration in two of the three studied scales. With the obtained kinetic parameters, the extrapolation of them to other scales was tried. This scale up was not possible, but it was utilized the kinetic parameters obtained in the 9 L reactor to design a crystallization system, considering two crystallizers: one larger of 40 m³ suitable to product an intermediate chemical as pentaerythritol, and a smaller one of 2 m³ considering the system as a specialty chemical. The simulations carried out, utilized in the design of the crystallizers, allowed to verify that there is limitation in heat exchange of the larger designed crystallizer which hinders the imposition of non-linear cooling profiles, normally indicated in scientific papers as adequate solution to improve the performance of produced crystals. This limitation does not exist in the smaller designed crystallizer, which allows imposing non-linear cooling profiles and maximizing the performance of crystalline product, by obtaining larger crystals with narrow size distribution. / Os trabalhos que estudam a cristalização como um processo industrial de separação muitas vezes se limitam a um único aspecto do processo. Assim, ou se estuda a otimização de parâmetros cinéticos, ou se estuda um método de monitoramento da solução ou suspensão. Quase sempre sem levar em conta os vários parâmetros que compõem a qualidade do produto cristalino, ou o fato de que o processo estudado é tanto mais importante quando pode ser aplicado na indústria. A partir dessa constatação, esse estudo propõe avançar até o estudo da viabilidade da aplicação industrial dos próprios resultados obtidos. Inicialmente, determinou-se a solubilidade do sistema modelo monopentaeritritol em água buscando, a partir desses resultados, inferir alguns parâmetros termodinâmicos, calor específico e calor de cristalização necessários a um possível projeto de um cristalizador. Em seguida, foi feita a otimização de parâmetros cinéticos da cristalização em batelada semeada por resfriamento, pelo monitoramento da turbidez da suspensão, e do índice de refração da solução e da distribuição de comprimento de corda dos cristais, em três escalas diferentes: 0,35 L de suspensão em reator de 0,6 L, 1,05 L de suspensão em reator de 2L, e 6,2 L de suspensão em reator de 9L. O monitoramento in-line das propriedades do sistema, bem como a medida da distribuição de tamanho de cristal e medidas de microscopia óptica da semente e dos produtos, permitiram a otimização dos parâmetros cinéticos, considerando a existência de aglomeração em duas das três escalas estudadas. De posse dos parâmetros cinéticos, tentou-se a extrapolação desses parâmetros para outras escalas. Esse escalonamento não foi possível, mas se utilizaram os parâmetros cinéticos obtidos no reator de 9 L para projetar um sistema de cristalização, considerando dois cristalizadores: um maior de 40 m³ adequado à produção de um intermediário químico como é o pentaeritritol, e outro menor de 2 m³ considerando o sistema modelo como uma especialidade química. As simulações realizadas, utilizadas no projeto dos cristalizadores, permitiram constatar que há limitação de troca térmica no cristalizador de 40 m³ que impediria a imposição de perfis não-lineares de resfriamento, normalmente apontados em artigos científicos como a solução adequada para a melhoria do desempenho dos cristais produzidos. Essa limitação inexiste no cristalizador de 2 m³, o que permite impor perfis não-lineares de resfriamento e maximizar o desempenho do produto cristalino, pela obtenção de cristais maiores e com largura de distribuição de tamanho estreita.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-28Bitstream added on 2014-06-13T19:58:42Z : No. of bitstreams: 1 ohe_thk_me_sjrp.pdf: 1283187 bytes, checksum: d1fe444617bfba3162dbba0b1f66080a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A produção de biodiesel por catálise enzimática tem sido uma área de grande investigação, vários pesquisadores vem tentando otimizar diferentes parâmetros da reação de transesterificação, o tipo e a concentração da enzima utilizada, a razão molar álcool:óleo:água, temperatura, pH, tipo de solvente e ácidos graxos livres são alguns fatores importantes que influenciam esse tipo de reação. O presente trabalho tem como objetivo principal a produção de biodiesel por transesterificação de óleos vegetais com etanol anidro e hidratado utilizando cepas fúngicas termofílicas e lipase comercial em diferentes condições estequiométricas, tempo, teor de água, temperatura, agitação, superfície de contato e irradiação de ultrassom. As linhagens fúngicas Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 foram selecionadas através da detecção de atividade lipolítica em placas de Petri com ágar e Rodamina B. Os extratos enzimáticos foram obtidos por fermentação em estado sólido para determinação das atividades de hidrólise e esterificação. E as imobilizações das hifas dos fungos Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 foram realizadas em bucha vegetal, bagaço de cana de açúcar e farelo de soja e as imobilizações de lipases em quitosana. Os microrganismos Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 apresentaram maiores atividades de hidrólise com as hifas imobilizadas em bagaço de cana de açúcar, 12 e 6 U/g, respectivamente. Nos ensaios para determinação da atividade de xv esterificação a hifa imobilizada em bagaço de cana de açúcar do Thermomyces lanuginosus TO-05 apresentou atividade de 107 U/g. A produção de biodiesel etílico foi realizada utilizando-se a enzima comercial LTL e as hifas imobilizadas em farelo de soja do fungo Thermomyces... / Biodiesel production by enzymatic catalysis have been widely area of research, several researchers have been trying to optimize different parameters of the transesterification reaction, source and concentration of enzyme, molar ratio of alcohol:oil:water, temperature, pH, type of solvent and free fatty acids are some important factor that influence this type of reaction. The main goal of the present work is the production of biodiesel by transesterification of vegetable oils with ethanol anhydrous and hydrated using thermophilic fungal strains and commercial lipase in different stoichiometric conditions, time, water content, temperature, stirring, surface contact and ultrasound irradiation. Strains of Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 were screened by detection of lipolytic activity in Petri dishes with agar and Rhodamine B. Lipases were obtained by solid state fermentation and their hydrolysis and esterification activities was determined. The hyphae immobilization of Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 was performed in loofah vegetable, sugar cane bagasse and soybean bran and lipase immobilization on chitosan. Microorganisms Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 showed higher hydrolysis activities with the hyphae immobilized in sugarcane bagasse, 12 and 6 U/g, respectively. The hyphae immobilized in sugar cane bagasse from Thermomyces lanuginosus TO-05 showed sterification activity of 107 U/g. The production of ethylic biodiesel was performed using commercial enzyme LTL and immobilized hyphae in soybean bran from Thermomyces lanuginosus TO-05, wich showed higher transesterification yield. Yields above 10% were obtained with immobilized hyphae in soybean bran from Thermomyces lanuginosus TO-05 in biodiesel... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-27Bitstream added on 2014-06-13T19:38:03Z : No. of bitstreams: 1 aquino_aj_me_sjrp.pdf: 897376 bytes, checksum: cac9e7f44bb7faf0c3de830139264346 (MD5) / A aceitação de bebidas destiladas deriva principalmente de pequenas concentrações de numerosos compostos flavorizantes incluindo alcoóis superiores (óleo fúsel), ésteres, aldeídos, acetais, ácidos, cetonas, lactonas, fenóis voláteis, monoterpenos e norisoprenóides. Dentro deste contexto, para a melhora da qualidade da aguardente de cana-de-açúcar faz-se necessário pesquisas em aplicações tecnológicas e biotecnológicas que visem acentuar o sabor e o aroma, além do desenvolvimento de metodologias de analítica. Assim, neste trabalho foi analisado 21 variedades de cana-de-açúcar, sendo que na variedade SP813250 foi encontrado alta concentração do aldeído 2,6-decadienal, composto de aroma desagradável na produção de bebidas destiladas, e as variedades RB855536, RB987935 e RB975952 produziu grande diversidade e quantidade de voláteis favoráveis ao aroma de bebidas alcóolicas o que leva a inferir que estas variedades possam ser melhor indicadas para a produção de aguardente de cana e além disto, foi possível constatar que maior quantidade de voláteis foram obtidos na casca e nos nódulos da planta. Após a etapa de seleção variáveis para catálise enzimática foram indicadas pelo delineamento fatorial fracionado as seguintes condições: (i) o extrato do fungo Thermoascus aurantiacus, (ii) aplicação pós-fermentação alcoólica, (iii) Brix 16°, (iv) agitação de 200 rpm. Para a fase de otimização foram variados a concentração de extrato enzimático e tempo de aplicação assim, verificou-se aumento da concentração de terpenóides e norisoprenóides como limoneno, terpineol, isoeugenol, 4-alildimetoxibenzeno, α-ionona e linalol em função do tempo de hidrólise e da concentração de β-glicosidase. Nerolidol, 2,6,10,10-tetrametil-1-oxa-espiro-(4,5)-dec-6-eno e β-damascenona tiveram aumento... / The acceptance of liquor derives primarily numerous small concentrations of flavor compounds including higher alcohols (fuel oil), esters, aldehydes, acetals, acids, ketones, lactones, phenols volatile monoterpenes and norisoprenóides. Within this context, to improve the quality of sugar cane-sugar is necessary technological research and biotechnological applications aimed accentuate the flavor and aroma, and the development of analytical methodologies. Thus, this study was analyzed 21 varieties of cane sugar, and the variety SP813250 found high concentration of aldehyde 2,6-decadienal, unpleasant aroma compound in the production of distilled spirits, and the varieties RB855536, RB987935 and RB975952 produced great diversity and quantity of volatile friendly aroma of alcohol which leads to the inference that these varieties may be better suited for the production of sugar cane and in addition, it was found that greater amounts of volatiles were obtained from the bark and nodules of the plant. After the selection stage variables for enzymatic catalysis are indicated by fractional factorial design with the following conditions: (i) the extract of the fungus Thermoascus aurantiacus, (ii) applying post-alcoholic fermentation, (iii) 16° Brix, (iv) stirring 200 rpm. For the optimization phase were varied concentration of enzyme extract and application time thus found to increase the concentration of norisoprenóides as limonene and terpenoid, terpineol, isoeugenol, 4-alildimetoxibenzeno, α-ionone and linalool as a function of hydrolysis time and the concentration of β-glucosidase. Nerolidol, 2,6,10,10-tetramethyl-1-oxa-spiro-(4,5)-dec-6-ene and β-damascenone concentration had increased proportionately enzymatic activity leading... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Maurício Boscolo / Banca: Adriane Milagres / Banca: João Cláudio Thomeo / Resumo: O biodiesel é uma alternativa ao diesel convencional que pode ser produzido a partir da reação de transesterificação entre triglicerídeos presentes em óleos vegetais ou gordura animal e alcoóis, como o metanol ou etanol. Uma rota promissora desta reação é a catálise enzimática, utilizando lipases. Este trabalho teve objetivo de selecionar cepas fúngicas com capacidade de produzir enzimas lipolíticas com propriedade de transesterificação e a imobilização destas enzimas para produção de biodiesel etílico. Para selecionar as linhagens com atividade lipolítica, foram realizados zimogramas com corante Rodamina B. Foram selecionadas três cepas fúngicas termofílicas e dezoito mesofílicas. As atividades hidrolíticas das linhagens fúngicas selecionadas foram comfirmadas com substrato cromogênico, p-nitrofenil palmitato (pNPP). As linhagens pré-selecionadas foram submetidas ao teste de transesterificação com óleo de soja e etanol, e os produtos desta reação foram analisados por GC-FID. Uma cepa fúngica identificada como Acremonium sp P24 foi selecionada para dar continuidade ao trabalho. A lipase bruta produzida a partir do bagaço de cana de açúcar foi concentrada por ultrafiltração e apresentou atividade hidrolítica ótima a 35ºC. O processo de imobilização mais eficiente para a realização de síntese foi aquele em que se utilizou as hifas do fungo Acremonium sp P24 crescidas no próprio farelo de trigo como suporte. A análise de variância para os experimentos mostrou que entre as variáveis estudadas (temperatura de reação, razão molar óleo/álcool, concentração enzimática e razão v/v óleo/hexano), somente a concentração enzimática como variável significativa e indicou a concentração de 10 % de hifas imobilizadas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biodiesel is an alternative to conventional diesel, which can be produced from the transesterification reaction of triglycerides found in vegetable oils or animal fat and alcohols such as methanol or ethanol. A promising route to this reaction is the enzymatic catalysis using lipases. This work aimed at selecting fungal strains capable of producing lipolytic enzymes with property of transesterification and immobilization of such enzymes for the production of ethylic biodiesel. In order to select strains with lipolytic activity, zymograms using dye Rhodamine B were performed. Three thermophilic and eighteen mesophilic fungal strains were selected. The hydrolytic activities of the selected fungal strains were confirmed by using chromogenic substrate p-nitrophenyl palmitate (pNPP). The pre-selected strains were then submitted to transesterification test with ethanol and soybean oil, and the products of such a reaction were analyzed by GC-FID. Only the fungal strain identified as Acremonium sp P24 was selected to carry out the work. The crude lipase produced from sugar cane bagasse was concentrated by ultrafiltration and showed optimal hydrolytic activity at 35°C. The most efficient immobilization process in order to carry out synthesis was the one in which hyphae of the fungus Acremonium sp P24 was used, they grown on wheat bran as support. Analysis of variance for the experiments showed that among the studied variables (reaction temperature, molar ratio of oil/alcohol, enzyme concentration and ratio v/v oil/hexane), only the enzymatic concentration as a significant variable and indicated a concentration of 10% of immobilized hyphae as an optimum point. However, experimentally speaking, the best biodiesel yield was 15.95%, using 7.75% immobilized hyphae, at 31.25°C, with 1:7.5 oil/alcohol molar ratio... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ulisses Rocha Antuniassi / Banca: Otavio Jorge Grigoli Abi Saab / Banca: Caio Antonio Carbonari / Resumo: A aplicação terrestre com assistência de ar é bastante difundida e tem sido incentivada devido ao potencial de maior eficiência quando comparada a aplicação terrestre convencional. Pulverizador com barra assistida a ar são amplamente utilizados em culturas de grandes extensões e em algumas situações de difícil penetração das gotas no dossel de culturas como soja e algodão. Entretanto, devido às grandes variações climáticas que ocorrem durante o período de aplicação, o rendimento operacional é prejudicado pelas paradas devido à baixa umidade relativa do ar e altas temperaturas. O objetivo deste trabalho foi pesquisar uma forma de umidificar o ar e avaliar a interferência desta umidificação na temperatura e umidade relativa na cortina de vento em pulverizador com tecnologia de assistência de ar. Os tratamentos corresponderam a diferentes ajustes e vazões de água de um dispositivo de umidificação, os quais foram relacionados às condições climáticas no momento da pesquisa. A pesquisa foi dividida em duas fases. Numa fase inicial exploratória o sistema de umidificação foi montado próximo a parede interna do duto de ar, pulverizando água com os bicos fixados a 45° em relação à direção do fluxo de ar. Nesta fase verificou-se que as gostas não seguiam o fluxo de ar, sendo direcionadas para a parede do duto, causando escorrimento e não obtendo alteração na temperatura e umidade na cortina de ar. Na segunda fase montou-se um ramal umidificador no centro do duto de ar, com os bicos pulverizando no sentido do fluxo. Os resultados mostraram que houve redução significativa da temperatura e aumento significativo da umidade relativa do ar na cortina de ar. A vazão de 0,48 L.min.-1 no sistema de umidificação proporcionou a melhor eficiência em relação à redução da temperatura na cortina de ar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Air assisted ground applications are widespread and have been encouraged due to the potential for greater efficiency when compared to conventional ground application. Sprayers with airassisted boom are widely used in large-area cultures and in some situations of difficult penetration of droplets in the canopy of cultures, such as soybean and cotton. However, due to large climatic variations that occur during the application period, the operational return is affected by interruptions caused by low relative air humidity and high temperatures. This study aimed to investigate a way to humidify the air and to assess the interference of this humidification in the temperature and relative humidity in the air flow of air-assisted sprayers. The treatments corresponded to different water adjustments and flow rates of a humidification device, which were related to climatic conditions at the time of the survey. The study was divided into two phases. In an initial exploratory phase, the humidification system was mounted near the intern wall of the air duct, spraying water with nozzles set at 45° in relation to the direction of the air flow. At this stage, it was verified that the droplets did not follow the air flow, being directed towards the duct wall causing dripping and getting no alteration in temperature and in humidity of the air flow. In the second stage, a humidifier extension was mounted in the center of the air duct, with nozzles spraying in the flow direction. Results showed a significant reduction in temperature and a significant increase in the relative humidity of the air flow. A flow rate of 0.48 L.min.-1 in the humidification system provided the best efficiency regarding temperature reduction in the air flow, resulting in... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Milla Alves Baffi / Banca: Eleni Gomes / Banca: André Rodrigues / Resumo: A diversidade de espécies de leveduras presentes na filosfera de uvas e mostos em uma área produtora de uvas e vinhos artesanais na região de Jales (SP) foi estudada usando técnicas de cultivo acoplada a ferramentas moleculares com sequenciamento dos isolados. Foram realizadas duas coletas: Maio de 2009 e Agosto de 2009 obtendo um total de 132 linhagens de leveduras isoladas de duas variedades de uvas (Isabel - Vitis labrusca e Bordô ) em suas diferentes partes (casca, engaço e baga) e também de mostos obtidos de cultivares Isabel, Niágara e Cabernet Sauvignon. A identificação molecular das espécies por Reação em Cadeia da Polimerase seguida da técnica de PCR-RFLP da região ITS incluindo o gene 5,8S e 26S do DNAr e subseqüente sequenciamento gênico foi eficiente para a identificação de 13 espécies: Candida quercitrusa (3), Candida stellata (3), Cryptococcus flavescens (6), Cryptococcus laurentii (1), Hanseniaspora uvarum (40), Issatchenkia occidentalis (2), Issatchenkia orientalis (10), Issatchenkia terricola (4), Pichia kluyveri(5), Pichia quilliermondii (7), Pichia sp.(4), Saccharomyces cerevisiae (44), Sporidiobolus pararoseus (2). Estes resultados mostram uma diversidade de espécies nas diferentes fases de fermentação, com uma predominância de leveduras não-Saccharomyces nas etapas iniciais, sendo estas substituídas consecutivamente por leveduras Saccharomyces cerevisiae com o progresso da fermentação, semelhante ao que é encontrado na literatura. As leveduras isoladas foram analisadas quanto a produção de enzimas hidrolíticas adequadas ao processamento de vinhos. Dentre as leveduras isoladas e identificadas, apenas a espécie Cryptococcus laurentii (linhagem U2) apresentou atividade para β-glicosidase após fermentação submersa, utilizando celobiose a 2% como fonte de carbono. Porém, esta atividade foi baixa (0,2 U/ml após 96h de fermentação)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The diversity of yeast species present in the phyllosphere of grapes and musts from Vinhos Santin winery (Jales region, Sao Paulo State, Brazil) was studied using cultivation techniques with molecular tools coupled with sequencing of the isolates. There were two collections: May 2009 and August 2009 gaining a total of 132 yeast strains isolated from two grape varieties (Isabel and Bordeaux - Vitis labrusca) in different parts of the grape (bark, stem and berry) and also must obtained from Isabel, Niagara and Cabernet Sauvignon cultivars. The molecular identification of species by PCR-RFLP in the region of the ITS, including 5,8S gene, and 26S rDNA gene and subsequent sequencing was useful for the identification of 13 species: Candida quercitrusa (3), Candida stellata (3), Cryptococcus flavescens (6), Cryptococcus laurentii (1), Hanseniaspora uvarum (40), Issatchenkia occidentalis (2), Issatchenkia orientalis (10), Issatchenkia terricola (4), Pichia kluyveri(5), Pichia quilliermondii (7), Pichia sp.(4), Saccharomyces cerevisiae (44), Sporidiobolus pararoseus (2). These results show a diversity of species in different stages of fermentation, with a predominance of non-Saccharomyces yeasts in the early stages, and these are replaced consecutively to yeast Saccharomyces cerevisiae with the progress of fermentation, according to what is found in the literature. The yeasts were screened for production of hydrolytic enzymes for the processing of wine. Among the yeasts isolated and identified, only the species Cryptococcus laurentii (strain U2) exhibited β-glucosidase activity after submerged fermentation (SmF) using 2% cellobiose as carbon source. However, this activity was too low (0.2 U/ml after 96h of fermentation). In previous collections, held in 2008, we isolated a strain from the bark of Bordeaux grapes, identified as Aureobasidium pullulans... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Heloiza Ferreira Alves do Prado / Banca: João Cláudio Thoméo / Banca: Ana Maria Rodrigues Cassiolato / Resumo: Em conjunto com outras enzimas que degradam amido, as α-amilases e CGTases são incluídas na família 13 glicosilhidrolases caracterizada por uma conformação (α/β)8-barril. As amilases são grupo importante de enzimas industriais, representando cerca de 25% do mercado mundial de enzima.. Foram isoladas linhagens bacterianas de áreas do Cerrado que apresentaram alta produção de amilases em estudos anteriores. Devido ao interesse em ampliar os conhecimentos de α-amilases e CGTase com potencial de aplicação industrial, no presente trabalho, propôs-se realizar estudos de análises físico-químicas e do efeito da fonte de carbono, na produção de α-amilase das linhagens microbianas A-1.2 e A-18 e de CGTase produzida por Paenibacillus campinasensis H69-3 utilizando na fermentação submersa os amidos solúvel, trigo, milho, batata e mandioca; farelo de trigo e mandioca; Maizena e Arrozina como diferentes fontes de carbono alternativas Além disso, propôs-se aperfeiçoar os estudos de produção de amilases pela linhagem microbiana A-1.2 por meio da otimização dos constituintes nutricionais do meio de cultivo em que cada um dos ensaios do planejamento fatorial foi executado em triplicata e dessa forma, consideraram-se as médias dos resultados obtidos dessas repetições. Iniciar estudos de biologia molecular com a CGTase produzida por P. campinasensis H69-3 buscando estratégias para a clonagem e expressão da CGTase em hospedeiro heterólogo (Escherichia coli). As linhagens A-1.2 e A-18 tiveram as fontes de carbono amido solúvel, amido de mandioca, amido de milho e farelo de mandioca como os substratos que maximizaram a produção da enzima por ambas as linhagens, e o tempo de fermentação com maiores atividades foi entre 72 e 96 horas. O perfil de produção ao longo do tempo da CGTase de P. campinasensis H69-3 indicou o amido solúvel, amido de mandioca e a Maizena como as fontes de carbono que propiciaram as mais altas... / Abstract: Together with other enzymes that degrade starch, α-amylases and CGTases are included in the family 13 glycosylhydrolases, characterized by a conformation (α/β)8-barrel. Amylases are an important group of industrial enzymes, accounting for approximately 25% of the world enzyme market. Bacterial strains from the Cerrado areas, which have shown a high production of amylase in the previous studies, have been isolated. Due to the interest in expanding the knowledge of α-amylase and CGTase with potential for industrial application, the present work proposes to conduct studies of physical and chemical analysis and the effect of carbon source on the production of α-amylase of A-1.2 and A-18 microbial strains, as well as CGTase produced by Paenibacillus campinasensis H69-3 in submerged fermentation using the soluble starch, wheat, corn, potato and cassava; wheat bran and cassava; Maizena and Arrozina like various alternative sources of carbon. Furthermore, it proposes enhancing the amylase study of the microbial strain A-1.2 by optimizing the nutritional components of the culture medium in which each of the factorial design experiments has been carried out in triplicate, and thus considering the average results of these repetitions. To initiate molecular biology studies with CGTase produced by P. campinasensis H69-3 searching strategies for the cloning and expression of the CGTase in a heterologous harbourer (E. coli). The A-1.2 and A-18 strains were the carbon sources of soluble, cassava and corn starch, and cassava bran as the substrate that maximized the enzyme production by both strains. And the fermentation time with higher levels of activity was between 72 and 96 hours. The production profile over the CGTase P. campinasensis H69-3 time has indicated the soluble and cassava starch and Maizena as carbon source that provided the highest enzymatic activities. The 72 hours period of time has been more appropriate in enzymatic tests, ... / Mestre

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Fernando Carlos Pagnocca / Banca: Sandra Regtina Ceccato Antonini / Banca: Ana Marisa Fusco Almeida / Banca: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: Crispin Humberto Garcia Cruz / Resumo: O comportamento fisiológico de um determinado microrganismo pode se mostrar diferente frente às variações das condições de cultivo. Em processos biotecnológicos, esse conhecimento permite definir os parâmetros fermentativos a serem controlados de modo a se otimizar custos e rendimento. Neste trabalho, foi padronizado um teste de avaliação da produção de etanol por leveduras a partir de xilose, utilizando placas de Petri, o qual permitiu o reconhecimento de 17 leveduras fermentadoras xilose. Dessas cepas, quando em fermentação em meio líquido, destacaram-se a Candida shehatae, var. shehatae PT1- 1BASP, que produziu 12 g.L-1 de etanol e Aureobasidium pullulans LB3.1, com 7 g.L-1. A produção de etanol por essas duas cepas foi avaliada com relação à parâmetros fermentativos, como tolerância a compostos reconhecidos como inibidores do crescimento de leveduras, temperatura de incubação, pH inicial do mosto, concentração do inóculo e adição de nutrientes minerais. A definição das melhores condições de fermentação elevou o consumo de xilose por ambas as cepas, ao mesmo tempo que diminui a produção de biomassa e aumentou o rendimento em etanol por A. pullulans LB3.1. As linhagens C. shehatae PT1-1BASP e A. pullulans LB3.1 atingiram um máximo de produção de etanol de 18,7 g.L-1 e 17,5 g.L-1, respectivamente. Além dessas duas leveduras, a cepa Brettanomyces bruxellensis ISA 2211, contaminante de vinhos, foi avaliada com relação à tolerância a SO2 diante de variações nas condições de cultivo. A adição de vitaminas e extrato de levedura ao mosto aumentou a resistência da levedura ao dióxido de enxofre, enquanto a presença do etanol, em combinação com o SO2, exerceu maior inibição do crescimento. Foi estudada também nesse trabalho, a capacidade de B. bruxellensis ISA 2211 de utilizar o ácido ρ-cumárico como fonte de carbono, observando-se que o crescimento da levedura nessa condição foi... / Abstract: The microorganisms can show different behavior in different conditions of cultivation. In biotechnological processes, this knowledge allows that fermentation parameters to be controlled in order to optimize costs and yield. In this work it was standardized a test of ethanol production by yeast from xylose using Petri dishes assay, which allowed the recognition of 17 xylose fermenting yeasts. Using submerged fermentation it was detected that Candida shehatae, var. shehatae PT1-1BASP produced 12 g L -1 of ethanol and Aureobasidium pullulans LB3.1, 7 g L-1. Ethanol production by these two strains was evaluated with respect to fermentation parameters, such as tolerance to compounds recognized as inhibitors of growth of yeast, temperature of incubation, initial pH of the must, concentration of the inoculum and nutrient addition. The definition of the best fermentation conditions increased the xylose consumption by both strains, while it decreases the production of biomass and increased ethanol yield by A. pullulans LB3.1. The C. shehatae PT1-1BASP and A. pullulans LB3.1 reached a maximum ethanol yield of 18.7 gL-1 and 17.5 gL-1, respectively. Besides these two yeasts, Brettanomyces bruxellensis the ISA 2211, a wine contaminating strain, was evaluated with respect to SO2 tolerance in the face of variations in culture conditions. The addition of vitamins and yeast extract to must increased the yeast resistance to sulfur dioxide, while the presence of ethanol, in combination with SO2, had greater growth inhibition. It was also studied in this work, the ability of B. bruxellensis ISA 2211 to use the ρ-coumaric acid as a carbon source, noting that the growth of yeast in that condition was dependent on the acid concentration in the medium, not tolerating concentrations high than 5 mmol. L-1 / Doutor

Orientador: Hamilton Cabral / Banca: Eleonora Cano Carmona / Banca: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli / Resumo: Há um grande interesse no mercado de enzimas para descobertas de novas fontes para prospecção, tendo em vista que as enzimas de origem animal ou vegetal não suprem totalmente a demanda mundial. Desta forma busca-se não apenas novas fontes, mas também materiais fermentescíveis de baixo custo, assim agregando valor ao produto final. Neste trabalho investigou-se a produção de peptidase utilizando o fungo Aspergillus flavus, através de dois processos biofermentativos, sólido e submerso, usando farelo de trigo e meio complexo, respectivamente. Alguns parâmetros foram analisados para a obtenção de uma melhor produção. Para o bioprocesso fermentativo sólido foi investigado a influência da concentração de esporos, suplementação do meio com fontes adicionais de nitrogênio, temperatura e tempo. Obtivemos para essas variações a melhores condições quando o fungo era fermentado somente em farelo de trigo, sem suplementação de fontes adicionais de nitrogênio, com a proporção de 2,5x 10 6 esporos/ 5g meio a 30°C e em 96 horas de fermentação. Para o bioprocesso fermentativo submerso avaliamos a influência da concentração de esporos, suplementação do meio com fontes de carbono e com caseína, temperatura, pH e tempo. Obtivemos como melhores condições quando o fungo era fermentado em meio sem suplementação de fonte de carbono adicional, com 0,5% de caseína, 5x10 5 esporos/mL de meio a 30°C em pH 8 por 168 horas. Os extratos enzimáticos de ambos bioprocessos foram caracterizados bioquimicamente avaliando desta forma: pH ótimo, temperatura ótima e classe da peptidase. A partir desses dados foram realizados métodos cromatográficos para obtenção da peptidase pura e com essa amostra realizou-se a caracterização bioquímica funcional e a determinação dos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: There is a great interest by enzyme's market on discovery of new sources for prospecting, considering that the enzymes from animal or plant do not fully supply the global demand. Therefore, the research of new sources, is not only of new sources, but also fermentable material with low cost are also required, in order to add value to the final product. In this study it was investigated the production of peptidase using the fungus Aspergillus flavus, through two processes, solid and submerged fermentation, using wheat bran and complex media, respectively. Some parameters were analyzed to obtain the best production. In solid fermentation bioprocess were investigated the influence of spore concentration of supplementation of the medium with additional sources of nitrogen, temperature and time. We obtained for these variations the best conditions when the fungus was fermented wheat bran only, without supplementation of additional sources of nitrogen, with a density of 2.5 x 10 6 spores / 5 g medium at 30 ° C and 96 hours of fermentation. In the submerged fermentation bioprocess were evaluated the effect of spore concentration supplementation of the medium with carbon sources and with casein, temperature, pH and time. We obtained as best conditions when the fungus was fermented in medium without supplemental carbon source added with 0.5% casein, 5x10 5 spores / ml medium at 30°C at pH 8 for 168 hours. The enzymatic extracts obtained by these bioprocesses were biochemically characterized by testing optimum pH, optimum temperature and class of peptidase. From these data it was obtained a pure peptidase by using chromatographic methods and this sample was used for functional biochemical characterization and determination of kinetic parameters, using the peptide substrate of FRET. The fungus Aspergillus flavus... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Geraldo Nery / Banca: Eleni Gomes / Banca: Adriano Aguiar Mendes / Resumo: O biodiesel (ésteres de ácidos graxos) tem sido produzido a partir da transesterificação direta de óleos ou de gorduras, em que triglicerídeos reagem com um álcool de cadeia curta (metanol ou etanol) na presença de um catalisador químico como, por exemplo, certos ácidos ou hidróxidos. Alternativamente, foi utilizada a via enzimática. Nesse caso, empregam-se enzimas lipases como catalisadores. Reações de transesterificação catalisadas por lipases têm se tornado cada vez mais atrativa, uma vez que o glicerol gerado na reação pode ser facilmente recuperado e a purificação de ésteres de acido graxo é simples. Todavia, as enzimas utilizadas como catalisadores possuem alto custo no mercado, dificuldade de recuperação e, além disso, estão sujeitas à inativação. Desse modo, uma maneira encontrada para superar alguns desses obstáculos é a imobilização das enzimas em um suporte sólido. A imobilização da enzima em uma matriz aumenta sua estabilidade química e térmica, reduz a sua inativação, e facilita a sua recuperação na reação. Microesferas de Poli (álcool vinilico) (PVA) com diferentes graus de cristalinidade foram usados como suportes sólidos para a imobilização da lipase de Rhizomucor miehei. Microsferas de PVA com estrutura amorfa (PVA4) imobilizaram 0,03 mg da enzima/ g de suporte, enquanto que microesferas com estrutura cristalina (PVA12) imobilizaram 0,024 mg/g e a de alta cristalinidade (PVA25) imobilizou 0,029 mg/g. A atividade enzimática das enzimas imobilizadas foi dependente do grau de cristalinidade das microesferas de PVA. O complexo Enzima-PVA4 apresentou uma atividade enzimática de (6,13 U/mg de enzima), o complexo Enzima-PVA12 apresentou uma atividade enzimática de (67,23 U/mg de enzima) e o complexo Enzima-PVA25 revelou uma alta atividade enzimática (149,15 U/mg de enzima). A atividade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biodiesel (fatty acid esters) is produced from the direct transesterification of oils or fats in which triglycerides react with a short chain alcohol (methanol or ethanol) in the presence of a chemical catalyst like acids or hydroxides. In the other hand, enzymatic route is used and, in this case, employing lipases as catalysts. Transesterification reactions catalyzed by lipases has become ever more attractive, since glycerol produced in the reaction can be easily recovered and purification of fatty acid esters is simple. One way to overcome these barriers by using free lipases is their immobilization on a solid support. The immobilized enzyme increases its chemical and thermal stability, reduces inactivation, improves handling and facilitates its recovery in the reaction. Microspheres of poly vinyl alcohol (PVA) with different degrees of crystallinity were then used as solid supports for immobilization of lipase from Rhizomucor miehei. PVA microspheres with amorphous structure (PVA4) immobilized 0,029 mg of enzyme/ g of support, while crystalline structure microspheres (PVA12) immobilized 0,024 mg/g and high crystallinity microspheres (PVA25) immobilized 0,03 mg/g. The enzymatic activity of the immobilized enzymes was dependent on the degree of crystallinity of PVA microspheres. The enzyme-PVA4 complex revealed an enzymatic activity of (6.13 U/mg of enzyme) while the Enzyme-PVA12 complex an enzymatic activity of (67.23 U/mg of enzyme) and Enzyme-PVA25 complex provided a high activity enzymatic (149.15 U/mg enzyme). The enzymatic activity of the lipase in its free form was also measured and, in this case, was found to be (11.6 U/mg enzyme). A synergistic effect was also observed for the complex Enzyme-PVA25 during the transesterification reaction. The yield of esters for complex Enzyme-PVA25 was 66.3% followed by Enzyme-PVA12 (40.7%)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre