Produtos recalcitrantes como os bifenilos policlorados (PCBs) e hidrocarbonetos têm chamado a atenção de pesquisadores em diversas partes do mundo devido a sua persistência e efeitos nocivos ao meio ambiente e ao homem. O conhecimento da biodiversidade genotípica e fenotípica dos microrganismos degradadores de compostos xenobióticos é de grande importância para a compreensão dos aspectos ecológicos envolvidos na biodegradação microbiana; incluindo a dispersão geográfica das bactérias biodegradadoras que, pode também ser considerada e utilizada como modelo para a compreensão de padrões de distribuição geográfica de microrganismos autóctones do ambiente. Devido a presença destes compostos na Baía de Santos é de grande interesse o presente estudo da diversidade microbiana de isolados neste ambiente. Este trabalho visou investigar a ocorrência e diversidade de bactérias capazes de degradar PCBs e hidrocarbonetos nas amostras coletadas no estuário de Santos. Para o estudo destas amostras foram utilizadas técnicas tradicionais de cultivo e análise química de degradação de hidrocarbonetos e PCBs. Técnicas de biologia molecular também foram aplicadas para estudar os diferentes perfis genotípicos obtidos por BOX-PCR. Além disso, foi verificada a presença de genes catabólicos nestes microrganismos e também foi realizada a identificação dos mesmos através da técnica de seqüenciamento do gene 16SrRNA. Como resultado deste estudo, foram obtidos 61 isolados que foram submetidos à técnica de rep-PCR, empregando o iniciador BOX-A1R obtendo-se 30 amplificações com 28 padrões de bandas distintos. Esses isolados, foram então, testados para 6 genes catabólicos distintos, obtendo-se resultado positivo para os genes todC1 (tolueno), ndoB (naftaleno), xylE (xileno) e bphA (bifenilo). No entanto não foram observado genótipos distintos para as áreas afetadas. Nos testes de degradação foram obtidos 12 isolados degradadores de PCBs e 44 isolados degradadores de hidrocarbonetos. Nas análises de seqüenciamento do gene 16SrRNA, foram obtidos 11 gêneros distintos de bactérias, sendo que a maioria dos isolados se encontravam dentro do grupo filogenético de Proteobactéria na subdivisão Gama Proteobactéria. A partir dos resultados de degradação, da pesquisa dos genes catabólicos e dos parâmetros físico-químicos, foi possível observar que a área estudada apresenta um forte potencial para biorremediação com microrganismos autóctones degradadores de hidrocarbonetos e PCBs. / Recalcitrant compounds such as polychlorinated biphenyls (PCBs) and hydrocarbons have attracted researcher’s attention all over the world, because of their persistence and side effects to the environment and to the humanity. The knowledge of genotypic an phenotypic biodiversity of xenobiotic compound degrading-microorganisms is extremely important for the comprehension of ecological aspects involved in microbial biodegradation; including the biodegrading-bacteria geographic dispersion that may also consider and provide a model for the comprehension of the patterns of geographic distribution of autochthonous microorganisms in the environment. Because of the presence of these compounds in Santos Estuary, it is very important the present study of microbial diversity in this environment. The purpose of this work is to investigate the occurrence and the bacterial diversity that are able to degrade PCBs and hydrocarbons in samples of the Santos Estuary. For that, samples were collected and analyzed using traditional techniques of culturing and chemical analyses of PCBs and hydrocarbons biodegradation. Molecular Biology techniques were also used to determine the presence of catabolic genes, to study the different genotypic patterns of BOX-PCR and to identify the microorganisms. As a result, 61 isolates were obtained, and then they were amplified with the BOX-PCR primer resulting in 30 amplicons with 28 different band patterns. These isolates were then tested for 6 distinct catabolic genes with positive results for the todC1 (toluene), ndoB (naphthalene), xylE (xylene) and bphA (biphenyl) genes. In the degradation tests, 12 PCBs degrading-isolates and 44 hydrocarbons degrading-isolates were obtained. As a result of the identification, was obtained 11 different genera of bacteria. Besides, most of the microorganisms belonged to the Gamma Proteobacteria subdivision. As a conclusion of these results and from the chemical and physical parameters studied in this work, was possible to notice that the studied area presents a noticeable potential for bioremediation with hydrocarbons and PCBs autochthonous degrading-microorganisms.

O lodo gerado nas estações de tratamento de água (ETA) possui muitos elementos químicos provenientes dos sólidos em suspensão e dos produtos adicionados durante o processo de tratamento da água. A vinhaça é um resíduo originado da destilação do álcool etílico que apresenta alta BDO, BQO, turbidez, condutividade, alta concentração de sólidos, açúcares e compostos fenólicos. Fungos do gênero Pleurotus são organismos decompositores que por meio de vários mecanismos são capazes de crescer e degradar compostos de composição complexa, presentes nos poluentes ambientais. O presente estudo objetiva avaliar os efeitos proporcionados pelo tratamento por fungos do gênero Pleurotus em uma mistura de lodo de ETA, vinhaça e bagaço de cana-de-açúcar e posteriormente aplicada como aditivo agrícola no plantio de milho e girassol. Foram realizadas análises físicas e químicas do lodo e da vinhaça assim como testes toxicológicos, com organismos padronizados, dos resíduos separadamente e da mistura antes e depois do tratamento fúngico. As plantas foram analisadas quanto às biomassas frescas e secas, o comprimento radicular e da parte aérea e quantificados os elementos químicos por ICP OES. Os resultados caracterizaram o lodo como argiloso, com alta concentração de Fe e Mn e a vinhaça com alta BDO, BQO, turbidez, condutividade, alta concentração de sólidos, açúcares, sulfato, fosfato, K, Ca e Mg. O desenvolvimento de Pleurotus na mistura de resíduos incorporada ao bagaço proporcionou um aumento nas variáveis: taxa germinativa dos cultivares, biomassa fresca e desenvolvimento radicular e aéreo significativo e maiores que o controle, em plântulas avaliadas aos de 30 dias de crescimento. Os elementos se concentraram nas raízes de ambas as culturas com 30 dias de desenvolvimento em misturas tratadas com P. ostreatus, sendo Al, Fe, Ca, K e SO4- os mais concentrados e na parte aérea foram K, Ca e SO4-. Os testes de toxicidade mostram que a toxicidade da vinhaça e do lodo foi maior do que a toxicidade da mistura. A toxicidade da mistura após o crescimento de Pleurotus foi menor do que a toxicidade da mistura sem o crescimento fúngico. / The sludge generated in the water treatment plant (WTP) has many chemicals from the suspended solids and from the products added during the water treatment process. The vinasse is a waste originated from the distillation of ethyl alcohol characterized by high values of BOD, COD, turbidity, conductivity, solids, sugars and phenolic compounds. Fungi of the genus Pleurotus are decomposers organisms that through various mechanisms are able to grow and degrade compounds of complex composition, present in environmental pollutants. This study aims to evaluate the effects given by the treatment by fungi of the genus Pleurotus to a mixture of water treatment plant sludge, vinasse and bagasse from sugar cane and later applied as an agriculture additive for corn and sunflower crops. Physical and chemical analysis of the sludge and vinasse as well as standard toxicological tests concerning the waste itself and of the mixed before and after fungal treatment were performed. Plants were analyzed for fresh and dry biomass, root and shoot and chemical elements were quantified by ICP OES. Results showed that the sludge is silty clayey with high concentrations of Fe and Mn; vinasse, on the other way, was found to present high levels of BOD, COD, turbidity, conductivity, solids, sugars, sulfate, phosphate, K, Ca and Mg. Evaluating seedling at 30 days of growth, the development of Pleurotus incorporated in the mixture of the crushed waste caused an increase on the following parameters: cultivars germination rate, fresh biomass and the mean root and shoot development larger than the control. On both cultures 30 days old and treated by P. ostreatus, elements were shown to be concentrated on the roots being Al, Fe, Ca, K and SO4- the most concentrated. On the shoots, the most common elements were K, Ca and SO4-. The toxicity tests showed that the toxicity of the vinasse and of the sludge, singly, was greater than the toxicity of the mixture. The toxicity of the mixture after the growth of Pleurotus was lower than the toxicity of the mixture without fungal growth.

O descarte inadequado de embalagens poliméricas tem gerado uma grande preocupação mundial. O alto consumo, atrelado ao curto tempo de uso dessas embalagens tem ocasionado um grande passivo ambiental. Diferentemente dos usuais polímeros empregados para este propósito, o poli(ácido lático) ou PLA é de fonte renovável e pode ser degradado no meio ambiente por ação de microrganismos como bactérias e fungos. Possui grande potencial para produzir sustentavelmente novos tipos de embalagens que sejam ambientalmente amigáveis. No entanto, para isso é preciso modificar algumas propriedades mecânicas para satisfazer sua aplicação, como a ductilidade e tenacidade. Uma boa alternativa para superar essas limitações é misturá-lo mecanicamente a um segundo polímero, produzindo blendas com propriedades melhoradas. Neste trabalho foram preparadas blendas poliméricas entre o PLA e o copolímero aleatório poli[(etileno)-co-(acetato de vinila)] (EVA), com teores de acetado de vinila (VA) de 65% (EVA65) e 90% (EVA90). As blendas foram preparadas por extrusão em dupla rosca co-rotacional interpenetrante. A morfologia e miscibilidade das blendas PLA/EVA foram estudadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termodinâmico-mecânica (DMTA). As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração, flexão em três pontos e resistência ao impacto Izod com entalhe. A influência do teor de VA na biodegradabilidade do PLA foi avaliada por perda de massa e por propriedades mecânicas em tração dos corpos de prova que foram submetidos ao teste de biodegradação em solo e ficaram enterrados por 0, 30, 90, 120 e 150 dias. As curvas DSC e os resultados de DMA mostram que as blendas PLA/EVA90 apresentam uma única temperatura de transição vítrea (Tg), sendo, portanto, miscíveis. Entretanto, as blendas PLA/EVA65 apresentam duas Tg e nítida separação de fases comprovando que são imiscíveis em todas as frações testadas. Mudanças como deslocamento da temperatura de cristalização do PLA são influenciados pelo aumento do teor de EVA nas blendas. Todas as blendas apresentam melhora nos resultados de flexibilidade e deformação na ruptura, destaque para amostra contendo 20% de EVA65 onde a deformação na ruptura foi 350% maior que o PLA puro. A resistência ao impacto da blenda contendo 30% de EVA65 representou um aumento na tenacidade aproximadamente 2400% em relação ao valor obtido pelo PLA puro. A taxa de biodegradação do PLA foi reduzida com o aumento do teor de EVA nas blendas. Blendas com EVA90 obtiveram maiores perdas de massa que as equivalentes contendo EVA65, revelando também a influência da miscibilidade na taxa de biodegradação do PLA. No entanto, ao final de 180 dias todos os corpos de provas sofreram variação negativa da massa, ou seja, foram biodegradados no solo. / The inadequate disposal of packaging materials has led to a major worldwide concern. The high consumption, together with the short usage time of packaging materials, has created a serious environmental issue. Unlike conventional polymers, poly(lactic acid) or PLA comes from a renewable source and can be degraded by microorganisms (e.g., bacteria and fungi) in the environment. PLA has a great potential for the sustainable development of environmentally friendly materials intended for packaging applications. To do so, however, some of its mechanical properties (e.g., ductility and toughness) must be modified to meet the technical requirement for such applications. A feasible alternative of overcoming these limitations is mechanically blending PLA with a second polymer, producing blends featuring improved properties. In this study, we prepared polymer blends by mixing PLA and the random copolymer poly[(ethylene)-co-(vinyl acetate)] (EVA) comprising vinyl acetate (VA) contents of 65% (EVA65) and 90% (EVA90). The blends were prepared through interpenetrating co-rotating twin screw extrusion. PLA/EVA blend morphology and miscibility were investigated through scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and dynamic thermomechanical analysis (DMTA). Mechanical properties were determined through tensile, three-point bending, and notched Izod impact strength tests. The influence of VA content on PLA biodegradability was assessed by weight loss measurements as well as tensile tests in specimens submitted to biodegradation in soil, wherein they remained covered for 0, 30, 90, 120, and 150 days. DSC curves and DMTA data showed that the PLA/EVA90 blends presented a single glass transition temperature (Tg), indicating miscibility. On the other hand, the PLA/EVA65 blends presented two Tg as well as marked phase separation, corroborating the immiscibility of all tested fractions. Shifts on the crystallization temperature of PLA are influenced by increased EVA contents in the blends. All blends showed improved flexibility and deformation at break, particularly that comprising 20% EVA65, which presented an elongation at break 350% higher than pristine PLA. The impact strength of the blend comprising 30% EVA65 evidenced a ca. 2400% increase in toughness in comparison with pure PLA. PLA biodegradation rate was reduced by increased EVA contents. EVA90-containing blends displayed greater weight losses than their EVA65-containing counterparts, also revealing the influence of miscibility on PLA biodegradation rate. Nevertheless, after 180 days, all specimens presented weight loss, that is, were biodegraded in soil.

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Nelson Eduardo Duran Caballero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T06:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordi_Livia_M.pdf: 21857462 bytes, checksum: 3e42c7ea2ad32da6e7427d4169ca05d6 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Imensurável é a quantidade de resíduos plásticos descartados no meio ambiente e o crescente desequilíbrio do mesmo. Esta situação leva ao desenvolvimento de novas formulações plásticas que sejam resistentes e funcionais enquanto em uso, mas que após o período de interesse sejam degradados no menor período de tempo possível. Com o intuito de minimizarmos as quantidades de polímeros descartados no meio ambiente, dentro de uma perspectiva de desenvolvimento sustentável e diminuindo a poluição ambiental, estudamos a aplicação de fungos e bactérias isolados de solo para reduzir o tempo de degradação de polímeros considerados biodegradáveis. Para isto, foi preparada e caracterizada uma blenda composta por Poli (e- caprolactona) e Amido de milho adipatado e também um compósito de Poli (e- caprolactona), Amido de milho adipatado e pó de fibra de coco, visando assim obter um material com alta taxa de biodegradação. A caracterização e o acompanhamento da biodegradação do filme de PCL, da blenda PCL/amido e do compósito PCL/amido/fibra de coco foi feita por Análise Visual, Perda de Massa, Espectroscopia no Infra-Vermelho Próximo (NIR), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Análise de Componentes Principais (PCA). Os resultados obtidos pela biodegradação promovida por bactérias extraídas de solo foram de 54% de perda de massa para a blenda de PCL/amido e de 47% para o filme de PCL em 100 dias. A taxa de biodegradação para o PCL, independente do fungo utilizado é muito baixa para o período de 60 dias, não superando os 5% de perda de massa. O fungo F. moniliforme reduziu a massa da blenda PCL/amido em 22,5% no mesmo período em que a espécie F. oxysporum não apresentou mais que 10% de perda de massa para o mesmo material. Para a biodegradação dos compósitos PCL/amido/fibra de coco os resultados de perda de massa indicam que o aumento da porcentagem de fibra de coco leva a um aumento da biodegradação. / Abstract: Hugh amount of plastic waste is discarded in the environment causing a growing imbalance. This situation leads to the development of new resistant and functional plastic materials to last during their useful life and biodegrade after it, in a short period of time. In order to minimize the quantity of polymers discarded in the environment, within a perspective of sustainable development and reducing environmental pollution, we studied the application of fungi and bacteria isolated from soil to reduce the time of degradation of polymers considered biodegradable. For this, a blend composed of Poly (e-caprolactone) and maize starch adipate and also a composite of Poly (e-caprolactone/maize starch adipate/powder fibers from coconut has been prepared and characterized, seeking thereby to obtain a material with a high rate of biodegradation. The characterization and monitoring of the degradation of the PCL film, the PCL/starch blend and the composite PCL/starch/coconut fiber was made by Visual Analysis, Mass Loss, Near Infra-Red Spectroscopy(NIR), Thermogravimetric analysis (TGA ), Electronic Scanning Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and Principal Components Analysis (PCA). The results obtained in 100 days for the biodegradation promoted by bacteria isolated from soil were 54% of weight loss for PCL/starch blend and 47% of weight loss for PCL film. The rate of biodegradation for the PCL, regardless of the fungus used is very low for the period of 60 days, not exceeding 5% of the weight loss. The fungus F. Moniliforme reduced the mass of PCL / starch blend to 22.5% in the same period in which the species F. oxysporum not presented more than 10% of weight loss for the same material. For the biodegradation of PCL / starch / coconut fiber composites, the results of weight loss indicate that the increase in the percentage of coconut fiber leads to an increase in the degradation rate. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:13:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonfa_MaricyRaquelLindenbah_D.pdf: 5807785 bytes, checksum: b4f94770b01f8f31db2f4d56cebf3005 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os microrganismos halofilicos sao aqueles capazes de viver em ambientes salinos. Dentre eles encontram-se, por exemplo, as bacterias halofilicas e as haloarqueias. Estas duas classes de organismos foram o objeto de estudo deste projeto. Estes microrganismos foram testados quanto a habilidade de degradacao de compostos monoaromaticos e poliaromaticos. A capacidade de degradacao destes compostos por microrganismos halofilicos e de extrema importancia ja que ambientes salinos estao sujeitos a contaminacoes por compostos toxicos, alem de muitos efluentes industriais, como por exemplo, a agua de producao de petroleo, possuir alta salinidade. As linhagens de haloarqueias testadas apresentaram a capacidade de crescer e degradar acidos aromaticos como unica fonte de carbono e energia. A degradacao foi menor em presenca de 0,05% de extrato de levedura. Estas mesmas linhagens tambem apresentaram a capacidade de degradar HAP em presenca de 0,05% de extrato de levedura. Foram utilizados primers para a amplificacao de genes que sintetizam catecol 1,2-dioxigenase, protocatecuato 3,4-dioxigenase e gentisato 1,2-dioxigenase. Somente a linhagem Halococcus morhuaea apresentou o gene da gentisato 1,2-dioxigenase. As haloarqueias estudadas foram identificadas atraves da amplificacao e sequenciamento do gene RNAr 16S e foram identificadas como pertencentes ao genero Haloferax. Foram isoladas 7 linhagens de haloarqueias a partir de coletas realizadas no Brasil (Nossa Senhora do Socorro-SE e Arraial do Cabo-RJ), uma delas foi identificada como Halosarcina pallida. Duas linhagens de bactérias halofilicas foram isoladas em meio contendo 3 mM de fenol como unica fonte de carbono e energia, a linhagem HU que foi isolada de uma regiao salina contaminada em Huelva-Espanha e outra linhagem AP isolada a partir de agua de producao de petroleo (Petrobras/Sao Sebastiao-SP). Estas foram identificadas como Modicisalibacter tunisiensis e Arhodomonas aquaeolei, respectivamente. As duas linhagens alem de Halomonas organivorans demonstraram a capacidade de degradar fenol. Monodicisalibacter tunisiensis degradou 3 mM de fenol apos 72 horas. Nas tres linhagens foram encontrados os genes de degradacao das enzimas catecol 1,2-dioxigenase e protocatecuato 3,4- dioxigenase. Todas as linhagens de haloarqueias e bacterias halofilicas foram utilizadas para a biorremediacao da agua de producao de petroleo e reduziram a DQO deste efluente. A linhagem AA31 promoveu a maior reducao da DQO do efluente bruto (87,47%) dentre as haloarqueias. Já entre as bacterias H. organivorans promoveu a maior reducao da DQO deste efluente (89,5%). Estes resultados demonstram o grande potencial de degradacao de compostos aromaticos pelas linhagens estudadas, assim como para a biorremediacao da agua de producao de petroleo / Abstract: The halophilic microorganisms are those able to live in saline environments. Among them are, for example, halophilic bacteria and haloarchaea. These two classes of organisms have been the aim of study of this Project. These microorganisms were tested for their ability to degrade monoaromatic and polyaromatic compounds. The capacity of degradation of these compounds by halophilic microorganisms is extremely important because saline environments are subject to contamination by toxic compounds, and many industrial effluents, such as the wastewater of oil production have high salinity. The strains of haloarchaea tested here were able to grow and degrade aromatic acids as sole source of carbon and energy. There was a decrease in the degradation when 0.05% of yeast extract was added. These same strains were also able to degrade PAHs in the presence of 0.05% of yeast extract. Primers were used for the amplification of genes that synthesize catechol 1,2-dioxygenase, protocatecuate 3,4-dioxygenase and gentisate 1,2-dioxygenase. Halococcus morhuaea was the only strain showing the gene for gentisate 1,2-dioxigenase. The haloarchaea strains were identified by amplification and sequencing of the 16S rRNA gene and were identified as belonging to the genus Haloferax. Seven haloarchaea strains were isolated from samples collected in Brazil (Nossa Senhora do Socorro-SE and Arraial do Cabo-RJ), one of them was identified as Halosarcina pallida. Two halophilic bacterial strains were isolated in medium containing 3 mM phenol as the sole source of carbon and energy, strain HU, which was isolated from a contaminated region of salt marsh in Huelva, Spain and strain AP isolated from wastewater from oil production (Petrobras / Sao Sebastiao-SP). These two strains were identified as Modicisalibacter tunisiensis and Arhodomonas aquaeolei, respectively. The two strains and Halomonas organivorans demonstrated the ability to degrade phenol. HU degraded 3 mM of phenol after 72 hours. These three strains have the genes for the enzyme catechol 1,2-dixiogenase and protocatecuato 3,4-dioxygenase. All the halophilic bacteria and haloarchaea strains were used for bioremediation of water from oil production and reduced the COD of effluent. Among the haloarchaea, strain AA31 promoted the highest reduction of COD present in the natural effluent (87.47%). Among the bacteria H. organivorans promoted the highest reduction of COD of the effluent (89.5%). These results demonstrate the great potential for degradation of aromatic compounds by the strains studied, as well as for the bioremediation of water produced during oil production / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-03T14:31:10Z No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:36:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) Previous issue date: 2009-04-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A atrazina é um herbicida muito utilizado em culturas de grande expressão econômica como o milho e a cana-de-açúcar. Entretanto, sua ampla utilização pode provocar o acúmulo deste herbicida, ou ainda dos seus derivados de degradação, em matrizes ambientais, tais como solo e água. O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de metodologias para a análise de atrazina e derivados por eletroforese capilar (EC) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e aplicação destas metodologias na detecção e quantificação destes compostos na degradação da atrazina pelo fungo Pleurotus ostreatus. As melhores condições cromatográficas para análise de atrazina, simazina e propazina por CLAE foram obtidas utilizando como fase móvel ACN/H2O 30/70 (v/v%), coluna analítica C18 150 x 4,6 mm 5 µm, fluxo de 1 mL/min, temperatura de 25 °C e detecção em 221nm. Antecedendo as análises por CLAE foram realizadas extrações liquido-liquido com acetato de etila. A análise de atrazina, desetilatrazina (DEA), deisoprilatrazina (DIA), hidroxiatrazina (HA), desetildeisopropilatrazina (DEDIA), desetilhidroxiatrazina (DEHA) e deisopropilhidroxiatrazina (DIHA) foi realizada por EC em meio não aquoso. O eletrólito consistiu de Tris-HCl 100 mmol/L em ACN/MeOH 50/50 (v/v%), com comprimento total do capilar de 48,5 cm (comprimento efetivo 40 cm), 25 °C, +20 kV, 50 mbar/1s, detecção em 221 nm e tempo de análise de 9 min. Apesar de ocorrer a coeluição de três compostos nesta separação (HÁ, DEHA, DEDIA), o curto tempo de análise e uso de pequenos volume de solvente orgânico faz com que o método seja utilizado de forma qualitativa na análise de atrazina e seus produtos de degradação, indicando os possíveis compostos presentes. A análise destes compostos por CLAE foi realizada utilizando-se como fase móvel ACN/Tampão fosfato de sódio 5 mmol/L pH 7,2 em um gradiente de eluição, com um fluxo de 1 mL/min, temperatura de 25 °C, em 221 nm. Apesar do tempo de análise elevado (70 min), esta metodologia permite a quantificação de todas as triazinas estudadas. Portanto as duas técnicas desenvolvidas podem ser utilizadas em conjunto, já que a identificação dos compostos pode ser realizada por CE sem utilizar grandes volumes de solventes orgânicos em um curto intervalo de tempo, e sua quantificação pode ser realizada por CLAE. A degradação promovida por P. ostreatus num período de 15 dias, gerou majoritariamente o derivado DEA. A formação deste composto foi observada por CLAE e confirmada por CG-MS, ratificando que as metodologias desenvolvidas no presente trabalho podem ser utilizadas em matrizes aquosas complexas, apesar de possuírem LODs superiores aos determinados pela legislação. / Atrazine is an herbicide widely used on crops of major economic relevance as corn and sugar cane. The widespread use of this herbicide can cause its accumulation or contamination of environmental matrices. In addition, the degradation products of atrazine also deserve attention. This study aims to develop methodology for the analysis of atrazine and its derivatives by capillary electrophoresis (CE) and high performance liquid chromatography (HPLC). Both methodologies developed during the present work, HPLC and CE, were applied to the detection and quantification of atrazine and its degradation products after treatment using the white-rot fungus Pleurotus ostreatus. The best chromatographic conditions for atrazine, simazine and propazine analysis by HPLC were obtained using as mobile phase ACN/H2O 30/70 (v/v%), with analytical column C18 (150 X 4.6 mm 5µm), flow of 1 mL/min, temperature at 25 °C and detection at 221 nm . Liquid-liquid extractions with ethyl acetate were performed before the HPLC analyses. Analysis of atrazine, desetilatrazina (DEA), deisoprilatrazina (DIA), hidroxiatrazina (HA), desetildeisopropilatrazina (DEDIA), desetilhidroxiatrazina (DEHA) and deisopropilhidroxiatrazina (DIHA) was performed by CE in a nonaqueous medium (NACE) . The electrolyte consisted of Tris-HCl 100 mmol/L in ACN / MeOH 50/50 (v/v%) with total capillary length of 48.5 cm (effective length of 40 cm) Experimental conditions were: cartridge temperature at 25 ° C, voltage applied of +20 kV, injection of 50 mbar.1s, detection at 221 nm and the analysis time of 9 min. Despite the co-elution of three compounds (HA, DEHA, DEDIA), due to the short time of analysis and the use of small quantity of organic solvent, the method is very useful for the screening of atrazine and its degradation products. The HPLC analysis of these compounds was performed using as mobile phase ACN / sodium phosphate buffer 5 mmol/L (pH 7.2) under gradient elution mode, flow of 1 mL/min, temperature at 25 ° C and wavelength at 221 nm. Although the long time required for the analysis (70 min), the methodology allows the quantification of all triazines compounds studied. Therefore, the two methodologies developed can be used in a complementary way, since that the compounds identification can be performed by CE without using large volumes of organic solvents in a short time analysis; and their quantification can be performed by HPLC. The degradation promoted by P. ostreatus during a period of 15 days generated predominantly the DEA derivative. The degradation product obtained was detected by HPLC and confirmed by GC-MS, supporting that the methodologies developed in this work can be used in complex aqueous matrices, successfully.

Orientador: Valéria Maia Merzel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:04:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verde_LeandroCostaLima_D.pdf: 7821596 bytes, checksum: b0f165c3b35ff62438f4e8f59035eb82 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O processo de biodegradação do petróleo em reservatórios pode resultar em mudanças na composição e propriedades físico-químicas de óleos brutos e gases naturais, as quais levam à diminuição do teor de hidrocarbonetos saturados, produzindo óleos mais pesados e com baixo valor econômico. O uso combinado de técnicas dependentes e independentes de cultivo pode nos permitir um melhor entendimento acerca da comunidade de micro-organismos que habita os reservatórios de petróleo, incluindo aqueles responsáveis por esta biodegradação. O conhecimento sobre a composição microbiana, suas funções e interações com outros micro-organismos e com o ambiente pode levar à definição de estratégias de monitoramento e/ou controle da biodegradação em reservatórios. Este estudo teve como finalidade avaliar a diversidade de micro-organismos e genes envolvidos na degradação de hidrocarbonetos presentes em amostras de petróleo provenientes de dois poços terrestres da Bacia Potiguar (RN), identificados como GMR75 (poço biodegradado) e PTS1 (poço não-biodegradado), através da construção de bibliotecas de genes catabólicos (alcano monooxigenases - alk, dioxigenases que hidroxilam anéis aromáticos ¿ ARHDs e 6-oxocyclohex-1-ene-1-carbonyl-CoA hidroxilase - bamA) e sequenciamento em larga escala de metagenoma e metatranscriptoma de enriquecimentos microbianos aeróbios. Os resultados obervados mostraram uma distribuição diferencial dos genes catabólicos entre os reservatórios, sendo o óleo biodegradado mais diverso para os genes alk e bamA. As sequências foram semelhantes aos genes alkB dos gêneros Geobacillus, Acinetobacter e Streptomyces, aos genes ARHD dos gêneros Pseudomonas e Burkholderia, e aos genes bamA do gênero Syntrophus. A análise quantitativa dos genes catabólicos de degradação de hidrocarbonetos presentes e expressos nos enriquecimentos microbianos em diferentes etapas da biodegradação do óleo, através de PCR Tempo Real, demonstrou maior atividade do gene que codifica a enzima dioxigenase nas comunidades microbianas enriquecidas, e os resultados obtidos pela técnica de microarray sugeriram a existência de novas sequências dos genes alk e ARHD provindas do reservatório de petróleo. As análises das sequências obtidas a partir do metagenoma e metatranscriptoma mostraram que a comunidade bacteriana recuperada no enriquecimento aeróbio é bastante diversa, com predominância do Filo Actinobacteria, seguido de Proteobacteria. As sequências com maior abundância e níveis de expressão foram relacionadas aos genes que codificam as proteínas ligase CoA de ácido graxo de cadeia longa, envolvida na degradação de compostos aromáticos; descarboxilase, envolvida com o ciclo do glioxilato, e o fator sigma da RNA polimerase, envolvida com a regulação da resposta ao estresse oxidativo, sugerindo uma adaptação da comunidade microbiana às condições do enriquecimento e um processo inicial de biodegradação dos hidrocarbonetos. Os resultados obtidos neste trabalho fornecem dados inéditos sobre a diversidade de genes catabólicos e de membros da comunidade microbiana potencialmente envolvidos com a degradação do óleo em reservatórios de petróleo / Abstract: The process of oil biodegradation in reservoirs may result in changes in the composition and physico-chemical properties of crude oils and natural gases, which lead to the decrease of the content of saturated hydrocarbons, producing heavy oils and with low economic value. The combined use of both dependent and independet cultivation techniques may allow us to better understand the microbial community inhabiting oil reservoirs, including those microorganisms responsible for oil degradation. The knowledge about the microorganisms, ther functions and interactions with other microorganisms and the environment may lead to the definition of monitoring and/or control strategies of biodegradation in oil reservoirs. This study aimed at evaluating the diversity of microorganisms and genes involved in the degradation of hydrocarbons present in oil samples from two onshore reservoirs at Potiguar Basin (RN), identified as GMR75 (biodegraded) and PTS1 (non- biodegraded), through the construction of catabolic gene libraries (alkane monooxygenases - alk, aromatic ring hydroxylating dioxygenases ¿ ARHD and 6-oxocyclohex-1-ene-1-carbonyl-CoA hydroxylase - bamA) and highthroughput sequencing of metagenome and metatranscriptome from aerobic microbial enrichments. Results observed showed a differential distribution of catabolic genes between the reservoirs, being the biodegraded oil more diverse for the alk and bamA genes. The sequences were similar to alkB genes from Geobacillus, Acinetobacter and Streptomyces genera, to the ARHD genes from Pseudomonas and Burkholderia genera, and to the bamA genes from Syntrophus genus. Quantitative analysis of the hydrocarbon degradation genes present and expressed in the microbial enrichments during the different phases of oil biodegradation by Real-Time PCR showed that there was a higher activity of dioxygenase enzymes in the enriched microbial communities and results from microarray assays suggested the existence of new alk and ARHD gene sequences originated from the oil reservoir. Metagenomic and metatranscriptomic analyses showed a highly diverse bacterial community, dominated by the Phylum Actinobacteria, followed by Proteobacteria. The most abundant and active sequences were affiliated to the Long-chain-fatty-acid-CoA ligase protein, involved in the degradation of aromatic compounds; decarboxylase, which is involved with the glyoxylate cycle, and RNA polymerase sigma factor, which is involved in regulating the oxidative stress response, suggesting an adaptation of the microbial community to the enrichment conditions and an initial process of biodegradation of hydrocarbon compounds. The results obtained in this work bring innovative data on the diversity of catabolic genes and microbial community members potentially involved with oil degradation in petroleum reservoirs / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Antonio Ludovico Beraldo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsuoka_JessicaHarue_M.pdf: 8291603 bytes, checksum: 8efcc65849d53bfd555a92bc8450b072 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O bambu apresenta inúmeras características que o qualificam como um material versátil e que há milhares de anos vem servindo como matéria-prima para diversos fins, fazendo parte da história e da cultura de muitos povos. Muitas pesquisas vêm sendo realizadas acerca da utilização do bambu em setores diversos como da construção civil, movelaria e produção de celulose, visando à promoção de um desenvolvimento mais sustentável. Por se tratar de um recurso renovável, o uso do bambu tem o potencial de minimizar os impactos negativos ao meio ambiente e reduzir os custos da produção, além de apresentar excelentes propriedades físico-mecânicas. Dentre as espécies cultivadas no Brasil, o bambu gigante (Dendrocalamus giganteus Munro), de origem asiática, destaca-se na utilização para construção civil, em aplicações estruturais, arquitetônicas e em movelaria. No entanto, a baixa resistência natural da maioria das espécies ao ataque de organismos xilófagos é ainda uma das principais limitações ao seu uso, implicando em graves prejuízos econômicos. Por este motivo, muitos tratamentos preservativos vêm sendo desenvolvidos, com o intuito de prolongar a vida útil do bambu e aumentar sua resistência contra os agentes deterioradores. Este trabalho teve como objetivo identificar os principais gêneros de fungos deterioradores de bambu e desenvolver um método de tratamento preservativo que fosse eficiente no controle da deterioração do bambu por fungos e que minimizasse as características negativas inerentes aos tratamentos químicos ora existentes e ao impacto ambiental por eles causado. Desta forma, investigou-se a possibilidade de utilização do ácido pirolenhoso, produto obtido a partir do processo de carbonização de matéria vegetal. Foram testadas diversas concentrações e tempos de tratamento e realizados ensaios de apodrecimento acelerado em laboratório e ensaios não destrutivos e destrutivos para verificação da eficiência no controle à degradação por fungos. Os gêneros de fungos foram previamente isolados e identificados em ensaios de simulação de exposição em campo. Pela análise estatística dos resultados não houve diferença significativa entre os corpos-de-prova tratados e não tratados. Devido ao limitado período de 16 semanas de duração do ensaio, não foi possível avaliar a ação protetora do ácido pirolenhoso, nas concentrações e tempos de imersão utilizados, quanto à sua eficiência no tratamento preservativo das taliscas de bambu gigante contra deterioração por fungos / Abstract: Bamboo can be considered as a versatile material because of its many features and so it has been used for thousands of years serving as raw material to numerous uses, being part of many people's history and culture. Many researches have been conducted about bamboo uses in several areas, such as construction, furniture making and cellulose production, with the objective to promote a sustainable development, in which bamboo can substitute the conventional materials, especially wood. As bamboo is a renewable resource, it can reduce the negative impact to environment, minimize costs and also presents excellent physical and mechanical properties. There are many cultivated species in Brazil, such as the giant bamboo (Dendrocalamus giganteus Munro), an Asian specie that is largely used on construction, in structural and architectural applications and to furniture production. However, most species of bamboo has low natural resistance to the wood decay organisms, which still constitutes one of the major limitations to its use and can cause several economic damages. For this reason, many preservative treatments have been developing, aiming to increase bamboo life cycle and its resistance against decay agents. This work had as objective to identify the main genera of wood decaying fungi and develop an efficient preservative treatment method that controls fungal bamboo decay and minimize the negative features intrinsic to existing chemical treatment and the environmental impact caused by them as well. It was investigated the possibility of using a pyroligneous acid, which is obtained from the vegetal coal production process. Several concentrations and time of treatment were tested and specimens were submitted to an accelerated decay test in laboratory and non-destructive and destructive tests to verify the product efficiency against fungi decay. Fungi genera were previously isolated and identified through a test that simulated field exposure. The statistical analysis from the results indicated no significant difference between treated and non-treated specimens, however, due to the short period of 16 week of the essay, it wasn't possible to evaluate the protective activity of pyroligneous acid, for the concentrations and times of treatment applied to the strips, about its efficiency on preservative treatment against bamboo fungi decay / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Lucia Regina Durrant, Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_IvanJoseSantana_M.pdf: 1134875 bytes, checksum: 88af103bdbd26ade9ec5e063cbd582c5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: 17a-etinilestradiol (EE2), carbamazepina (CBZ) e ibuprofeno (IBU) são substâncias farmacêuticas muito utilizadas em todo o mundo e vêm sendo frequentemente detectadas em estações de tratamento de efluentes e em águas naturais em vários países, inclusive no Brasil. A grande preocupação da presença destes fármacos em quantidades residuais na água potável e nos ambientes aquáticos são os potenciais efeitos adversos para a saúde humana e animal. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial de fungos ligninolíticos e bactérias para degradar esses três compostos, individualmente. Linhagens de bactérias e fungos ligninolíticos foram crescidas em meio mineral com os fármacos, na presença ou ausência de glicose. Primeiramente, foi realizada uma seleção com o objetivo de escolher linhagens bacterianas e fúngicas com maior capacidade de degradação dessas drogas, avaliando a necessidade da presença de glicose para que a degradação ocorresse. As linhagens que apresentaram maior capacidade de degradar tais compostos foram selecionadas e, em seguida, foram realizados ensaios com o intuito de se otimizar o período de incubação, visando-se uma maior porcentagem de degradação no menor período de incubação possível. Posteriormente, foram realizadas análises de atividade das enzimas lacase, lignina peroxidase (LiP) e manganês peroxidase (MnP) produzidas pelos fungos selecionados e foi avaliada a participação dessas na degradação dos fármacos. A atuação das enzimas do Citocromo P450 na degradação dos fármacos foi avaliada por meio da adição de piperonil butóxido (PB), o qual inibe esse complexo enzimático. A toxicidade dos fármacos e seus metabólitos para a bactéria Vibrio fischeri também foram avaliadas. A quantificação dos fármacos em todas as amostras foi realizada por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. EE2 foi totalmente degradado por todos os fungos avaliados, sem a necessidade de glicose no meio de cultivo; no entanto, nenhuma das bactérias estudadas foi capaz de degradá-lo significativamente. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm linhagem P1 foi selecionado para os ensaios subsequentes. Após 6 dias, foi encontrada atividade de MnP igual a 5122,11 U.L-1. A lacase teve como atividade 307,69 U.L-1, valor encontrado após 4 dias de incubação. Não foi detectada atividade da enzima LiP em nenhum dos tempos analisados. Apesar da detecção de atividade dessas enzimas, elas não foram capazes de degradar o EE2 na ausência do micélio fúngico. Nos ensaios de toxicidade foi encontrada uma CE50 igual a 76% para o EE2 e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Trametes sp. linhagem BNI foi a selecionado para degradar CBZ, sendo a glicose necessária para o processo de biodegradação. Após 28 dias de incubação, houve 42% de degradação de CBZ. A atividade máxima de lacase foi de 1740,17 U.L-1, sendo encontrada após 21 dias de incubação. LiP teve como atividade máxima 663,08 U.L-1, valor encontrado após 14 dias de incubação. Não foi detectada atividade da enzima MnP em nenhum dos tempos analisados. Não houve a degradação de CBZ utilizando apenas o caldo enzimático. A presença de PB inibiu totalmente a degradação de CBZ. CBZ e seus metabólitos não apresentaram toxicidade. Nenhuma das bactérias foi capaz de degradar CBZ. IBU foi totalmente degradado por todos os fungos avaliados sem a necessidade de glicose no meio de cultivo, sendo Trametes sp. linhagem BNI selecionado para os ensaios posteriores. Após 2 dias de incubação, BNI foi capaz de degradar totalmente IBU. Lacase foi a única enzima que teve atividade detectada nesse ensaio, sendo a atividade máxima detectada igual a 478,18 U.L-1, no sexto dia de incubação. Não foi detectada degradação de IBU utilizando apenas o caldo enzimático e a presença de PB no meio não inibiu a degradação deste fármaco. Nos ensaios de toxicidade foi encontrada uma CE50 igual a 86% para o IBU e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Staphylococcus arlettae e Bacillus megaterium foram capazes de degradar significativamente IBU na presença de glicose. B. megaterium foi selecionado para os ensaios subsequentes. Após 3 dias, essa linhagem foi capaz de degradar todo IBU disponível no meio. Nos ensaios de toxicidade para os metabólitos do processo de biodegradação por B. megaterium, o IBU apresentou uma CE50 inicial igual a 47% e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Esses resultados comprovam que fungos ligninolíticos e bactérias são capazes de degradar fármacos encontrados em matrizes ambientais, sendo plausível a utilização destes micro-organismos, ou suas enzimas, em sistemas de tratamento de água e esgoto / Abstract: 17a-ethinylestradiol (EE2), carbamazepine (CBZ) and ibuprofen (IBU) are pharmaceutical drugs used worldwide and have been frequently detected in wastewater treatment plants and in natural waters in several countries, including Brazil. The major concern about the occurrence of these drugs in trace amounts in drinking water and aquatic environments are the potential adverse effects on human and animal health. The main objective of this study was to assess the potential of ligninolytic fungi and bacteria to degrade these 3 compounds individually. Bacteria and ligninolytic fungi strains were grown on mineral medium with these drugs and with or without glucose. A selection was carried out to choose bacterial and fungal strains with capacity to degrade these drugs and if an addition of a carbon source (glucose) was needed for degradation. Strains with greater capacity to degrade these compounds were selected and assays were performed in order to optimize the incubation time to obtain the highest degradation rate in the shortest incubation time. Subsequently, the enzymatic activities of laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP) produced by the selected fungi was assessed. Also, the action of these enzymes in the degradation of the drugs was evaluated. The involvement of cytochrome P450 enzymes in degradation of the pharmaceutical drugs was evaluated by the addition of piperonyl butoxide (PB), which inhibits this enzyme complex. The toxicity of the drugs and metabolites to Vibrio fischeri were also evaluated. The quantification of the drugs was performed by high performance liquid chromatography. EE2 was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, however none of the studied bacteria was capable to degrade it significantly. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm strain P1 was selected for subsequent tests. The maximum enzyme activity produced by P1 was 5122.11 UL-1 for MnP after 6 days and 307.69 UL-1 for lacase after 4 days, while LiP activity was not detected. Although the detection of the enzymes activity, they were not able to degrade EE2 without the fungal mycelia. Toxicity studies showed the half maximal effective concentration (EC50) value equal to 76% to EE2 prior to fungal treatment, after this no toxicity was observed. Trametes sp. strain BNI was selected to degrade CBZ, and glucose was shown to be necessary for the biodegradation process. After 28 days of incubation, 42% of CBZ was degraded. The maximum laccase activity was 1740.17 UL-1, after 21 days of incubation. LiP maximum activity was 663.08 UL-1, found after 14 days of incubation, while MnP activity was not detected. There was no CBZ degradation using only the enzymatic supernatant. The addition of PB completely inhibited the degradation of CBZ. CBZ and its metabolites did not show toxicity. IBU was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, and Trametes sp. strain BNI was selected for further analyses. 17a-ethinylestradiol (EE2), carbamazepine (CBZ) and ibuprofen (IBU) are pharmaceutical drugs used worldwide and have been frequently detected in wastewater treatment plants and in natural waters in several countries, including Brazil. The major concern about the occurrence of these drugs in trace amounts in drinking water and aquatic environments are the potential adverse effects on human and animal health. The main objective of this study was to assess the potential of ligninolytic fungi and bacteria to degrade these 3 compounds individually. Bacteria and ligninolytic fungi strains were grown on mineral medium with these drugs and with or without glucose. A selection was carried out to choose bacterial and fungal strains with capacity to degrade these drugs and if an addition of a carbon source (glucose) was needed for degradation. Strains with greater capacity to degrade these compounds were selected and assays were performed in order to optimize the incubation time to obtain the highest degradation rate in the shortest incubation time. Subsequently, the enzymatic activities of laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP) produced by the selected fungi was assessed. Also, the action of these enzymes in the degradation of the drugs was evaluated. The involvement of cytochrome P450 enzymes in degradation of the pharmaceutical drugs was evaluated by the addition of piperonyl butoxide (PB), which inhibits this enzyme complex. The toxicity of the drugs and metabolites to Vibrio fischeri were also evaluated. The quantification of the drugs was performed by high performance liquid chromatography. EE2 was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, however none of the studied bacteria was capable to degrade it significantly. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm strain P1 was selected for subsequent tests. The maximum enzyme activity produced by P1 was 5122.11 UL-1 for MnP after 6 days and 307.69 UL-1 for lacase after 4 days, while LiP activity was not detected. Although the detection of the enzymes activity, they were not able to degrade EE2 without the fungal mycelia. Toxicity studies showed the half maximal effective concentration (EC50) value equal to 76% to EE2 prior to fungal treatment, after this no toxicity was observed. Trametes sp. strain BNI was selected to degrade CBZ, and glucose was shown to be necessary for the biodegradation process. After 28 days of incubation, 42% of CBZ was degraded. The maximum laccase activity was 1740.17 UL-1, after 21 days of incubation. LiP maximum activity was 663.08 UL-1, found after 14 days of incubation, while MnP activity was not detected. There was no CBZ degradation using only the enzymatic supernatant. The addition of PB completely inhibited the degradation of CBZ. CBZ and its metabolites did not show toxicity. IBU was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, and Trametes sp. strain BNI was selected for further analyses / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talamoni_JoaoRoberto_M.pdf: 3179199 bytes, checksum: 8fe9d391161838e5f0a3bd3360ef2652 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Anualmente, são produzidas cerca de 110 milhões de toneladas de plásticos no mundo, e pelo menos a metade desta quantidade é rapidamente descartada sem qualquer cuidado, permanecendo em aterros e na natureza por décadas, gerando um custo ambiental muito alto. Na tentativa de minimizar este problema, muitos cientistas passaram a investir em pesquisas na tentativa de descobrir materiais que substituam estes plásticos e que ao mesmo tempo sejam ambientalmente amigáveis, ou seja, quando em contato com o solo e em ambientes propícios, estes novos materiais se degradem rapidamente. Muitas linhas de pesquisas trabalham com polímeros de origem natural, outras com síntese microbiológica, porém, uma das linhas de pesquisas mais forte neste sentido é a síntese e modificação de poliésteres alifáticos, que sabidamente possuem boas propriedades de biodegradação. Assim, o objetivo deste trabalho foi sintetizar, caracterizar e modificar um poliéster alifático com boas propriedades de biodegradação. Partiu-se de monômeros conhecidos, como o ácido adípico e o monoetileno glicol, e ainda usou-se outros materiais para tentar melhorar as propriedades dos polímeros sintetizados, como o glicerol e o diisocianato de hexametileno, este último usado para se obter poliésteres-uretanos de massa molar maior, menor cristalinidade e de mais fácil biodegradação. Todas as amostras obtidas foram caracterizadas via medições de suas massas molares por Cromatografia por Permeação em Gel e Viscosidade Intrínseca, e ainda mediuse a efetividade das reações através da Espectroscopia por Infravermelho. Também determinou-se as temperaturas de cristalização e de fusão através da Calorimetria Diferencial Exploratória e a perda de massa através de Análise Termogravimétrica. Ainda, acompanhou-se o processo de biodegradação através de fotos e microscopia ótica. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que a síntese de poliésteres alifáticos requer muitos cuidados para que se obtenha materiais com boas propriedades de aplicação, e que as modificações via isocianato, obtendo-se poliésteres-uretanos, é um caminho bastante interessante para a melhoria destas propriedades, e ainda, pode-se concluir que a síntese destes materiais é bastante promissora para se obter materiais / Abstract: Annually, about 110 millions of tons of plastics are produced around the world, and at least haIf of this amount is wasted speciaIly in landfills, remaining there for decades, causing high1y environmental costs. In order to solve this problem, many scientists are performing researches trying to create new materiaIs with adequate properties to replace these plastics and at the same time, materiaIs that are environmentally mends, and can be degraded when in contact with soil and under adequate conditions. Many researchers are working with natural polymers, others with polymers synthesized through microbiologicaI conditions, and others are working with the synthesis and modification of aIiphatic polyesters, which are known since decades that they are good biodegradable materiaIs. The objective of this work is the synthesis, characterization and modification of aIiphatic polyesters with good biodegradable properties. It was used known monomers for the synthesis, like adipic acid and ethylene glycol, and others materiaIs to improve properties, like glycerol and hexamethylene diisocyanate, this last one was used to obtain a polyester-urethane, with high molecular weight and lower degree of crystallization, improving its ability to degrade. All samples synthesized were characterized by Gel Permeation Chromatography and Intrinsic Viscosity to measure their molecular weight, and the effectiveness of the reactions were followed by Fourier-Transform Infrared Spectroscopy. Melting and Glass Transition temperatures and Crystallization behavior were measured through Differential Scanning Calorimetry. Using Thermogravimetry measurements, the loss of mass of all samples with temperature was measured. The biodegradation process was followed by periodical photos and with Optical Microscopy. The final results showed that the synthesis of aliphatic polyesters need to be carefully carried out to achieve materials with good properties, and the extension of these aliphatic polyesters with isocyanates is a viable way to increase properties of these materials, but it is possible to conc1ude that the synthesis of such materials is a very promising field to have biodegradable materials / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química