Orientador: Eleni Gomes / Banca: Luiz Carlos Basso / Banca: Lúcia Ferrarezi Duarte / Resumo: A hidrólise de polissacarídeos presentes na biomassa lignocelulosica libera grande quantidade de pentoses, cuja fermentação a etanol poderia ser um complemento ao etanol obtido pela fermentação da glicose oriunda da sacarificação da celulose (etanol 2G). Entretanto, apesar dos esforços em pesquisa, esta ainda é uma tecnologia a ser desenvolvida. Por outro lado, o uso das pentoses como substrato para obtenção de outros bioprodutos com maior valor agregado que o etanol é uma via alternativa economicamente sustentável. O presente projeto propôs o estudo de cepas de leveduras assimiladoras xilose focando os metabólitos gerados a partir do uso desse açúcar como única fonte de carbono. Para esse estudo, foram selecionadas as leveduras Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 com base nos potenciais de assimilação de xilose por elas apresentados em trabalho prévio. Os dados mostraram que as cepas Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 e C. oleophila G10.1 consumiram 100% da xilose do meio em 120 h. M. koreensis G18 consumiu aproximadamente 70% em 96 h e a cepa P. kluyveri G1.1, foi a que apresentou menor taxa de consumo de xilose (50% em 120 h). A avaliação qualitativa dos ácidos orgânicos secretados pelas cepas nesses cultivos revelou a presença dos ácidos oxálico, cítrico, maleico, tartárico, málico, pirúvico, lático, fumárico, acético, propiônico, isobutírico e butírico nos meios de cultura das leveduras. Em cultivos utilizando meios com diferentes valores de pH iniciais e concentrações de xilose, constatou-se a influência desses fatores sobre a produção de ácidos orgânicos por M. koreensis G18, porém, não foram significantes para as demais leveduras / Abstract: The hydrolysis of polysaccharides from lignocellulosic biomass releases high quantity of pentoses, whose fermentation to ethanol could be a complement that obtained by fermentation of glucose derived from cellulose saccharification (2G ethanol). However, despite efforts in research, this is still a technology in development. Moreover, the use of pentoses as a substrate for obtaining value-added bioproducts is an alternative to ethanol and an economically viable route. This project proposes the study of xylose assimilating yeast focused on metabolites generated from the use of xylose as carbon source. Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 were selected for this study based on their potential of assimilation of xylose studied in previous work. The data showed that Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 and C. oleophila G10.1 consumed 100% of xylose from the culture medium in 120 h. M. koreensis G18 consumed approximately 70% in 96 h and P. kluyveri G1.1 was the strain that presented the lowest xylose consumption rate ( 50% in 120 h). Qualitative evaluation of the organic acids secreted by strains in these cultures revealed the presence of oxalic, citric, maleic, tartaric, malic, pyruvic, lactic, fumaric, acetic, propionic, isobutyric, and butyric acid. In cultivation using culture media with different initial pH values and concentrations of xylose it was observed that these factors influence the production of organic acids by M. koreensis G18, however, were not significant for other yeasts / Mestre

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-10. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:40Z : No. of bitstreams: 1 000863174_20171210.pdf: 5326772 bytes, checksum: 71e86eae7b59061316409d1ca5915a01 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-12-15T12:43:38Z: 000863174_20171210.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-12-15T12:44:29Z : No. of bitstreams: 1 000863174.pdf: 48014137 bytes, checksum: 92b96a2c7611fb7e1f5524d5b08a73e0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O comportamento fisiológico de um determinado microrganismo pode se mostrar diferente frente às variações das condições de cultivo. Em processos biotecnológicos, esse conhecimento permite definir os parâmetros fermentativos a serem controlados de modo a se otimizar custos e rendimento. Neste trabalho, foi padronizado um teste de avaliação da produção de etanol por leveduras a partir de xilose, utilizando placas de Petri, o qual permitiu o reconhecimento de 17 leveduras fermentadoras xilose. Dessas cepas, quando em fermentação em meio líquido, destacaram-se a Candida shehatae, var. shehatae PT1- 1BASP, que produziu 12 g.L-1 de etanol e Aureobasidium pullulans LB3.1, com 7 g.L-1. A produção de etanol por essas duas cepas foi avaliada com relação à parâmetros fermentativos, como tolerância a compostos reconhecidos como inibidores do crescimento de leveduras, temperatura de incubação, pH inicial do mosto, concentração do inóculo e adição de nutrientes minerais. A definição das melhores condições de fermentação elevou o consumo de xilose por ambas as cepas, ao mesmo tempo que diminui a produção de biomassa e aumentou o rendimento em etanol por A. pullulans LB3.1. As linhagens C. shehatae PT1-1BASP e A. pullulans LB3.1 atingiram um máximo de produção de etanol de 18,7 g.L-1 e 17,5 g.L-1, respectivamente. Além dessas duas leveduras, a cepa Brettanomyces bruxellensis ISA 2211, contaminante de vinhos, foi avaliada com relação à tolerância a SO2 diante de variações nas condições de cultivo. A adição de vitaminas e extrato de levedura ao mosto aumentou a resistência da levedura ao dióxido de enxofre, enquanto a presença do etanol, em combinação com o SO2, exerceu maior inibição do crescimento. Foi estudada também nesse trabalho, a capacidade de B. bruxellensis ISA 2211 de utilizar o ácido ρ-cumárico como fonte de carbono, observando-se que o crescimento da levedura nessa condição foi... / The microorganisms can show different behavior in different conditions of cultivation. In biotechnological processes, this knowledge allows that fermentation parameters to be controlled in order to optimize costs and yield. In this work it was standardized a test of ethanol production by yeast from xylose using Petri dishes assay, which allowed the recognition of 17 xylose fermenting yeasts. Using submerged fermentation it was detected that Candida shehatae, var. shehatae PT1-1BASP produced 12 g L -1 of ethanol and Aureobasidium pullulans LB3.1, 7 g L-1. Ethanol production by these two strains was evaluated with respect to fermentation parameters, such as tolerance to compounds recognized as inhibitors of growth of yeast, temperature of incubation, initial pH of the must, concentration of the inoculum and nutrient addition. The definition of the best fermentation conditions increased the xylose consumption by both strains, while it decreases the production of biomass and increased ethanol yield by A. pullulans LB3.1. The C. shehatae PT1-1BASP and A. pullulans LB3.1 reached a maximum ethanol yield of 18.7 gL-1 and 17.5 gL-1, respectively. Besides these two yeasts, Brettanomyces bruxellensis the ISA 2211, a wine contaminating strain, was evaluated with respect to SO2 tolerance in the face of variations in culture conditions. The addition of vitamins and yeast extract to must increased the yeast resistance to sulfur dioxide, while the presence of ethanol, in combination with SO2, had greater growth inhibition. It was also studied in this work, the ability of B. bruxellensis ISA 2211 to use the ρ-coumaric acid as a carbon source, noting that the growth of yeast in that condition was dependent on the acid concentration in the medium, not tolerating concentrations high than 5 mmol. L-1

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:35Z : No. of bitstreams: 1 000844282_20161201.pdf: 63329 bytes, checksum: 6dc853b30cdce2e06ad742cc1747cf1c (MD5) Bitstreams deleted on 2016-12-02T12:25:15Z: 000844282_20161201.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-12-02T12:25:57Z : No. of bitstreams: 1 000844282.pdf: 337184 bytes, checksum: f2684b72284de0be5cf54c1b0bee7c9a (MD5) Bitstreams deleted on 2016-12-02T12:41:54Z: 000844282.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-12-02T12:42:34Z : No. of bitstreams: 1 000844282.pdf: 337184 bytes, checksum: f2684b72284de0be5cf54c1b0bee7c9a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A hidrólise de polissacarídeos presentes na biomassa lignocelulosica libera grande quantidade de pentoses, cuja fermentação a etanol poderia ser um complemento ao etanol obtido pela fermentação da glicose oriunda da sacarificação da celulose (etanol 2G). Entretanto, apesar dos esforços em pesquisa, esta ainda é uma tecnologia a ser desenvolvida. Por outro lado, o uso das pentoses como substrato para obtenção de outros bioprodutos com maior valor agregado que o etanol é uma via alternativa economicamente sustentável. O presente projeto propôs o estudo de cepas de leveduras assimiladoras xilose focando os metabólitos gerados a partir do uso desse açúcar como única fonte de carbono. Para esse estudo, foram selecionadas as leveduras Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 com base nos potenciais de assimilação de xilose por elas apresentados em trabalho prévio. Os dados mostraram que as cepas Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 e C. oleophila G10.1 consumiram 100% da xilose do meio em 120 h. M. koreensis G18 consumiu aproximadamente 70% em 96 h e a cepa P. kluyveri G1.1, foi a que apresentou menor taxa de consumo de xilose (50% em 120 h). A avaliação qualitativa dos ácidos orgânicos secretados pelas cepas nesses cultivos revelou a presença dos ácidos oxálico, cítrico, maleico, tartárico, málico, pirúvico, lático, fumárico, acético, propiônico, isobutírico e butírico nos meios de cultura das leveduras. Em cultivos utilizando meios com diferentes valores de pH iniciais e concentrações de xilose, constatou-se a influência desses fatores sobre a produção de ácidos orgânicos por M. koreensis G18, porém, não foram significantes para as demais leveduras / The hydrolysis of polysaccharides from lignocellulosic biomass releases high quantity of pentoses, whose fermentation to ethanol could be a complement that obtained by fermentation of glucose derived from cellulose saccharification (2G ethanol). However, despite efforts in research, this is still a technology in development. Moreover, the use of pentoses as a substrate for obtaining value-added bioproducts is an alternative to ethanol and an economically viable route. This project proposes the study of xylose assimilating yeast focused on metabolites generated from the use of xylose as carbon source. Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 were selected for this study based on their potential of assimilation of xylose studied in previous work. The data showed that Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 and C. oleophila G10.1 consumed 100% of xylose from the culture medium in 120 h. M. koreensis G18 consumed approximately 70% in 96 h and P. kluyveri G1.1 was the strain that presented the lowest xylose consumption rate ( 50% in 120 h). Qualitative evaluation of the organic acids secreted by strains in these cultures revealed the presence of oxalic, citric, maleic, tartaric, malic, pyruvic, lactic, fumaric, acetic, propionic, isobutyric, and butyric acid. In cultivation using culture media with different initial pH values and concentrations of xylose it was observed that these factors influence the production of organic acids by M. koreensis G18, however, were not significant for other yeasts

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

Orientador: Crispin Humberto Garcia Cruz / Banca: Eleni Gomes / Banca: Roberto Alves de Oliveira / Resumo: Os polímeros microbianos extracelulares (exo-biopolímeros) são moléculas que apresentam um grande potencial de aplicação nas indústrias de alimentos, farmacêuticas, petrolíferas, de cosméticos, têxteis, de papéis, tintas, produtos agrícolas entre outras. Como biorremediadores, podem ser utilizados na remoção de metais pesados em ambientes aquáticos poluídos, atuando como agentes de biossorção por meio da acumulação de nutrientes a partir do meio ambiente. O objetivo do trabalho foi a produção de exobiopolímeros a partir de três Ascomicetos endofíticos (Colletotrichum sp., Guignardia sp. e Phomopsis sp.). Foi selecionado o fungo que apresentou a maior produção desse material biológico. Tanto esse exo-biopolímero quanto a biomassa foram avaliados quanto aos seus potenciais de biossorção dos íons metálicos chumbo (Pb+2) e cádmio (Cd+2). Para a obtenção do meio de cultivo utilizado para a produção de exo-biopolímeros, foram testados o meio mínimo de sais de Vogel modificado com diferentes fontes de nitrogênio definidas e glicose como única fonte de carbono. Em seguida, foi realizado um planejamento fatorial 3(3-0) com 27 experimentos em duplicata, onde as variáveis independentes foram o tempo, temperatura de cultivo e a concentração inicial de glicose. O fungo Colletotrichum sp. apresentou a maior produção de exo-biopolímero (5,71 gL-1) utilizando a uréia como fonte de nitrogênio, em cultivo a 28 ºC, 150 rpm e glicose 6 % (p/v) em 192 horas de cultivo. A execução do planejamento fatorial demonstrou que a produção de biomassa seca foi favorecida por faixas de temperatura e concentração inicial de glicose entre 24 e 32 ºC e 35 e 75 gL-1, respectivamente. A produção de exo-biopolímero foi favorecida por faixas de temperatura e concentração... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The microbial extracellular polymer (exo-biopolymers) are molecules that have a great potential for application in the industries of food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textiles, paper, paints, agricultural products and others. As bioremediation, can be used in the removal of heavy metals in polluted aquatic environments, acting as agents of bioremediation through the accumulation of nutrients from the environment. Objective of this study was to produce exo-biopolymer from three endophytic Ascomycota (Colletotrichum sp., Guignardia sp. and Phomopsis sp.). Then, was selected the fungus that showed the highest production of exobiopolymer. Both the exo-biopolymer and biomass were assessed for their potential of biosorption of metallic ions lead (Pb+2) and cadmium (Cd+2). To obtain the culture medium used for the production of exo-biopolymers, was tested a minimal medium salts of Vogel modified with different nitrogen sources and glucose defined as the only carbon source. Next, was performed a factorial design 3(3-0) with 27 experiments in duplicate, where the independent variables were the time and temperature of cultivation and the initial concentration of glucose. Colletotrichum sp. had the highest production of exo-biopolymer (5.71 gL-1) using urea as the nitrogen source in cultivation at 28 ºC, 150 rpm, and glucose 6% (w/v) in 192 hours of culture. The implementation of the factorial design showed that the dry biomass production was enhanced by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 32 ºC and 35 and 75 gL-1, respectively. The production of exobiopolymer was favored by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 36 ºC and 35 and 70 gL-1, respectively. In the experiment, the fungus Colletotrichum sp. produced 6.11 gL-1 of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-23Bitstream added on 2014-06-13T20:35:42Z : No. of bitstreams: 1 silva_lj_me_sjrp.pdf: 1135399 bytes, checksum: 5c78b7f4373a9244db399ef5e02efdad (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os polímeros microbianos extracelulares (exo-biopolímeros) são moléculas que apresentam um grande potencial de aplicação nas indústrias de alimentos, farmacêuticas, petrolíferas, de cosméticos, têxteis, de papéis, tintas, produtos agrícolas entre outras. Como biorremediadores, podem ser utilizados na remoção de metais pesados em ambientes aquáticos poluídos, atuando como agentes de biossorção por meio da acumulação de nutrientes a partir do meio ambiente. O objetivo do trabalho foi a produção de exobiopolímeros a partir de três Ascomicetos endofíticos (Colletotrichum sp., Guignardia sp. e Phomopsis sp.). Foi selecionado o fungo que apresentou a maior produção desse material biológico. Tanto esse exo-biopolímero quanto a biomassa foram avaliados quanto aos seus potenciais de biossorção dos íons metálicos chumbo (Pb+2) e cádmio (Cd+2). Para a obtenção do meio de cultivo utilizado para a produção de exo-biopolímeros, foram testados o meio mínimo de sais de Vogel modificado com diferentes fontes de nitrogênio definidas e glicose como única fonte de carbono. Em seguida, foi realizado um planejamento fatorial 3(3-0) com 27 experimentos em duplicata, onde as variáveis independentes foram o tempo, temperatura de cultivo e a concentração inicial de glicose. O fungo Colletotrichum sp. apresentou a maior produção de exo-biopolímero (5,71 gL-1) utilizando a uréia como fonte de nitrogênio, em cultivo a 28 ºC, 150 rpm e glicose 6 % (p/v) em 192 horas de cultivo. A execução do planejamento fatorial demonstrou que a produção de biomassa seca foi favorecida por faixas de temperatura e concentração inicial de glicose entre 24 e 32 ºC e 35 e 75 gL-1, respectivamente. A produção de exo-biopolímero foi favorecida por faixas de temperatura e concentração... / The microbial extracellular polymer (exo-biopolymers) are molecules that have a great potential for application in the industries of food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textiles, paper, paints, agricultural products and others. As bioremediation, can be used in the removal of heavy metals in polluted aquatic environments, acting as agents of bioremediation through the accumulation of nutrients from the environment. Objective of this study was to produce exo-biopolymer from three endophytic Ascomycota (Colletotrichum sp., Guignardia sp. and Phomopsis sp.). Then, was selected the fungus that showed the highest production of exobiopolymer. Both the exo-biopolymer and biomass were assessed for their potential of biosorption of metallic ions lead (Pb+2) and cadmium (Cd+2). To obtain the culture medium used for the production of exo-biopolymers, was tested a minimal medium salts of Vogel modified with different nitrogen sources and glucose defined as the only carbon source. Next, was performed a factorial design 3(3-0) with 27 experiments in duplicate, where the independent variables were the time and temperature of cultivation and the initial concentration of glucose. Colletotrichum sp. had the highest production of exo-biopolymer (5.71 gL-1) using urea as the nitrogen source in cultivation at 28 ºC, 150 rpm, and glucose 6% (w/v) in 192 hours of culture. The implementation of the factorial design showed that the dry biomass production was enhanced by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 32 ºC and 35 and 75 gL-1, respectively. The production of exobiopolymer was favored by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 36 ºC and 35 and 70 gL-1, respectively. In the experiment, the fungus Colletotrichum sp. produced 6.11 gL-1 of... (Complete abstract click electronic access below)