Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-09-14Bitstream added on 2014-06-13T19:35:19Z : No. of bitstreams: 1 brito_rr_me_sjrp.pdf: 1134365 bytes, checksum: 26d1185f1d13b7287ff06f48193c634a (MD5) / 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... / 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)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-08Bitstream added on 2014-06-13T19:55:54Z : No. of bitstreams: 1 franco_fc_me_sjrp_parcial.pdf: 199075 bytes, checksum: 630b1fc6089407a1736a05e73e9855d8 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-28T16:08:51Z: franco_fc_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-28T16:09:57Z : No. of bitstreams: 1 000642546.pdf: 1115303 bytes, checksum: d6482c2b3feea0fdfa2ba3efcc7c1cc9 (MD5) / A xilanase de Thermoascus aurantiacus codificada pelo gene xynA é uma enzima termofílica com uma promissora aplicação industrial. Neste trabalho, foi realizada a clonagem desse gene, que foi isolado pela técnica de RT-PCR, seguido de expressão heteróloga em Pichia pastoris. Realizada a caracterização da enzima nativa no extrato bruto do fungo filamentoso assim como da enzima recombinante antes e depois da purificação parcial, a qual foi realizada pelo processo de troca iônica. A atividade ótima das enzimas foi em pH 5,0 e as mesmas foram estáveis diante de ampla faixa de pH (3,5- 10,5, por 24h). Em relação à temperatura ótima e termoestabilidade houve algumas diferenças entre as três condições da xilanase. A xilanase nativa apresentou-se mais ativa a 75°C sendo estável na faixa de 35°C a 75°C após 1 hora de incubação, a xilanase recombinante antes e depois do processo de purificação apresentou temperatura ótima em 60°C, no entanto antes da purificação permaneceu estável entre 35°C e 80°C, e após a purificação entre 35°C e 65°C, em ambos os casos após a incubação por 1 hora. Esse foi o primeiro relato de expressão do gene xynA em P. pastoris. Com a purificação da enzima recombinante serão viabilizados estudos estruturais que requerem grandes quantidades da enzima. Além disso as características observadas de XynA em nossas análises mostraram-se bastante interessantes do ponto de vista biotecnológico. Nossos dados permitirão então outros estudos para adequação a aplicação dessa xilanase em processos industriais / A xilanase de Thermoascus aurantiacus codificada pelo gene xynA é uma enzima termofílica com uma promissora aplicação industrial. Neste trabalho, foi realizada a clonagem desse gene, que foi isolado pela técnica de RT-PCR, seguido de expressão heteróloga em Pichia pastoris. Realizada a caracterização da enzima nativa no extrato bruto do fungo filamentoso assim como da enzima recombinante antes e depois da purificação parcial, a qual foi realizada pelo processo de troca iônica. A atividade ótima das enzimas foi em pH 5,0 e as mesmas foram estáveis diante de ampla faixa de pH (3,5- 10,5, por 24h). Em relação à temperatura ótima e termoestabilidade houve algumas diferenças entre as três condições da xilanase. A xilanase nativa apresentou-se mais ativa a 75°C sendo estável na faixa de 35°C a 75°C após 1 hora de incubação, a xilanase recombinante antes e depois do processo de purificação apresentou temperatura ótima em 60°C, no entanto antes da purificação permaneceu estável entre 35°C e 80°C, e após a purificação entre 35°C e 65°C, em ambos os casos após a incubação por 1 hora. Esse foi o primeiro relato de expressão do gene xynA em P. pastoris. Com a purificação da enzima recombinante serão viabilizados estudos estruturais que requerem grandes quantidades da enzima. Além disso as características observadas de XynA em nossas análises mostraram-se bastante interessantes do ponto de vista biotecnológico. Nossos dados permitirão então outros estudos para adequação a aplicação dessa xilanase em processos industriais

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-28Bitstream added on 2014-06-13T20:16:35Z : No. of bitstreams: 1 bonine_bm_me_sjrp_parcial.pdf: 271271 bytes, checksum: a1a16a6b184f1569caadb05be1e3b280 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-28T16:08:49Z: bonine_bm_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-28T16:09:56Z : No. of bitstreams: 1 000642594.pdf: 1254537 bytes, checksum: 109e6be54bdab2844575258370f4fad1 (MD5) / Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de lipase pelo fungo Myceliophthora sp F 2.1.4, por fermentação em estado sólido (FES), fermentação submersa (FS) e fermentação semi-sólida. Alguns testes foram realizados para a obtenção do meio nutricional que melhor proporciona a produção da lipase. Nas condições encontradas foi possível a obtenção de 21 U/mL de lipase na FES, enquanto que para a FS, a produção caiu bruscamente tendo conseguido somente 0,20 U/mL, indicando que a FES foi mais adequada para a produção de lipase por Myceliophthora sp F 2.1.4. As mesmas condições também foram testadas para a fermentação semi-sólida com o uso de buchas vegetais e, dessa forma, a produção enzimática voltou a aumentar com aproximadamente 9 U/mL. A caracterização parcial da lipase produzida pelo fungo Myceliophthora sp. F 2.1.4 por fermentação em estado sólido indicou que a enzima atua em seu máximo em pH entre 5,0 e 7,0 e a temperatura de 35ºC sendo estável entre 35 e 50ºC e em faixa de pH 4,0 e 9,0. A enzima foi sensível a SDS, Al 3+ e Hg 2+ e tolerante a etanol e metanol, solventes utilizados na produção de biodiesel. Quanto à especificidade aos substratos, a lipase apresentou atividade crescente com o aumento da cadeia acila dos substratos sintéticos, conseguindo atuar em substratos com cadeia superior a 10 carbonos, critério utilizado para classificar uma enzima como lipase. Além disso, ela atuou bem em todos os substratos naturais testados, mostrando sua eficiência para aplicações de digestão de óleos. A lipase foi imobilizada em alginato de cálcio e em quitosana sendo possível uma reutilização da enzima por 6 e 12 vezes consecutivas, respectivamente. Estes resultados mostram que as propriedades físico-químicas da lipase de Myceliophthora sp F 2.1.4 possuem um grande potencial para aplicações industriais / This study aimed to evaluate the production of lipase by the fungi Myceliophthora sp F 2.1.4, by solid-state fermentation (SSF), submerged fermentation (SmF) and semisolid fermentation. Several tests were made in order to obtain the best nutritional media to lipase production. This conditions were tested for SSF, SmF and semisolid fermentation. The results of the tests showed that for SSF it was possible to obtain 21 U/mL of lipase. On the other hand, for SmF, the production declined brusquely having obtained only 0,20 U/mL, indicating that the SSF was more appropriate for the production of lipase by Myceliophthora sp F 2.1.4 than SmF. In addition, for semisolid fermentation, using loofa sponges, the enzymatic production increased again with approximately 9 U/mL. Partial characterization of lipase produced SSF showed that this enzyme has maximum activity in both pH between 5,0 and 7,0 and temperature of 35 ºC, being stable between 35 and 50 ºC and in range of pH 4,0 and 9,0. The enzyme was sensible to SDS, Al 3+ and Hg 2+ , and tolerant to ethanol and methanol, solvent used for biodiesel production. Regarding the substrate specificity, the tests proved that the enzyme studied seems to be a real lipase since it could act in long-chain substrate. Moreover, it acted effectively for all natural substrates tested, being efficient for applications of oil digestion. Lipase was immobilized in alginate of calcium and chitosan, with the possibility of reuse of 6 and 12 consecutive times, respectively. These results imply that the physicochemical properties of lipase produced by Myceliophthora sp F 2.1.4 make it a great potential for industrial applications

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:14:43Z : No. of bitstreams: 1 zanchetta_a_me_sjrp.pdf: 809199 bytes, checksum: 95681c0db779d8f8c76077b27ca4f9e6 (MD5) / O aumento no consumo de combustíveis fósseis e a crescente preocupação ambiental multiplicaram o interesse por tecnologias limpas e de baixo custo, para a obtenção de produtos de valor agregado para as indústrias química, energética e de alimentos. Neste contexto, as enzimas tem sido importantes ferramentas em diversos processos, principalmente no que diz respeito à produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos. Neste trabalho foi avaliado o perfil de produção enzimática dos fungos termofílicos Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea e Thermomucor indicae-seudaticae N31 por fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1, 1:9 ou 9:1), palha de milho e farelo de trigo (9:1), palha de milho e cevada (9:1), cevada e farelo de trigo (9:1) e, somente farelo de trigo como substratos. No processo de fermentação em estado sólido, a maior produção de xilanase (1569,4 U/g ou 78,5 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (232,8 U/g ou 11,6 U/mL), avicelase (18,1 U/g ou 0,9 U/mL) e beta-glicosidase (124,9 U/g ou 6,2 U/mL) em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1), 192h de cultivo em cevada e farelo de trigo (9:1) e 288h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:9), respectivamente. No processo de fermentação submersa, a maior produção de xilanase (35,4 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 96h de cultivo em palha de milho e cevada (9:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (6,4 U/mL) e beta-glicosidase (1,4 U/mL) em 120h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). As produções de avicelase, por Chaetomium... / The increase in the consumption of fossil fuels and the growing environmental concern have increased the interest in clean and low-cost technologies for the obtaining of added value products for chemical, energy and food industries. In this context enzymes have been important tools in several processes, especially regarding to the production of ethanol from lignocellulosic material. This study the profile of enzyme production of the thermophilic fungi Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea and Thermomucor indicae-seudaticae N31 by solid state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SF) on sugar cane bagasse and wheat bran (1:1, 1:9 or 9:1), maize straw and wheat bran (9:1), straw of maize and barley (9:1), barley and wheat bran (9:1) and only wheat bran as substrates were evaluated. By SSF, the largest production of xylanase (1569,4 U/g or 78.5 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (232.8 U/g or 11.6 U/mL), avicelase (18.1 U/g or 0.9 U/mL) and beta-glucosidase (124.9 U/g or 6.2 U/mL) at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1), 192h of cultivation in barley and wheat bran (9:1) and 288h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:9), respectively. By SF, the largest production of xylanase (35.4 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 96h of cultivation in straw of maize and barley (9:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (6.4 U/mL) and beta-glucosidase (1.4 U/mL) at 120h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The productions of avicelase by Chaetomium sp. N13 and Themomucor indicae-seudaticae N31 were similar. The saccharification of sugarcane... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-23Bitstream added on 2014-06-13T20:56:19Z : No. of bitstreams: 1 luizonfilho_ra_me_sjrp.pdf: 2226610 bytes, checksum: 7ef836fc66e512e96ee4f8432117e475 (MD5) / O termo zeólitas abrange a classe dos alumino silicatos hidratados de metais alcalinos ou alcalino-terrosos. A enzima lipase de Thermomyces lanuginosus foi imobilizada em zeolitas, produzindo um catalisador heterogêneo com potencial aplicação para a produção de biodiesel. Dois tipos de zeolita foram sintetizados: zeolita gismondina (GIS/Na) e um novo material zeolitico com topologia faujasítica (FAU/Co e FAU/Cu). A zeolita gismondina foi submetida ao processo de troca iônica com os cátions divalentes Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) e a zeólita com topologia faujasítica foi submetida ao processo de troca iônica com NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) e posteriormente calcinada a 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). Estes materiais foram utilizados como suporte sólido para a imobilização enzimática, dando origem aos complexos zeolita-enzima: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ por exemplo. Foram utilizados dois métodos diferentes de imobilização. Em um deles, foi feito um pré-tratamento da lipase com o substrato (óleo de soja) e em outro a enzima foi imobilizada sem o pré-tratamento com o substrato. Foram feitos experimentos de transesterificação de triglicerídeos para a produção de biodiesel utilizando como catalisador da reação as zeolitas puras, a enzima pura e os complexos zeolita-enzima. Os catalisadores com topologia faujasitica (FAU/Co e FAU/Cu) atuando em condições experimentais de 100 o C, razão molar óleo:álcool de 1:50 por 12 horas fornecem bons rendimentos de ésteres (90%). Os catalisadores GIS/Ni/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ (imobilização com pré tratamento da enzima) apresentaram os maiores valores de atividade enzimática e bons rendimentos de ésteres etílicos. A mesma quantidade de enzima (0,4 mg) foi utilizada em sua forma livre e imobilizada... / The term zeolites comprehend the class of hydrated alkaline or earth alkaline metals alumino silicates. Thermomyces lanuginosus lipase enzyme was immobilized on zeolites, producing a heterogeneous catalyst with potential application on biodiesel production. Two types of zeolite were synthesized: gismondina zeolite (GIS/Na) and a new faujasite like zeolitic material: (FAU/Co e FAU/Cu). Gismondine zeolite was ion exchanged with divalent cations Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) and the faujasite like zeolite was ion exchanged with NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) and after this it was calcined at 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). These materials were used as solid support for enzymatic immobilization originating the zeolite-enzyme complexes: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ and FAU/Co.NH 4 /ENZ for example. Two different methods of immobilization were used. In one of them the lipase was pretreated with the substrate (soybean oil) and in the other one the enzyme was immobilized without the pretreatment with substrate. Triglycerides transesterification experiments to biodiesel production were carried out using pure zeolite, pure enzyme and the zeolite-enzyme complexes as reaction catalyst. When used with experimental conditions of 100 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:50 faujasite like catalyst performed good ester yield (90%). GIS/Ni/ENZ and FAU/Co.NH4 /ENZ catalysts (immobilization with pretreated enzyme) showed higher enzymatic activity values and good ethylic esters yield. The same amount of enzyme (0,4 mg) was used in its free and immobilized form in the transesterification reaction (45 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:5 for 48 hours). Comparing transesterification reaction esters yield for the free enzyme (51,9%) and for the GIS/Ni/ENZ (70,3%) and FAU/Co.NH4 /ENZ (58,4%) catalysts, was possible... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:38:02Z : No. of bitstreams: 1 borges_jp_me_sjrp.pdf: 1239519 bytes, checksum: b05122cb2dbb9a8eb0dad7907a74977a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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... / 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)

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: Adriane Maria Ferreira Milagres / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: O aumento no consumo de combustíveis fósseis e a crescente preocupação ambiental multiplicaram o interesse por tecnologias limpas e de baixo custo, para a obtenção de produtos de valor agregado para as indústrias química, energética e de alimentos. Neste contexto, as enzimas tem sido importantes ferramentas em diversos processos, principalmente no que diz respeito à produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos. Neste trabalho foi avaliado o perfil de produção enzimática dos fungos termofílicos Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea e Thermomucor indicae-seudaticae N31 por fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1, 1:9 ou 9:1), palha de milho e farelo de trigo (9:1), palha de milho e cevada (9:1), cevada e farelo de trigo (9:1) e, somente farelo de trigo como substratos. No processo de fermentação em estado sólido, a maior produção de xilanase (1569,4 U/g ou 78,5 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (232,8 U/g ou 11,6 U/mL), avicelase (18,1 U/g ou 0,9 U/mL) e beta-glicosidase (124,9 U/g ou 6,2 U/mL) em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1), 192h de cultivo em cevada e farelo de trigo (9:1) e 288h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:9), respectivamente. No processo de fermentação submersa, a maior produção de xilanase (35,4 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 96h de cultivo em palha de milho e cevada (9:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (6,4 U/mL) e beta-glicosidase (1,4 U/mL) em 120h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). As produções de avicelase, por Chaetomium... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increase in the consumption of fossil fuels and the growing environmental concern have increased the interest in clean and low-cost technologies for the obtaining of added value products for chemical, energy and food industries. In this context enzymes have been important tools in several processes, especially regarding to the production of ethanol from lignocellulosic material. This study the profile of enzyme production of the thermophilic fungi Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea and Thermomucor indicae-seudaticae N31 by solid state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SF) on sugar cane bagasse and wheat bran (1:1, 1:9 or 9:1), maize straw and wheat bran (9:1), straw of maize and barley (9:1), barley and wheat bran (9:1) and only wheat bran as substrates were evaluated. By SSF, the largest production of xylanase (1569,4 U/g or 78.5 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (232.8 U/g or 11.6 U/mL), avicelase (18.1 U/g or 0.9 U/mL) and beta-glucosidase (124.9 U/g or 6.2 U/mL) at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1), 192h of cultivation in barley and wheat bran (9:1) and 288h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:9), respectively. By SF, the largest production of xylanase (35.4 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 96h of cultivation in straw of maize and barley (9:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (6.4 U/mL) and beta-glucosidase (1.4 U/mL) at 120h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The productions of avicelase by Chaetomium sp. N13 and Themomucor indicae-seudaticae N31 were similar. The saccharification of sugarcane... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edwil Aparecida de Lucca Gattás / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Maristela de Freitas Sanches Peres / Resumo: As enzimas são importantes catalisadores de reações biológicas, sendo que as de origem microbiológicas tem recebido atenção especial devido à facilidade de obtenção ou até mesmo na síntese de enzimas geneticamente modificadas. O uso desses catalisadores biológicos na indústria vem aumentando com o avanço de estudos e pesquisas de suas propriedades e melhoramento dos processos em que são empregados. A álcool desidrogenase (ADH) é uma enzima de uso industrial e biotecnológico importante para quantificação de etanol em biocombustíveis e em bebidas, onde, em comparação com outros métodos, têm mostrado ser o mais eficaz. A melhora da estabilidade da enzima é feita pelo processo de imobilização. Alguns métodos de imobilização são mais comumente aplicados devido à facilidade de preparo e/ou imobilização da enzima no suporte, como por exemplo, o suporte alginato-quitosana. Os suportes alginato-quitosana e glixil-agarose foram utilizados neste trabalho para se tentar melhorar a estabilidade da ADH. O objetivo principal deste estudo foi o de encontrar um método mais eficaz para imobilizar a ADH e avaliar sua estabilidade frente a pH, temperatura, variação de concentração de substrato, adição de sais metálicos ao ensaio, entre outros. Os resultados mostraram que houve interferência do pH na estabilidade das esferas de alginato-quitosana impossibilitando seu uso neste ensaio e quando imobilizada em suporte glioxil-agarose apresentou estabilidade maior em maiores temperaturas e pH, mas não demonstrou boa estabilidade quando estocada. / Abstract: Enzymes are important catalysts of biological reactions, and the microbiological origin has received special attention due to the ease of obtaining or even in the synthesis of genetically modified enzymes. The use of these biological catalysts in the industry is increasing with the advancement of studies and research of its properties and improving processes in which they are employed. The alcohol dehydrogenase (ADH) is an enzyme of industrial use and biotechnological important for quantitation of ethanol in biofuels and beverages, which in comparison with other methods, have shown to be most effective. The improvement of the enzyme stability is made by the immobilization process. Some methods of immobilization are most commonly applied because of the ease of preparation and/or immobilization of the enzyme on the support, for example, alginate-chitosan support. The supports alginate-chitosan and glyoxyl-agarose were used in this study to try to improve the stability of ADH. The aim of this study was to find a more effective method to immobilize the ADH and evaluate its stability against pH, temperature, variation of substrate concentration, addition of metal salts in the assay, among others. The results showed that there was interference of pH on the stability of alginate-chitosan beads precluding their use in this assay and when immobilized on glyoxyl agarose support was more stable at higher temperatures and pH, but showed good stability when stored. / Mestre

Orientador: José Geraldo Nery / Banca: Eleni Gomes / Banca: Leandro Martins / Resumo: O termo zeólitas abrange a classe dos alumino silicatos hidratados de metais alcalinos ou alcalino-terrosos. A enzima lipase de Thermomyces lanuginosus foi imobilizada em zeolitas, produzindo um catalisador heterogêneo com potencial aplicação para a produção de biodiesel. Dois tipos de zeolita foram sintetizados: zeolita gismondina (GIS/Na) e um novo material zeolitico com topologia faujasítica (FAU/Co e FAU/Cu). A zeolita gismondina foi submetida ao processo de troca iônica com os cátions divalentes Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) e a zeólita com topologia faujasítica foi submetida ao processo de troca iônica com NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) e posteriormente calcinada a 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). Estes materiais foram utilizados como suporte sólido para a imobilização enzimática, dando origem aos complexos zeolita-enzima: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ por exemplo. Foram utilizados dois métodos diferentes de imobilização. Em um deles, foi feito um pré-tratamento da lipase com o substrato (óleo de soja) e em outro a enzima foi imobilizada sem o pré-tratamento com o substrato. Foram feitos experimentos de transesterificação de triglicerídeos para a produção de biodiesel utilizando como catalisador da reação as zeolitas puras, a enzima pura e os complexos zeolita-enzima. Os catalisadores com topologia faujasitica (FAU/Co e FAU/Cu) atuando em condições experimentais de 100 o C, razão molar óleo:álcool de 1:50 por 12 horas fornecem bons rendimentos de ésteres (90%). Os catalisadores GIS/Ni/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ (imobilização com pré tratamento da enzima) apresentaram os maiores valores de atividade enzimática e bons rendimentos de ésteres etílicos. A mesma quantidade de enzima (0,4 mg) foi utilizada em sua forma livre e imobilizada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The term zeolites comprehend the class of hydrated alkaline or earth alkaline metals alumino silicates. Thermomyces lanuginosus lipase enzyme was immobilized on zeolites, producing a heterogeneous catalyst with potential application on biodiesel production. Two types of zeolite were synthesized: gismondina zeolite (GIS/Na) and a new faujasite like zeolitic material: (FAU/Co e FAU/Cu). Gismondine zeolite was ion exchanged with divalent cations Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) and the faujasite like zeolite was ion exchanged with NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) and after this it was calcined at 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). These materials were used as solid support for enzymatic immobilization originating the zeolite-enzyme complexes: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ and FAU/Co.NH 4 /ENZ for example. Two different methods of immobilization were used. In one of them the lipase was pretreated with the substrate (soybean oil) and in the other one the enzyme was immobilized without the pretreatment with substrate. Triglycerides transesterification experiments to biodiesel production were carried out using pure zeolite, pure enzyme and the zeolite-enzyme complexes as reaction catalyst. When used with experimental conditions of 100 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:50 faujasite like catalyst performed good ester yield (90%). GIS/Ni/ENZ and FAU/Co.NH4 /ENZ catalysts (immobilization with pretreated enzyme) showed higher enzymatic activity values and good ethylic esters yield. The same amount of enzyme (0,4 mg) was used in its free and immobilized form in the transesterification reaction (45 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:5 for 48 hours). Comparing transesterification reaction esters yield for the free enzyme (51,9%) and for the GIS/Ni/ENZ (70,3%) and FAU/Co.NH4 /ENZ (58,4%) catalysts, was possible... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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