Plastificantes podem ser definidos como aditivos de baixa volatilidade utilizados para aumentar a processabilidade, flexibilidade ou diminuir a dureza de materiais poliméricos. Os ftalatos e adipatos utilizados como plastificantes, por sua baixa solubilidade em água e pelo alto coeficiente de partição octanol/água, tendem a se acumular no solo e sedimentos. Estes compostos são considerados potencialmente carcinogênicos, teratogênicos e disruptores endócrinos. A presente pesquisa compreendeu a biorremediação ex-situ do solo contaminado com resíduos de uma unidade industrial de plastificantes, utilizando reatores aeróbios, com microrganismos indígenas e exógenos adaptados através da adição de inóculo retirado da Estação de Tratamento de Efluentes por Lodos Ativados desta indústria. Foram avaliados os plastificantes: DIBP (Di-isobutilftalato), DBP (Dibutilftalato), DOP (Dioctilftalato),DIDP (Di-isodecilftalato), DIAP (Di-isoamilftalato) e DOA (dioctiladipato). Após a caracterização geotécnica do solo da área de plastificantes em 10 diferentes pontos, foram retiradas as quantidades para a biorremediação em 8 diferentes pontos (100kg/ponto) com os teores totais de plastificantes compreendidos entre 17 mg/kg solo a 6222 mg/kg solo. Análises mineralógicas, físicas e químicas foram realizadas posteriormente e indicaram que possivelmente a capacidade de troca catiônica do solo era devida aos plastificantes. Na biorremediação, os teores iniciais de plastificantes no solo, variaram de 85 mg/kg a 1688 mg/kg e após 120 dias de biodegradação em reatores aeróbios, as eficiências de remoção foram de 75 a 97%. Conforme as análises de fingerprint da comunidade bacteriana, ao final do processo, as bactérias presentes no solo eram originárias do lodo e do solo inicial e as análises de CGMS identificaram os metabólitos MEHP e os sub-produtos finais da biodegradação. / Plasticizers are low volatility compounds that offer flexibility and processability to resins. The phthalates and adipates, used as plasticizers, have low water solubility e high partition octanol/water(Kow) and accumulate in soil and sediments. This compounds are considered teratogenics, carcinogenics and as endocrine disruptors. This study evaluated the bioremediation of tropical soil contaminated with plasticizers process wastes, in aerobic conditions, with and without introduction of acclimated bacteria. After geological analysis of soil, considering ten differents points on the factory area, it was selected the soil for biodegradation of eight points (100kg/point) representing 17mg total plasticizers/kg soil to 6222mg total plasticizers/kg soil. Mineralogical, physical and chemical analysis were done and the results showed that perhaps the cationic change capacity was due to plasticizers. The plasticizers contents in soil were 85-1688mg/kg and after 120 days of biodegradation in eight aerobic reactors, the removal efficiencies were 75-97%. The fingerprint analysis showed that the final bacteria present in reactors originated from soil and sludge and the CGMS analysis identified the metabolic MEHP, and showed the sub-products and final products of biodegradation.

Orientadores: Ana Rita Morales, Maria Aparecida Marin-Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_PatriciaMoraesSinohara_M.pdf: 5897831 bytes, checksum: ff702db4dd4540ec41606b5fd8a007e3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Sueli Yoshinaga Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mortatti_BrunoCesar_M.pdf: 2082666 bytes, checksum: 0035bd7ef41b771d365f948dd694e18a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Dois permeâmetros de carga constante e grandes dimensões, com 0,057 e 0,042 metros cúbicos, respectivamente, foram utilizados em laboratório, sob condições controladas, para as determinações das condutividades hidráulicas saturadas de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) coletados no Aterro Sanitário Delta A, localizado na cidade de Campinas-SP. Duas fases experimentais foram delineadas envolvendo diferentes parâmetros como composição gravimétrica e grau de compactação. Para cada fase experimental foram realizados vários ensaios para as determinações das condutividades hidráulicas saturadas em função dos tempos de operação dos permeâmetros e levantamento das principais variáveis físicas envolvidas neste processo, como teor de umidade, capacidade de campo, carga hidráulica e vazão. Simultaneamente, os lixiviados oriundos de cada ensaio realizado foram coletados e monitorados pelas análises dos principais parâmetros e espécies químicas para avaliação das etapas envolvidas no processo de biodegradação dos RSU. As condutividades hidráulicas saturadas, determinadas nos ensaios realizados, variaram de 1,6E-02 a 5,7E-05 m/s em função dos diferentes graus de compactação. Algumas variáveis químicas se mostraram eficientes na identificação das etapas de biodegradação, como potencial redox, ácidos orgânicos voláteis, nitrogênio amoniacal, acetato e carbono total dissolvido. O comportamento dessas variáveis em função dos tempos de operação permitiu a identificação das etapas acidogênica/acetogênica na biodegradação dos RSU / Abstract: Two constant load and large dimensions permeameters, with 0.057 and 0.042 cubic meters, respectively, were used in laboratory, under controlled conditions, for the determination of saturated hydraulic conductivity of Municipal Solid Waste (MSW) collected in the Delta A Sanitary Landfill, located at city of Campinas-SP. Two experimental phases were outlined involving different parameters such as gravimetric composition and degree of compression. For each experimental phase were carried out various tests for the determination of satured hydraulic conductivity as a function of the operation times of the permeameters and physical survey of the main variables involved in this process, such as, moisture content, field capacity, hydraulic head and volumetric flow rate. Simultaneously, the leachates coming of each test performed were collected and monitored by the analysis of the main parameters and chemical species for evaluation of the steps involved in the biodegradation of MSW. The saturated hydraulic conductivities, determined in tests, ranged from 1.6E-02 to 5.7E-05 m/s for different degrees of compression. Some chemical variables such as redox potential, volatile fatty acids, ammoniac nitrogen, acetate and dissolved total carbon, were effective in identifying the stages of biodegradation. The behavior of these variables as a function of time of operation allowed the identification of the acidogenic/acetogenic steps in the biodegradation of the MSW / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientadores: Valéria Maia Merzel, Anete Pereira de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:36:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SierraGarcia_IsabelNatalia_M.pdf: 3475320 bytes, checksum: 79a474111daa5266a55171dde25ca3b5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A ocorrência de óleos biodegradados nos reservatórios de petróleo, juntamente com o isolamento das primeiras bactérias a partir destes ambientes, forneceu evidências de micro-organismos ativos no subsolo profundo. Os micro-organismos, habitantes comuns de reservatórios de petróleo, desenvolveram estratégias eficazes de biodegradação, baseados em sistemas enzimáticos e vias metabólicas especializadas, de maneira a acessar os hidrocarbonetos como fonte de carbono e energia. No entanto, o conhecimento atual da diversidade microbiana e dos processos metabólicos envolvidos na biodegradação em reservatórios de petróleo ainda é limitado, principalmente devido à dificuldade em recuperar a complexa comunidade microbiana presente em tais ambientes extremos. Essa limitação imposta pelo uso de técnicas de cultivo convencionais pode ser superada através do uso de abordagens independentes de cultivo, como a metagenômica, a qual permite o acesso ao potencial metabólico dos micro-organismos não cultivados. Em trabalho prévio, uma biblioteca metagenômica fosmidial derivada de enriquecimentos aeróbios e anaeróbios de petróleo foi construída e avaliada para a capacidade de crescimento microbiano em hexadecano como fonte de única de carbono. No presente estudo, foi analisada a capacidade de biodegradação de hexadecano e fenantreno pelos clones selecionados dessa biblioteca através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM). As análises que se sucederam tiveram como objetivos a identificação e caracterização das sequências metagenômicas responsáveis pela biodegradação de hidrocarbonetos. A estratégia de clonagem aleatória "shotgun" seguida de sequenciamento dos clones foi utilizada para determinar a sequência inteira dos insertos fosmidias que mostraram relevantes capacidades de biodegradação. Cerca de 30 kb de sequência foram montados para o fosmideo 1A (91% de degradação do hexadecano e 5% do fenantreno) e 37 kb para o fosmideo 2B (98% de degradação do hexadecano e 44% do fenantreno), e em cada um foram reconhecidos 23 ORFs e 40 ORFs, respectivamente. As proteínas putativas foram identificadas por comparação das sequências de aminoácidos deduzidas. Várias proteínas envolvidas na degradação aeróbia e anaeróbia de diferentes compostos de hidrocarbonetos foram encontradas. As sequências que codificam estas enzimas não mostraram-se agrupadas em clusters completos de degradação, semelhantes aos encontrados nas bactérias degradadoras de hidrocarbonetos conhecidas. Os fragmentos metagenômicos continham apenas subconjuntos de genes pertencentes a várias vias, mostrando novos arranjos gênicos. Esses resultados reforçam o potencial da abordagem metagenômica para a prospecção e elucidação de novos genes e vias metabólicas, contribuindo para uma visão mais abrangente dos processos de biodegradação que ocorrem nos reservatórios de petróleo / Abstract: The occurrence of biodegraded oil in petroleum reservoirs, along with the isolation of the first bacteria from such environments, provided evidence for active microorganisms in the deep subsurface. Microorganisms are common inhabitants of petroleum reservoirs and they may have effective biodegrading strategies, based on specialized enzyme systems and metabolic pathways, as a form to access hydrocarbons as carbon and energy sources. However, the current knowledge of the microbial diversity and metabolic pathways involved in hydrocarbon biodegradation in petroleum reservoirs is still limited, mostly due to the difficulty in recovering the complex community present in such extreme environments. This limitation imposed by conventional culturing techniques can be circumvented by the metagenomic approach, which is a culture-independent molecular method that allows the access to the metabolic potential of previously uncultured microorganisms. In a previous work, a metagenomic fosmid library derived from aerobic and anaerobic petroleum enrichments were constructed and screened for the detection of microbial growth on hexadecane as sole carbon source. In this study, the biodegradation abilities on hexadecane and phenanthrene of selected clones were analyzed using Gas Chromatography - Mass Spectroscopy (GC-MS) and subsequent analyses aimed at the identification and characterization of metagenomic sequences responsible for the hydrocarbon biodegradation. The shotgun sequencing approach was used to determine the whole insert sequence of two fosmid clones showing different and relevant biodegradation capacities, FOS1A (91% hexadecane and 5% phenanthrene degradation) and FOS2B (98% hexadecane and 44% phenanthrene degradation). About 30 kb in sequence were assembled for the fosmid 1A and 37 kb for fosmid 2B, and 23 ORFs and 40 ORFs were recognized in each one, respectively. Putative proteins were identified by comparison of deduced aminoacid sequences. Several proteins involved in the degradation of different hydrocarbon compounds by aerobic and anaerobic pathways were found. The sequences coding these enzymes were not grouped together into complete clusters of degradation pathways similar to those already described in known hydrocarbon degrading bacteria. The metagenomic fragments contained only subsets of gene belonging to different pathways, showing novel gene arrangements. The results obtained in this study reinforce the potential of the metagenomic approach for the prospection and elucidation of new genes and pathways, contributing to a broader perspective of the biodegradation processes that take place in petroleum reservoirs / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CuadrosOrellana_Sara_D.pdf: 8786475 bytes, checksum: 37002d082a1fea19d88bc66b7dced99e (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O metabolismo de compostos aromáticos depende de fatores físico-químicos como temperatura, pH e salinidade, e é bem conhecido e caracterizado em microrganismos mesófilos e em condições ambientais moderadas. No entanto, pouco se conhece sobre o metabolismo desses compostos em ambientes hipersalinos. este trabalho, cinco ambientes hipersalinos foram analisados quanto à presença de arqueas halofílicas capazes de metabolizar compostos aromáticos: Salar de Uyuni (Bolívia), salinas de Cahuil (Chile), salinas de Cabo Rojo (Porto Rico), sabkhas da região do Golfo Pérsico (Arábia Saudita) e Mar Morto (Israel e Jordânia). A estratégia empregada para o enriquecimento e isolamento de arqueas halofílicas capazes de crescer em presença de compostos aromáticos foi bem sucedida. Foram isoladas 12 linhagens capazes de crescer em presença de 1 ,2--benzoantraceno (2 mM) e 44 linhagens capazes de crescer em presença de ácido p-hidroxibenzóico (10 mM) como única fonte de carbono e energia. O isolado MM 17, proveniente de uma amostra de água do Mar Morto, apresentou o melhor resultado de crescimento e foi capaz de degradar completamente os ácidos benzóico (10 mM) e p-hidroxibenzóico (10 mM) após 200 h de cultivo. As análises bioquímica e genética dos isolados, juntamente com a análise dos perfis de lipídeos polares, indicaram que as linhagens estudadas pertencem a pelo menos dois gêneros: Haloferax e Halobacterium. Foi determinada a secreção de uma proteína de alto peso molecular por Haloferax volcanii em resposta à presença de 2 mM 1 ,2-benzoantraceno no meio de cultivo. Com o objetivo de estudar o mecanismo de secreção protéica em haloarqueas, o qual não é completamente entendido_ foram realizadas a clonagem molecular dos genes secD e secY de Haloferax volcanii, a expressão heteróloga em Escherichia coli e a purificação dos produtos gênicos, além de uma tentativa preliminar de obtenção de anticorpos policlonais através da imunização de coelhos / Abstract: The metabolism of aromatic compounds depends on physical-chemical factors such as temperature, pH and salinity, and is well known and characterized in mesophilic microorganisms under mild environmental conditions. Little is known, however, about the metabolism of these compounds in highly saline environments. Here, five hypersaline sites were tested for the presence of halophilic archaea able to metabolize aromatic compounds: the Uyuni Salt Marsh (Bolivia), the crystallizer ponds in Cahuil (Chile), the crystallizer ponds in Cabo Rojo (Puerto Rico), the sabkhas in the Persian Gulf (Saudi Arabia) and the Dead Sea (Israel and Jordan). The strategy used for the enrichment and isolation of halophilic archaea able to grow in aromatic compounds was successful. Twelve strains able to grow in 1,2-benzoantracene (2 mM) and 44 strains able to grow in p-hydroxybenzoic acid (10 mM) as the sole carbon and energy source were isolated. Strain MM17, isolated from a Dead Sea water sample, showed the best growth and was able to degrade benzoic (10 mM) and p-hydroxybenzoic (10 mM) acids afier 200 h of cultivation. Biochemical and genetic analyses of the isolates, together with the analysis of polar lipid profiles, indicate that the strains belong to at least two different genera: Haloferax and Halobacterium. The secretion of a high molecular weight protein by Haloferax volcanii following cultivation in 2 mM 1,2-benzoantracene was observed. To study the mechanism of protein secretion in halophilic archaea, a process that is not completely understood, preliminary studies were conducted, which included cloning of secO and secY genes of Haloferax volcanii, their heterologous expression in Escherichia coli and the purification of the gene products. In addition, a preliminary attempt to obtain polyclonal antibodies through rabbit immunization was made / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Carlos Ricardo Soccol / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tagliari_CristianeVanessa_D.pdf: 4479697 bytes, checksum: 6be0c025bfea14b198b09f150c93d561 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Avanços na biotecnologia, principalmente na área de tecnologia enzimática e de fragmentações, oferecem oportunidades para a utilização econômica de resíduos agroindustriais. A casca obtida durante o processamento do café por via seca tem sido pouco empregada quando comparada com volume em que é gerada. Este resíduo poderia ser mais utilizado se compostos tóxicos como cafeína e taninos fossem removidos. Fungos filamentosos são capazes de assimilar cafeína e taninos de um meio sintético líquido ou de resíduos de café. Existem poucos trabalhos sobre a detoxificação da casca de café e esta nunca foi relatada com cepas de Rhizopus delemar. A via de degradação da cafeína por este microrganismo e as enzimas envolvidas neste processo também não estão descritas na literatura. O objetivo deste trabaJho foi agregar valor a casca de café por fennentação no estado sólido com R. delemar, investigar a via de degradação da cafeína e caracterizar as enzimas envolvidas neste bioprocesso. As condições de fermentação da casca de café por R. delemar foram otimizadas e os melhores níveis de detoxificação (86% de redução da cafeína e 60% de taninos) foram obtidos em frascos de Erlenmeyer com 75% de umidade inicial, 1O6esporos/g substrato seco, pH 6,5 e 28°C. A cinética do processo fermentativo foi conduzida no biorreator de colunas com as condições otimizadas previamente e indicou que o desenvolvimento do fungo filamentoso e a sua respiração foram relacionados com a degradação de cafeína e de açúcares totais presentes na casca de café. A fase exponencial de crescimento microbiano foi encontrada entre 3 e 5 dias, quando foi detectado máximo consumo de 02 e após a máxima produção das enzimas e degradação da cafeína. Valores máximos de atividade enzimática, 1,8 e 3,3 U/g s.s. para a cafeína e a teofilina demetilase respectivamente, foram obtidos após 2 dias de fermentação em frascos de Erlenmeyer. O extrato enzimático foi estável após estocagem a 2°C e o Km estimado, a temperatura e o pH ótimos foram respectivamente 150J.1M, 30°C e pH 6,5 para a cafeína demetilase e 180J.µM, 30°C e pH 7,4 para a teofilina demetilase. Os resultados mostraram boas perspectivas para a utilização de Rhizopus sp. em processos de detoxificação da casca de café e novas oportunidades poderão surgir para a utilização deste bioproduto e para a aplicação do extrato enzimático obtido neste processo / Abstract: Advances in biotechnology, mainly in the area of enzymes and fermentation technology, offer potential opportunities for economic utilization of agro-industrial residues. The coffee husk obtained during dry processing of coffee has been poorly utilized when compared with the produced volume. Removing the toxics compound as caffeine and tannin, this residue could be more utilized. Filamentous fungi are able to assimilate caffeine and tannins from liquid synthetic media or coffee residue. There are few works about coffee husk detoxification and it was never described with strains of Rhizopus delemar. The caffeine degradation pathway and the enzymes involved in this process have not been described in the literature to. The aim of this work was to improve the nutritive value of coffee husk by solid-state fermentation with R. delemar, to investigate the caffeine degradation pathway and to charactecize enzymes involved in this bioprocess. The conditions of coffee husk fermentation by R. delemar were optimized and the best detoxification levels (86% of caffeine and 60% of tannin reduction) were obtained in Erlenmeyer t1asks with 75% initial moisture, 1O6spores/g dry substrate, at pH 6.5 and 28°C. The kinetic of fermentative process was carried out in packed bed column bioreactor using the conditions previously optimized and showed that the development of filamentous fungi and its respiration was related with caffeine degradation and total sugars presents in coffee husk. The exponential phase of microbial growth was achieved between 3 and 5 days, when was detected maximal 02 consumption and after the maximum production of enzymes and caffeine degradation. The maximum activities, 1.8 and 3.3 U/g d.s. for caffeine and the ophylline demethylase respectively, were achieved at 2 days of fermentation in Erlenrneyer :flasks. The enzymatic extracts were stable after storage at 2°C and the Km estimated, the optimum temperature and pH were respectively 150J.1M, 30°C and pH 6.5 for caffeine demethy1ase and 180J.µM, 30°C and pH 7.4 for theophylline demethy1ase. The results showed good prospects of using Rhizopus sp. for the coffee husk detoxification and would open new opportunities for the utilization of this byproduct and for enzymatic extract application / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomaz_RoseMarryAraujoGondim_D.pdf: 4644251 bytes, checksum: 70dfbe58b4071cd1f724a85ce480e652 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Inicialmente, foi desenvolvido experimento em casa-de-vegetação com dois tipos de solo, arenoso e argiloso, com o objetivo de avaliar o efeito dos herbicidas diuron e pyrithiobacsodium-sodium na microbiota do solo. Doses de diuron e pyrithiobac-sodium de O, 1, 2, 4 e 8 vezes a dose recomendada para o campo foram aplicadas sobre plantas de algodão, cv IAC 23. Amostras de solos foram coletadas periodicamente para levantamento das populações de fungos, bactérias e actinomicetos, determinação do pH e seleção de fungos no solo com a mais alta dose dos herbicidas. Houve diferença entre a biota dos solos para ambos os herbicidas. A população de fungos e bactérias diminuiu com o acréscimo das doses aplicadas a de actinomicetos aumentou para o solo argiloso e reduziu para o arenoso quando se utilizou o diuron. Para o pyrithiobac-sodium ocorreu aumento da população de fungos, redução do número de bactérias e, em relação aos actinomicetos, a população diminuiu no solo arenoso com o aumento das doses. No solo argiloso, apenas na dose recomendada apresentou crescimento de actinomicetos, havendo redução com as demais doses. Os 106 fungos isolados foram utilizados em experimentos para seleção delinhagens resistentes a concentrações elevadas dos herbicidas, utilizando meio sólido suplementado com concentrações crescentes dos herbicidas especificados. Em paralelo, realizou-se a seleção com 24 linhagens de fungos basidiomicetos utilizando, também, meio sólido com elevadas doses dos herbicidas como fonte de carbono. No total, trezefungos foram selecionados (Pleurotus sp (BCCB 507), Pleurotus sp (CCB 068), Pleurotus sp 016, Agarucu.s campestris, Phanerochaete chrysosportum ATCC 24725 e os isolados de solo DP24e, DP240, DRPO2n, DRP02e, SPI6a, SRPI7g, SRP17c e SRP20e). Esses fungos foram incubados em meio liquido de minerais por três dias. Após os três dias, adicionouse 25 pg.mL-l de diuron ou 10 pg.mL-l de pyrithiobac-sodium ao frasco de cultura e incubou-se por 14 dias. As atividades ligninoliticas e porcentagem de degradação foram analisadas, quando se utilizou diuron como fonte de carbono, as linhagens Pleurotus sp (CCB 068) (85,63%), Pleurotus sp (BCCB 507) (64,30%), Pleurotus sp 016 (62,06%) e os isolados de solo SRP17c (71,08%), SRP17g (69,42%), e SRP20e (66,38%) apresentaram as mais altas porcentagens de degradação. Manganês-peroxidase foi a enzima predominante produzida por todas as linhagens. Quando se utilizou pyrithiobac-sodium, somente três linhagens foram capazes de degradá-lo: Pleurotus sp (CCB 068) (61,35%), Agaricus Campestris (37,86%) e Pleurotus sp (BCCB 507) (16,10%). A MnP foi também a enzima predominante. Considerando ambos os herbicidas, a linhagem Pleurotus sp (CCB 068) foi a melhor de todas as testadas. É importante mencionar que as mais altas atividades enzimáticas foram produzidas por essa linhagem, independentemente do herbicida. Com os resultados de degradação e de atividade enzimática mais expressivos, foram selecionadas quatro linhagens: Pleurotus sp (BCCB 507), SRP17 c, Pleurotus sp (CCB 068) e Ag. Campestris; nas três primeiras se utilizou diuron como fonte de carbono; e nas duas últimas, pyrithiobac-sodium. Esses fungos cresceram em concentrações diferentes de diuron (25 pg.mL-l e 35 pg.mL-l) e pyrithiobac-sodium (10 pg.mL-l 20 pg.mL-l), sendo incubados por 30 dias, determinando-se também a porcentagem de degradação. Quando se utilizou diuron, a mais alta porcentagem de degradação foi obtida no sobrenadante da linhagem SRP17c (35 pg.mL-l) (84,74%), seguida da linhagem SRP17c (25 pg.mL-l) (73,46%) e Pleurotus sp (CCB 068) (35 pg.mL-l) (55,11%). Para o pyrithiobac-sodium, a melhor porcentagem de degradação foi obtida no sobrenadante da linhagem Pleurotus sp (CCB 068) (20 pg.mL-l) (94,61%), seguido da linhagem Pleurotus sp (CCB 068)(10 pg.mL-l) (86,42%) e Ag. Campestris (10 pg.mL-l) (53,36%). De acordo com a identificação realizada para o fungo isolado de solo SRP 17 c, sugere-se que pertença ao gênero Rhizopus / Abstract: Pyrithiobac-sodium is a post-emergence herbicide for early application, registered for broadIeaves control in cotton crops. Diuron is a phenylurea used for weed control on non-crop areas and selectively on crops such as cotton, sugarcane, citrus and pineapple. At present, this herbicide is one of the IDOst used in Brazil. Experiments were carried out in green-house, in order to evaluate the effect of these two compounds on the soil biota. Such compounds were applied in O, 2, 4 and 8 times above the recommended rate, and cotton IAC 23 was used. Cotton was planted in sandy and c1ay soils. Soil samples were collected periodically, until 70 and 135 days after application for pyrithiobac-sodium and diuron, respectively. Counting of fungi, actinomycete and bacteria population was realized, and also sail pH variation and several fungi strains selective1y isolated from sail samples previous1y treated with the higher concentration of diuron and pyrithiobacsodium. The biota showed be different regarding the two soil types. To the sandy soil, the increase of pyrithiobac-sodium rate reduced the actinomycete population. To c1ay soil, on1y the recommended rate increased the number of actinomycete, with reduction for higher rates. In both soils the fungi population increased with the increase of the herbicide rate, occurring the opposite for the bacteria population. For the both of soils treated with diuron, the fungi and bacteria population reduced with the increase of the herbicide rate, and actinomycete population increased in the clay soil and was reduced in the sandy soil. The pH increased gradually during the time in both of the soils studied. A total of 106 strains were isolated, of which 8 were selected for furilier evaluation of potential pesticides degradation on the highest levels of these two compounds: DP24e, DP240, DRPO2n, DRP02e SPI6a, SRP 17c, SRP17g and SRP20e. Twenty-four ligninolytic white rot fungi were also used in the preliminary screen. A solid medium containing 1x, 10x or 100x of the pesticides dos ages indicated for fielding application was used as carbon sources. Five strains were selected: Pleurotus sp BCCB 507, Pleurotus sp CCB 068, Pleurotus sp. 016, Agaricus campestris, Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725. These fungi were groWD in liquid medium containing minerais and yeast extract for three days when 25 Jµg mL-1of diuron or 10 Jµg mL-1 of pyrithiobac-sodium were added in the culture flasks, and the cultivators were carried out for up to 14 days. Samples were collected and the supernatants were used for the determination of ligninolytic activities (by spectrophotometric assays) and degradation (by HPLC). When diuron was used, highest degradation were observed by the strains Pleurotus sp CCB 068 (85,63%), Pleurotus sp BCCB 507 (64,30%), Pleurotus sp.016 (62,06%), and the soil-isolated SRP17c (71,08%), SRP17g (69,42%) and SRP20e (66,38%). MnP was the predominant enzyme produced by alI strains. When Pyrithibac-sodium was used for as carbon source in the medium on1y three strains were able to degrade it: Pleurotus. sp. CCB 068 (61,35%),Ag. campestris (37,86%) and Pleurotus sp BCCB 507 (16,105%); MnP was a1so the predominant ligninolytic enzyme produced. A new selection of the best strains was carried out based on the levels of herbicides degradation, and also regarding the ligninolytic activities produced by the fungi. The four strains selected were cultivated for 3,6,9, 12, 15,20,25 and 30 days in the diuron (25 Jµg mL-1 e 35 Jµg roL-I) or pyrithiobac-sodium (10 Jµg mL-1 20 Jµg mL-1). Herbicides degradation measured by HPLC, varied with each strain. Highest degradation of diuron (84,74%) was detected by the strain SRP17c 35 J1g mL-1 followed by strain SRP17c 25 Jµg mL-1 (73,46%) and Pleurotus sp (CCB 068) 35 Jµg mL-1 (55,11%). The greatest degradation ofpiIythiobac-sodium (94,61%) was observed with Pleurotus sp (CCB 068) 20 Jµg mL-1 followed by strain Pleurotus sp (CCB 068) 10 Jµg mL-1(86,42%) and also for Ag. Campestris 10 Jµg roL-1 (53,36%). The strain identification SRP17c suggests that this strain belongs to the Rhizopus Class / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7922_1.pdf: 2006759 bytes, checksum: e658b40f8129b04ae2bab24568ef6746 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / As blendas poliméricas compostas por polímeros sintéticos e amido vêm ganhando importância na área de materiais por apresentarem boas propriedades e maior biodegradabilidade quando descartadas no meio ambiente. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade biodegradadora de uma cultura mista dos fungos Talaromyces wortmannii e Phanerochaete chrysosporium numa blenda biodegradável de polietileno de baixa densidade (PEBD)/Amido, com aplicação na indústria de embalagens. A princípio foi feita uma seleção do tipo de amido pela avaliação do crescimento dos microrganismos. Em seguida, a blenda foi obtida pela mistura de PEBD/Amido 80/20% m/m num reômetro HAAKE a temperatura de 140oC por 10 min. O material foi exposto à cultura mista por um período de 165 dias. Os níveis de biodegradação dos filmes foram caracterizados antes e após a inoculação dos fungos através de análises de variação de massa, calorimetria diferencial exploratória-DSC, microscopia eletrônica de varredura-SEM e determinação da resistência à tração na ruptura e alongamento. Ainda foi realizado um monitoramento da produção de CO2 no processo de biodegradação por 90 dias, e um estudo cinético do crescimento dos fungos em meio Sabouraud modificado com amido. Os resultados mostraram que o amido do tipo anfótero (Foxhead®5901) apresentou um bom desempenho como componente para esse tipo de blenda. O consumo crescente e gradativo da blenda como fonte de carbono alternativa ficou evidente no acompanhamento da produção de CO2. Houve um acréscimo na massa dos filmes após exposição aos fungos pela sua impregnação no material. As análises de DSC mostraram que a processabilidade do PEBD não foi alterada com a adição de amido. O material apresentou uma significativa perda em propriedades mecânicas após contato com os fungos que, segundo evidenciado na SEM, consumiram o amido presente na matriz polimérica, gerando vazios e permitindo uma reorganização de sua estrutura. O fungo Phanerochaete chrysosporium apresentou como parâmetros cinéticos μmáx (h-1) = 0,10 e KS (g/L) = 8,50, enquanto que o fungo Talaromyces wortmannii μmáx (h-1) = 0,04 e KS (g/L) = 0,18, mostrando o quanto pode variar o comportamento de duas espécies de fungos distintas crescendo sobre as mesmas condições

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8073_1.pdf: 2659564 bytes, checksum: 6e2f4304def2f3c82591ee59d6a90fc2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Os derramamentos de petróleo e de seus derivados causam danos consideráveis ao meio ambiente, estimulando o desenvolvimento de tecnologias para a recuperação de áreas contaminadas. O terminal portuário de Suape-PE tornou-se um dos mais importantes da América do Sul, movimentando vários petroderivados incluindo o óleo Diesel. Isto motivou a obtenção de um consórcio microbiano e o estudo do espalhamento do óleo Diesel em amostras de areia coletadas na praia de Suape. O enriquecimento da areia com o poluente permitiu a obtenção de um consórcio microbiano que foi utilizado nos experimentos em frascos agitados e em biorreator. Os resultados obtidos nesses dois processos mostraram que, o primeiro sistema, alcançou a densidade populacional de108 UFC/mL enquanto que, no segundo sistema, foi de 109 UFC/mL. As melhores condições de aeração e agitação do biorreator favoreceram uma maior disponibilidade de oxigênio, possibilitando um maior consumo do poluente pelos microrganismos. Verificou-se que o comportamento do pH foi semelhante em ambos os sistemas, decrescendo de 7,0 para 4,0. Isto nos leva a concluir que houve formação de ácidos orgânicos. Os valores da tensão superficial decresceram de 60mN/m para 30mN/m, revelando formação de substâncias tensoativas. Do consórcio microbiano foram isolados dez microrganismos, dos quais oito são bactérias pertencentes aos gêneros Pseudomonas sp. e Bacillus sp. e duas espécies de leveduras, Candida tropicalis e Candida lodderae. Os cromatogramas obtidos nos experimentos com e sem inoculação evidenciaram que o consórcio foi capaz de consumir a maior parte do poluente em vinte dias. Os resultados dos ensaios do espalhamento do óleo na areia sugerem um modelo matemático semelhante à equação de Langmuir

Várias técnicas são indicadas para a remediação de áreas contaminadas por combustíveis, incluindo procedimentos como biorremediação. O objetivo deste estudo foi avaliar a biodegradação da mistura B10 (diesel/biodiesel) em solo artificialmente contaminado através de estratégias de biorremediação como: atenuação natural, bioestimulação, bioaumentação com fungos nativos e exógenos e bioaumentação tardia (adição do inóculo composto por fungos nativos no 14˚dia). Foi realizado um ensaio preliminar de biorremediação, a partir do qual foram isolados fungos filamentosos, os quais foram selecionados quanto ao potencial degradador da mistura B10. Fungos isolados de tanques de armazenamento da mistura B5 foram igualmente selecionados. Posteriormente, foram avaliados dentro de um planejamento experimental fatorial 32, o pH e a temperatura ideal para o crescimento de cada isolado e realizadas curvas de crescimento em meio mineral, com 20 % da mistura B10. Avaliou-se por 30 dias o experimento de biorremediação em solo contaminado com B10 (50 g de hidrocarbonetos totais de petróleo.kg-1 solo). Foram estimadas as populações de heterotróficos totais e degradadores, degradação da mistura pela liberação de CO2 (respirometria) e pela concentração de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP) (cromatografia gasosa). O tratamento de bioestimulação, que apenas recebeu nutrientes, reduziu 31 % dos HTPs. Esses resultados demonstram que a microbiota autóctone, mesmo sem ter sido previamente exposta ao contaminante, diante de condições favoráveis, foi capaz de expressar capacidade degradativa. A bioaumentação tardia, apesar de ter apresentado percentual de degradação de HTP similar ao das bioaumentações convencionais foi a estratégia com maior percentual de degradação total de HTP (37 %). / Several techniques are suitable for remediation of areas contaminated by fuel, including procedures as bioremediation. The aim of this study was to evaluate the biodegradation of soil amended with the blend B10 (diesel/biodiesel) by bioremediation strategies such as natural attenuation, biostimulation, bioaugmentation with native fungi, bioaugmentation with exogenous fungi and late bioaugmentation (addition of inoculum composed by native fungi in the 14th day). A preliminary bioremediation assay was carried out in an amended soil, from which filamentous fungi were isolated and selected according to their degrading potential of the blend B10. Isolates from storage tanks of B5 blend were also selected. After the selection, pH and temperature for growth of each isolate were evaluated in a factorial experimental design. Growth curves were performed in mineral medium with 20% of the blend B10. The experiment of bioremediation in amended soil with the B10 blend (50g.kg-1 soil) was evaluated for 30 days. Total heterotrophic populations and degrading populations, degradation of the blend B10 by the release of CO2 (respirometry) and the concentration of total petroleum hydrocarbons (TPH) (gas chromatography) were monitorated. The treatment of biostimulation, which only received nutrients, reduced 31% of HTPs. This result demonstrates that the native micro-organisms, even without previously exposition to the contaminant, under favorable conditions, were able to express their degrading potential. The late bioaugmentation, despite having degradation percentage of HTP similar to that of conventional bioaugmentation, was the strategy with the highest percentage of total degradation of HTP (37%).