Orientador : Glaucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minussi_RosanaCristina_D.pdf: 23875463 bytes, checksum: 675667e791d5bb4f80aa0ae309919523 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As condições ótimas de cultivo em meio semi-sólido e líquido de Trametes versieolor, Trametes villosa, Lentinus edodes e Botrytis einerea para produção de lacase foram estudadas. A maior atividade de 1acasefoi obtida em meio líquido com o fungo T. versicolor na presença de 2,5- xilidina e cobre como indutores. A atividade de lacase presente no extrato bruto foi então purificada e caracterizada. Foram encontradas duas fonnas de lacases (LI e L2) com a mesma massa molecular de 66 kDa. As lacases purificadas apresentaram propriedades catalíticas e fisicoquímicas similares as lacases de outros fungos basidiomicetos. A aplicação de lacase de T. versieolor em efluentes provenientes da indústria papeleira e da produção de óleo de oliva mostrou o alto potencial biotecnólogico desta enzima em presença e ausência de mediadores. A presença do mediador entendeu os substratos oxidados pela enzima. Fungos foram selecionados com base na sua habilidade em descolorir efluente têxtil e corantes comerciais em meio sólido. Atividade de lacase foi observada em placas descoradas por Trametes versieolor e Trametes villosa de corante Azul Reativo 19. Lentinus edodes mostrou a maior habilidade em termos de extensão e rapidez de descoloração nos diferentes corantes. Os resultados obtidos indicam uma possível relação entre a produção de sideróforos e a descoloração de corantes utilizados na indústria têxtil. Uma grande correlação entre potencial antioxidante total e teor de fenóis totais em vinhos comerciais foi observada. Ácido gálico foi o mais abundante dos ácidos fenólicos em vinhos tintos, seguido de (+)-catequina e (-)~icatequina. Estes compostos também foram correlacionados com o potencial total de antioxidantes dos vinhos. A detenninação do potencial total de antioxidantes pela descoloração de radicais cátions do ácido 2,2' -azino-bis(3-etilbenztiazoline-6-sulfonico) (ABTS), usando acido gálico como padrão, mostrou-se eficiente na determinação de características de diferentes vinhos. A utilização de lacase de Trametes versicolor na remoção de fenóis em mosto visando estabilização de vinhos indicou que o tratamento com o mosto tinto afeta principalmente os compostos fenólicos responsáveis pelas propriedades antioxidantes. Entretanto, o tratamento de mostos brancos com lacase mostrou maior redução em fenóis totais que no potencial antioxidante. A degradação de fenóis foi mais rápida para catequinas, seguida pelos estilbenos (eis e trans resveratrol) e derivados de ácidos cinâmicos (ferúlico e cafeico) e benzóicos (siringico, vanilico e gálico) / Abstract: The optimum cultivation conditions in semi-solid and liquid medium of Trametes versieolor, Trametes vil/osa, Lentinus edodes and Botrytis einerea for laccase production were studied. A high laccase activity was obtained in a liquid cu1tureof T. versieolor in the presence of 2,5-xylidine and copper as inducers. The laccase activity present in the crude extract was then purified and characterized. Two forms of laccases (LI and L2) with the same molecu1armass of 66 kDa were found. The purified laccases physicochemical and catalytic properties were similar to the analogous enzymes of other basidiomycetes. The application of this laccase in EI (pulp and paper) and olive oil wastewaters showed high biotechnology potential in the presence and absence of mediators. The mediator presence extended the oxidized compounds by laccases in these wastewaters. Four selected fungi were screened for their ability to decolorize a textile efl1uent and commercial reactive dyes in a solid medium. Laccase activity was observed in Reactive Blue 19 decolorized plates by Trametes versieolor and Trametes vil/osa. Lentinus edodes presented the greatest decolorization ability both in terms of extent and rapidity of decolorization. The results showed a possible relation between siderophores production and decolorization oftextile dyes. A high relationship between the total antioxidant potential and the phenolic content of commercial wines was found. In red wines, gallic acid was the major of the phenolic acids and (+)- catechin and (-)-epicatechin were the next most abundant phenolics. Also, these compounds are strictly correlated with the total antioxidant potential of wines. Total antioxidant potential by bleaching of 2,2' zino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical cations, using gallic acid as standard, could be a successful tool for evaluating the characteristics of different wines. Laccase utilization in must aiming wine stabilization indicated that the treatment of a red must with laccase affect mainly the phenolic compounds responsible for the must antioxidant properties. Although, the treatment of white musts with laccase showed a greater reduction in total phenol than in total antioxidant potential. Phenol degradation was very rapid for catechins, and less rapid for stilbenes (eis and trans resveratrol) and derivatives of cinnamic (ferulic and caffeic) and benzoic (syringic, vanillic, and gallic) acid / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T22:44:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clemente_AndreaRoberta_D.pdf: 32298161 bytes, checksum: 5131372a9a96e8e6ca92b94d6ab335cd (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Utilizou-se cinco linhagens fúngicas não identificadas (710, 870, 898, 984 e 1040), doadas pela Fundação Tropical André Toselo. Assim, a seguinte identificação para tais linhagens, Acremoniun sp (710), Trichoderma sp (870), Fusarium sp (898), Aspergillus sp (984) e Verticillium sp (1040), foi proposta, após visualização das características macroscópicas e mic HAPs: naftaleno (0,5%), antraceno (0,1 %), pireno (0,05%) e benzo[a]pireno (0,05%). As linhagens cresceram em meio líquido onde variou-se o tamanho do inóculo, para verificar o efeito deste na biodegradação dos compostos. Micélio de 1 cm2 contendo esporos, foi utilizado como inóculo, onde foi adicionado pedaços de 1 cm2, 2 x 1 cm2 e 3 x 1 cm2 ao meio líquido base contendo os HAPs. Após 5 e 10 dias de cultivo os sobrenadantes foram coletados e analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE)...Observação: O resumo, na integra, podera ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The five fungal strains used is this work, namely 710, 870, 898,984 and 1010, were a gift from Fundação Tropical André Toselo, and were isolated from soil samples collected at the Jureia-Itatins Ecological Reserve. Following microscopically examinations these strains were classified as Acremoniun sp. (710), Trichoderma sp. (870), Fusarium sp. (898), Aspergillus sp. (984) and Verticillium sp. (1040). The following Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs): naphthalene (0,5%), anthracene (0,1%), pyrene (0,05%) and benzo[a]pyrene (0,05%), were used throughout this work, as the carbon source. These fungi were grown in liquid medium with varying inoculum amounts, to determine the effect of the size of the inoculum on the biodegradation of the PAHs. Pieces of mycelia of lcm, 2xl cm2and 3xlcm2 were used for each PAH and after 5 and 10 days of cultivation the supernatants were collected and degradation was determined by reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC)....Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientadores: Vanderlei P. Canhos, Elisa Esposito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T01:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Manuelada_D.pdf: 18602315 bytes, checksum: d515f626927f9a0b977add72a938b835 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Fungos filamentosos foram isolados de sedimentos de ambiente estuarino na Baixada Santista (SP) visando conhecer a micobiota do local e selecionar aqueles com potencial para metabolizar hidrocarbonetos aromáticos policíc1icos(HAPs). As coletas foram realizadas em 3 áreas que diferiram quanto à natureza e grau de contaminação. Representantes de ascomicetos, basidiomicetos, zigomicetos e fungos mitospóricos foram isolados e avaliados quanto à sua tolerância aos compostos fenantreno e pireno, adicionados em meio de cultura sólido (MA 0,5%) em duas concentrações diferentes (50 e 100 Ilg rnL-1). Os ensaios mostraram que 56% dos isolados apresentaram tolerância ao pireno e 30% ao fenantreno. Os isolados tolerantes foram caracterizados e identificados, sendo dezenove fungos filamentosos, representantes de diferentes grupos taxonômicos, selecionados para os experimentos de biotransformação de pireno (40 Ilg rnL-1SDB). Os metabólitos produzidos foram extraídos e analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Seis isolados, que demonstraram potencial para oxidar pireno, foram avaliados em experimentos com [14C]pireno. Destes, Cyclothyrium sp., Penicillium simplicissimum, Psilocybe sp. e um micélio estéril apresentaram capacidade para metabolizar este composto. Cyclothyrium sp., um celomiceto, foi o mais eficiente, transformando 48% do pireno em 4 metabólitos, incluindo um diidrodiol. Este foi o primeiro registro de um fungo não-basidiomiceto que produziu diidrodiol a partir de pireno. Este fungo também foi avaliado com uma mistura sintética de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e, após 192 h de incubação, metabolizou simultaneamente 70, 74, 59 e 38% de fenantreno, pireno, antraceno e benzo[a]pireno, respectivamente. Em outro experimento, Cyclothyrium sp. foi incubado com hidrocarbonetos aromáticos de diferentes massas molares, individualmente, incluindo naftaleno, bifenilo, antraceno, fenantreno, pireno e benzo[a]pireno. Destes, bifenilo, antraceno, fenantreno e pireno foram transformados em vários metabólitos, que foram posteriormente isolados e identificados. Fenantreno foi o mais eficientemente oxidado, sendo 90% de [14C]fenantreno transformado em 6 metabólitos. Os resultados obtidos sugerem que o sistema enzimático utilizado por Cyclothyrium sp. seja, possivelmente, a citocromo P-450 monoxigenase e epóxido hidrolase, o mesmo utilizado por outros fungos e por mamíferos. Cyclothyrium sp. foi muito eficiente na metabolização de HAPs, principalmente quando presentes em misturas, demonstrando potencial para futuros estudos de micorremediação. / Abstract: Filamentous fungi were isolated from estuarine sediments collected from Baixada Santista (SP) aiming at assessing the mycobiota present in this area and selecting those with potential to metabolize polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The sediments were collected from 3 sites, which differed on the nature and degree of contamination. Representatives of ascomycetes, basidiomycetes, zygomycetes and mitosporic fungi were isolated and evaluated regarding their tolerance to phenanthrene and pyrene, which were added to solid culture media (MA 0,5%) in two different concentrations (50 and 100 /-1gmL-1). The experiments showed that 56% of the isolates presented tolerance to pyrene and 30% to phenanthrene. After characterization and identification of the tolerant isolates, nineteen filamentous fungi, representing different taxonomic groups, were selected for subsequent pyrene biotransformation experiments (40 /-1gmL-1SDB). The metabolites produced were extracted and analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Six isolates showing potential to oxidize pyrene were selected for studies with [14C]pyrene.From these isolates, Cyclothyrium sp., Penicillium simplicissimum, Psilocybe sp. and a sterile mycelium demonstrated ability to metabolize this compound. Cyclothyrium sp., a coelomycete, was the most efficient, transforming 48% of pyrene to 4 metabolites, including a dihydrodiol. This was the first report of a non-basidiomycete that produced a pyrene dihydrodiol. This fungus was also evaluated with a synthetic mixture of polycyclic aromatic hydrocarbons. After 192 h of incubation, 70, 74, 59 and 38% of phenanthrene, pyrene, anthracene and benzo[a]pyrene, respectively, were metabolized simultaneously. In another experiment, Cyclothyrium sp. was incubated with different molecular weight aromatic hydrocarbons, individually, including naphthalene, biphenyl, anthracene, phenanthrene, pyrene and benzo[a]pyrene. From these compounds, biphenyl, anthracene, phenanthrene and pyrene were transformed to several metabolites, which were subsequent1y isolated and identified. Phenanthrene was the most efficiently oxidized, since 90% of [14C]phenanthrenewas transformed to 6 metabolites. The results suggest that the enzymatic system used by Cyclothyrium sp. is, possibly, cytochrome P-450 monooxygenase and epoxide hydrolase, the same used by other fungi and by mammals. Cyclothyrium sp. was very efficient in metabolizing PAHs, especially in a mixture, demonstrating potential for use in further studies of mycoremediation. / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Resumo: O presente estudo teve como objetivo principal o estabelecimento de critério de biorremediação com o fracionamento da matéria orgânica identificando as transformações nos resíduos e o estágio de biorremediação do solo da área de biorremediação experimental da REPAR contaminada por resíduos oleosos. Através do estudo e a avaliação da matéria orgânica pelo fracionamento de DABIN 1976, foi analisado comparativamente o solo contaminado em relação ao não contaminado (solo de origem) caracterizando as frações em relação a avaliação qualiquantitativa das frações, e cálculo das relações entre as frações ácido húmico e ácido fúlvico (AH:AF), e relação entre as frações solúveis nos extratos e o resíduo humina. Além da comparação do total do carbono obtido nas frações através das frações obtidas no fracionamento e o carbono no solo WALKLEY & BLACK, 1936, E a avaliação da biodegradação com o tempo, através da perda de massa pelo método de cinzas. Para este teste o tempo zero foi representado através do cálculo do índice do teor de carbono no petróleo. Os resultados obtidos através da análise da perda de massa da área de biorremediação AB4 na avaliação da biodegradação, indicou que houve decréscimo do percentual de carbono. No primeiro ano a perda de massa foi de 30,08%, e no ano seguinte foi 14,40% , mantendo-se constante nos outros anos. Na recuperação do carbono total, somatória dos valores obtidos por várias frações, em termos relativos, situaram-se entre 118 a 122% de variação. Através do fracionamento foi possível concluir pelo estudo dos teores de carbono extraídos que houve adição de carbono nas frações da matéria orgânica. O total de carbono nas frações em termos absolutos foi de 17,10% de carbono para a AB4 e 1,90% para a área testemunha. Este carbono foi adicionado nas frações humina, com 4.111% de incremento, confirmado através do estudo dos teores relativos percentuais das frações indicando variação na composição das frações do solo. O percentual relativo de carbono obtidos para a fração humina na AB4 foi de 81,10% no entanto a área testemunha A4T apresentou apenas 17,30%, indicando a incorporação do carbono na fração humina, provavelmente estabilizado. E para as outras frações da matéria orgânica, a variação dos teores percentuais representou adição negativa, mostrando que estas, não sofreram alteração devido a adição do óleo residual. A relação das diferentes frações em relação aos ácidos húmicos totais mostrou que as frações que apresentaram relação maior no solo da área de biorremediação AB4 em relação a área testemunha A4T foi a fração ácidos fúlvicos ligados a pirofosfato, a ácidos húmicos ligados a pirofosfato, não representando grande aumento e consideravelmente a fração humina Os resultados obtidos indicam a possibilidade de uso do fracionamento da matéria orgânica como critério de área de biorremediação e fornece a possibilidade para futuras caracterizações das mudanças das substâncias húmicas decorrentes da aplicação de resíduos oleosos no solo.

Orientadores: Elias Basile Tambourgi, Galba Maria de Campos Takaki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:12:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ThayseAlvesdeLimae_M.pdf: 1548702 bytes, checksum: 41aadb70684cd66a5ae82bae01bd72ec (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O óleo bruto e seus destilados contêm quantidades significantes de compostos organossulfurados de baixo peso molecular, tais como tióis cicloalquilas e compostos aromáticos heterocíclicos baseados em tionefóis. Este último grupo de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos sulfurados inclui benzotiofeno, dibenzotiofeno e seus derivados. Estes compostos têm sido objetos de interesse de estudos há décadas, pelo fato de constituírem a maior classe de contaminantes ambientais encontrados na água e no solo. Com o objetivo de consertar as conseqüências desta contaminação, tais como chuva ácida e poluição do ar, causadas pelo dióxido de enxofre liberado da combustão dos óleos, mais regulamentações na quantidade de enxofre no petróleo estão sendo estabelecidas. A biodessulfurização tem atraído a atenção dos pesquisadores pela sua aplicação na dessulfurização do petróleo, devido às condições do meio, como baixo consumo de energia e baixa emissão de dióxido de enxofre. Devido a esses fatores, a biodessulfurização, que opera em condições ambiente de temperatura e pressão, possui um grande potencial como uma técnica bastante promissora em alternativa à hidrodessulfurização. Neste trabalho foi estudada a cinética de crescimento de Pseudomonas fluorescens UCP 1514, que é uma linhagem selvagem do solo, em culturas em batelada contendo dibenzotiofeno, e seu potencial na biodessulfurização, para utilização na redução de enxofre contido nos combustíveis fósseis, de acordo com as regulamentações ambientais. O microrganismo foi capaz de metabolizar o composto e foram também identificadas através da amplificação do DNA, colônias mutantes fisiológicas, que cresceram na presença do dibenzotiofeno. Os resultados mostraram um decréscimo de 73% na concentração do composto, indicando que Pseudomonas fluorescens, seletivamente, remove enxofre do dibenzotiofeno para formar bifenil, indicando que este microrganismo oferece grande potencial na biodegradação de compostos sulfurados, podendo ser utilizado como catalisador biológico na desssulfurização e mineralização desses compostos, consequentemente, minimizando os danos ambientais causados pela poluição dessas substâncias / Abstract: Crude oil and its distillates contain significant amounts of low-molecular-mass organosulphur compounds such as alkyland cycloalkyl thiols, alkyl- and arylthioethers and aromatic heterocycles based on thiophene. This last group of polycyclic aromatic sulfurated hydrocarbons includes thiophene itself, benzothiophene, dibenzothiophene, and their alkylated derivatives. These compounds have been of concern for decades because they constitute a major class of ubiquitous environmental contaminants found in both air and sea areas. In order to mitigate the consequences of this contamination, such as acid rain and air pollution caused by sulphur dioxide released from the combustion of oils, more and more regulations on sulphur content in petroleum are being established. Biodesulfurization has attracted attention owing to its application to the desulfurization of petroleum due to its mild conditions, lower energy consumption and lower emission of sulphur dioxide. Thus biodesulfurization, which operates under room temperature and pressure conditions, is expected to be a complementary as well as promising alternative to hydrodesulfurization. In this work, we studied the growth kinetics of a bacterium of the strain Pseudomonas fluorescens UCP 1514, which is indigenous in soil, in batch cultures containing dibenzothiophene, a recalcitrant component of fossil fuels and its potential on the desulfurization, in order to use it for reducing the sulfur content of diesel oil in compliance with environmental regulations. The microorganism was capable to metabolize dibenzothiophene and we also identified the physiological mutant colonies that growing on dibenzothiopnhene by DNA amplification with polymerase chain reaction technique and the specific primer BOX.The results showed a decrease of 73% in dibenzothiophene content, indicating that Pseudomonas fluorescens selectively removes sulfur from dibenzothiophene to form biphenyl, indicating that this bacterium shows promising potential for decreasing the sulfur content of fossil fuels, can be used as biological catalyst, on desulfurization and mineralization these compounds, minimizing the problems caused by pollution of this substances / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os metais pesados, diferentemente, dos poluentes orgânicos, não podem ser quimicamente degradados. Assim, são usados processos de remediação químicos e físicos para a sua remoção, antes do lançamento em corpos dágua. Em sua maioria, estes processos são eficazes, mas, podem ser inviáveis economicamente ou, agravam o problema, pois, grandes quantidades de reagentes químicos podem ser necessários. A bioremediação, usando microorganismos como material bioabsorvente, tem sido aplicada com sucesso em vários casos. Células de leveduras podem acumular íons metálicos na superfície celular através do processo de adsorção, que é o processo passivo ou então, absorver o metal ativamente, que é acumulado no interior da célula. Neste trabalho foram estudados vários parâmetros, biológicos, fisiológicos e químicos, sendo estes parâmetros importantes para seleção de leveduras que possam ser usadas na captação do cádmio de meio aquoso. Fungos, Leveduras e bactérias quando expostos a situações adversas, apresentam uma resposta adaptativa que capacita a célula a sobreviver frente a tal estresse. Normalmente, nestas situações, o carboidrato trealose é sintetizado. Observamos que a presença de cloreto de cádmio induz a síntese de trealose, entretanto, o acúmulo deste carboidrato não desempenha papel protetor fundamental, nas condições estudadas. As linhagens de leveduras isoladas da fermentação da cachaça e, da região, apresentaram uma maior tolerância a altas concentrações de cádmio, quando comparadas a linhagens de laboratório. Todas as Saccharomyces cerevisiae (com exceção das de laboratório) toleram uma concentração de 50 ppm de cloreto de cádmio, somente a levedura Starmerela meliponinorum cresce a 100 ppm. A linhagem de laboratório Saccharomyces cerevisiae tolera apenas 10 ppm de cloreto. Altas concentrações de cloreto de cádmio inibem o crescimento das células de todas as linhagens de leveduras estudadas. A incorporação de cádmio pelas células de leveduras é dependente da concentração inicial do metal no meio e, do tempo que as células ficam expostas ao metal. Comparando-se, períodos curtos de exposição ao cádmio, 3 horas, com períodos longos, 24 horas, a incorporação de cádmio pelas células é maior quando as células permaneceram mais tempo em contato com o metal. Nas células vivas, a incorporação do cádmio é dependente da fase de crescimento. Células em fase estacionária captam menor quantidade de cádmio comparadas às células em fase logarítmica do crescimento. O aumento da massa não favorece a incorporação do metal. Por outro lado, leveduras mortas por autoclavação captam mais cádmio quando comparadas com leveduras vivas. Neste trabalho foram usadas nove linhagens de Saccharomyces cerevisiae isoladas da fermentação da cachaça, provenientes de alambiques do estado de Minas Gerais e, seis linhagens de leveduras, representando gêneros e, espécies diferentes, do gênero Saccharomyces, isoladas de nichos ecológicos regionais. Os resultados de incorporaçao são similares, indicando que a capacidade de incorporar cádmio, pelas leveduras vivas, não está muito ligada ao gênero ou, espécie empregada entretanto, todas apresentaram maior incorporação de cádmio quando, comparadas com as linhagens de Saccharomyces cerevisiae de laboratório. Este trabalho indica que é possível usar a biomassa de levedura de alambique, para incorporar cádmio de efluentes contaminados, sem a necessidade de isolamento das linhagens usando apenas as propriedades biosorventes e bioacumuladoras da biomassa total de leveduras.

Nenhuma / As atividades industriais lançam anualmente grandes quantidades de metais pesados no meio ambiente. Metais essenciais como ferro, selênio, sódio e potássio são absolutamente necessários para os sistemas biológicos em suas atividades bioquímicas e fisiológicas. Entretanto, metais como cádmio, mercúrio e arsênico, chamados de não-essenciais, não exercem nenhuma função biológica e são tóxicos até mesmo em concentrações-traço. Os métodos físico-químicos convencionais de tratamento de efluentes quando empregados em soluções diluídas cuja concentração de metal é menor que 100 mg.L-1 apresentam desvantagens como remoção incompleta do metal, reagentes, equipamentos caros, altos gastos de energia e produção de rejeitos secundários tóxicos. Frente a este fato, a biorremediação representa uma alternativa viável, podendo ser empregada nos mais diversos ambientes. O processo de biorremediação só se justifica se a biomassa utilizada for de fácil obtenção e de baixo custo, o que ocorre com as leveduras isoladas da fermentação da cachaça que foram utilizadas neste trabalho. O Brasil é o maior produtor mundial de etanol e único produtor de cachaça, bebida típica do país. Saccharomyces cerevisiae é a principal espécie utilizada na fermentação da cana de açúcar, sendo gerada em grandes quantidades e comercializada a baixo custo. Neste trabalho foram utilizadas 10 linhagens de S. cerevisiae isoladas de grandes alambiques mineiros, sendo testadas quanto à capacidade de incorporação de cádmio e às alterações bioquímicas decorrentes desta incorporação. Tanto células viáveis quanto nãoviáveis foram testadas e comparadas quanto à remoção do metal, assim como células prétratadas com selênio, um metal essencial para o metabolismo de enzimas. As leveduras de alambiques foram mais eficientes na captação de cádmio quando comparadas à linhagem laboratorial W303-WT. Todas as linhagens foram capazes de incorporar cádmio tanto por bioacumulação como por biossorção, sendo que as linhagens UFMG-A1007 e UFMG-A1011 quando vivas foram as mais eficazes na captação do metal. Determinou-se o efluxo de íon potássio durante o influxo de cádmio. A presença do metal na superfície celular foi demonstrada pela técnica de EDS, comprovando que o cádmio se liga a componentes presentes na parede celular de leveduras. O crescimento celular foi avaliado em meio de cultura líquido adicionado de cádmio. Observou-se que todas as linhagens da fermentação foram capazes de crescer em presença de cádmio, o que não ocorreu com a linhagem de comparação (laboratorial). A tolerância ao cádmio foi testada através do crescimento das linhagens em meio sólido suplementado com 100 mg.L-1 (0,5 mM) de CdCl2. Os resultados mostram que o desenvolvimento da linhagem W303-WT foi fortemente inibido em todas as concentrações o que não ocorreu com as outras leveduras. Os lipídeos peroxidados foram determinados como forma de demonstrar os danos causados às membranas pela exposição ao cádmio. As leveduras da fermentação apresentaram menores danos aos lipídios, mostrando serem mais resistentes aos efeitos do cádmio. A determinação dos resíduos sulfidrílicos totais indicou que a presença do metal no meio intracelular deve estimular os mecanismos de defesa frente ao estresse ocasionado pelo cádmio. A capacidade scavenging de cada extrato bruto das leveduras foi analisada, sugerindo que a resistência celular das linhagens não está relacionada diretamente com o conteúdo antioxidante das mesmas. Estes resultados comprovam que as leveduras isoladas da fermentação da cachaça são mais eficientes na captação de cádmio e são mais resistentes aos efeitos da incorporação do metal, quando comparadas à linhagem laboratorial. / The industrial activities annually discharging large quantities of heavy metals in the environment. Essential metals as iron, selenium, sodium, and potassium are absolutely necessary for biological systems in their biochemical and physiological activities. However, metals as cadmium, mercury, and arsenic called non-essential, not is any biological function and are toxic even at trace concentrations. Physico-chemical conventional methods of treatment of the effluent when employed in diluted solutions whose concentration of metal is lower than 100 mg.L-1, have disadvantages as an incomplete removal of the metal, reagents, expensive equipments, high energy costs and production of secondary toxic waste. Bioremediation represents an appropriate alternative which can be employed in different environments. Bioremediation process is justified only if the biomass used is easy to obtain and low cost, which occurs with isolated yeasts from the cachaça fermentation that were used in this work. Brazil is the biggest world producer of ethanol alcohol and the only one producer of cachaça, drink typical of the country. Saccharomyces cerevisiae is the main species used for the fermentation of the sugar cane, which is generated in big quantities and commercialized at low cost. In this work, 10 strains of S. cerevisiae isolated from big mineiros stills and tested in relation to their capacity of incorporating cadmium and the biochemical change from cadmium incorporation. Viable cells and non-viable were tested and compared in removal of metal as well as cells pre-treated with selenium, a essential metal for the metabolism of enzymes. Yeasts from fermentation were more efficient in the uptake of cadmium as compared to laboratory strain W303-WT. All strains were able to incorporate cadmium as by bioaccumulation as by biosorption, considering that UFMG-A1007 and UFMG-A1011 strains, when alive were, more effective than in uptake of the metal. During the uptake of cadmium was determined the efflux of ion potassium. The presence of metal on cellular surface was demonstrated by the EDS technique showed that cadmium binds to components in cellular walls of the yeasts. Cellular growing was determined by curves growth with crescent concentrations of cadmium in liquid medium. It was observed that all strains of the fermentation were able to grow in the presence of cadmium what did not happen with the comparison strain (laboratorial). The tolerance of cadmium was tested through cellular growing in solid medium supplemented with 100 mg.L-1 (0,5 mM) of CdCl2. The results show that increasing of strain W303-WT was strongly inhibited in all dilutions which did not occur with other yeast. The peroxidation of lipids was determined as a way to show damages caused to membranes by exposure to cadmium. Yeasts from the cachaça fermentation presented less damage to lipids showing to be more resistant to the effects of cadmium. The determination of total sufhydryl residues indicated that the presence of the metal in the intracellular environment to stimulate the defense mechanisms against the stress caused by cadmium. The scavenging capacity of each brut extract of yeasts was analyzed, suggesting that cellular resistance of strains is not directly related to antioxidant content of themselves. These results demonstrate that the yeasts isolated from the fermentation of cachaça are more efficient in uptake of cadmium and are more resistant to effects of metal incorporation when compared to laboratorial strain.

O presente trabalho tem como objetivo de estudo o desenvolvimento de metodologia para o monitoramento da biorremediação de solos contaminados com resíduos oleosos, através do uso de bioindicador vegetal para o estabelecimento de critérios na avaliação do estado de biorremediação do solo. Considera que as normas utilizadas em geral estabelecem somente os limites de metais pesados no solo, como exemplo, chumbo, zinco, cobre, níquel e cádmio. Após a biorremediação os metais são liberados para o solo podendo ser absorvidos pelas plantas. Para avaliação do processo que envolve a dinâmica e os efeitos do acúmulo dos metais pesados no solo durante a biodegradação e o monitoramento in situ, foram realizados testes em casa de vegetação para medir os teores de metais absorvidos na parte aérea das plântulas do fitoindicador Avena strigosa L. como critério de biorremediação de uma área experimental que recebeu resíduos da refinaria Presidente Getúlio Vargas - PETROBRAS. A taxa de aplicação, destes resíduos no solo da área experimental seguiu a norma EPA 800/81. Os tratamentos foram diluídos nas diferentes concentrações tóxicas de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% na relação solo contaminado/solo testemunha. Os elementos avaliados na parte aérea das plântulas de Avena strigosa L., foram o chumbo, zinco, cobre, níquel, cádmio, cromo, selênio, arsênio, vanádio, cobalto, alumínio, ferro, potássio, sódio, magnésio e manganês. Os resultados obtidos indicam que à medida que ocorre a biorremediação do solo, nos testes de fitoxicidade, ocorre a absorção de chumbo, zinco, níquel, selênio e arsênio mostrando que estes foram liberados devido a biodegradação. Os metais que variaram após a biodegradação no período observado e que apresentam potencial para serem utilizados como indicadores de biorremediação foram o chumbo, selênio e arsênio. A absorção de zinco é independente do grau de saturação do metal controlado pela norma EPA 800/81, indicando que o valor de saturação para este elemento é baixo. A absorção de metais nos testes de fitoxicidade apresenta potencial para uso como critério de biorremediação e para medir o estado de biorremediação

Resumo: O presente trabalho têm como objeto de estudo o desenvolvimento de metodologia para a avaliação do estado de biorremediação de solos contaminados com resíduos provenientes do refino de petróleo através de bioindicador vegetal para monitoramento do processo de biorremediação e caracterização do impacto ambiental de áreas contaminadas. Para tanto foram estudados o comportamento morfofisiológico de uma espécie indicadora de estado de biorremediação de solos contaminados com resíduos oleosos, a Avena strigosa L. (aveia-preta), em experimentos em casa de vegetação, com tratamentos delineados em função da quantidade relativa de resíduo, onde o solo contaminado e o mesmo solo sem contaminação foram misturados. Foram estudados e avaliados, em separado, os parâmetros de germinação, desenvolvimento vegetal, sobrevivência e fitoxicidade. Os resultados destas avaliações foram analisados sendo estabelecidas escalas de quantificação da toxicidade no vegetal e determinadas curvas de fitoxicidade em função das diluições de solo contaminado que confirmaram a possibilidade do uso da metodologia de determinação da fitoxicidade de solo contaminado. Este trabalho procura colaborar com o estabelecimento de critérios para a devolução ao meio ambiente de solos provenientes de áreas de biorremediação "on site", utilizadas como sistema de tratamento de resíduos sólidos. As atuais normas para utilização de áreas de biorremediação, por exemplo, norma EPA 800/81 ou 40CFR503/93, que evidenciam como principal parâmetro o acúmulo de metais pesados no solo, não especificam claramente sua devolução a natureza, como na deposição da matéria. Estes critérios utilizados, consideram a devolução da área de biorremediação para uso agrícola, nestes casos, nas áreas de biorremediação, pretende-se manter o solo com qualidade agrícola em relação ao teor de metais, não considerando aspectos de fitoxicidade residual, assim, após encerrada a etapa de biodegradação da fração orgânica dos resíduos adicionados e têm sido proposto a utilização de bioindicadores de toxicidade para medir o estado de biorremediação, que foi desenvolvido no presente trabalho, inclusive com a proposta de parâmetros morfofisiológicos para uso em outras situações de biorremediação quando, através de mudanças morfofisiológicas podem ser indicadas as possibilidades da presença de substâncias tóxicas e/ou nocivas residuais (NASCIMENTO NETO & CARVALHO, 1996, NASCIMENTO NETO, 1997, NASCIMENTO NETO & CARVALHO, 1998).

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1329919 bytes, checksum: 6b164935d25452c369af186b5fc11ade (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Over the last decades, it has been found high levels of water contamination with substances derived from agricultural areas. In this context, we highlight the organophosphate insecticides, which offer high risk to public drinking, watering livestock and preservation of aquatic flora and fauna. Chlorpyrifos, included in this class, is a widely used insecticide in the world and is among the most used in Brazil. Given the damage caused by these substances when they reach water bodies, plus the difficulty of remediation of these environments, it is essential to know techniques to minimize this process. The constructed wetlands (CWs) are shown as an alternative, and some experiments have demonstrated their ability to remove recalcitrant contaminants such as pesticides. The objective of this research was to evaluate the ability of remediation of water contaminated with the insecticide chlorpyrifos through horizontal subsurface flow constructed wetlands planted with different macrophytes. It was measured the reduction of the chlorpyrifos concentration and the reduction of toxicity over hydraulic retention times of 24, 48, 96, 144 and 192 h. The experiment consisted in four pilot scale CWs: CWC without vegetation; CWT cultivated with Tifton 85 (Cynodon spp.); CWM cultivated with Mentha aquatic and CWE cultivated with dotted knotweed (Polygonum punctatum). The initial concentration of chlorpyrifos applied in all CWs was 1 mg.L-1. Before beginning the treatments, it was applied diluted sewage for biofilm insertion on the systems. For execution of quality ecotoxicological acute tests, it was used the specie Daphnia similis. The analysis of variance showed there was no statistical difference, at the 5% level of probability, in the removal of chlorpyrifos between the studied CWs and over the hydraulic retention times. There was a great efficiency in removing pesticide, with overall average of 98.6%, whereas in the first hydraulic retention time, 24 h, there was removal of chlorpyrifos to below the limit of detection, implying at efficiency greater than 99% for the CWC, CWM, CWE and CWT. This result is mainly attributed to adsorption and microbial degradation. For standard acute toxicity tests with Daphnia similis, in accordance with results from removal efficiency of chlorpyrifos, for most samples there was a reduction in toxicity above 80%. Ecotoxicological tests with effluents of constructed wetland systems studied are a good choice as an indicator of the effectiveness of treatments and a promising alternative to complement the physical and chemical analyzes. / Nas últimas décadas, tem-se constatado alto índice de contaminação dos recursos hídricos com substâncias oriundas de áreas agrícolas. Neste contexto, destacam-se os inseticidas organofosforados, que oferecem elevado risco para abastecimento público, dessedentação de animais e preservação da flora e fauna aquática. O clorpirifós, incluído nesta classe, é um inseticida amplamente utilizado no mundo e está entre os mais utilizados no Brasil. Face aos danos causados por estas substâncias quando alcançam corpos hídricos, somado à dificuldade de remediação destes ambientes, torna-se essencial o conhecimento de técnicas capazes de minimizar tal processo. Os Sistemas Alagados Construídos (SACs) mostram-se como uma alternativa, tendo sido evidenciado em alguns experimentos sua capacidade de remover contaminantes recalcitrantes, como os pesticidas. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a capacidade de remediação de água contaminada com o inseticida clorpirifós, por meio de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial, em que foram cultivados diferentes macrófitas. Mensurou-se a redução da concentração do clorpirifós bem como a redução da toxicidade nos tempos de retenção hidráulica de 24, 48, 96, 144 e 192 h. O experimento foi composto por quatro SACs construídos em escala piloto: SACC sem vegetação; SACT cultivado com capim tifton 85 (Cynodon spp.); SACM cultivado com Mentha aquatica e SACE cultivado com Erva de bicho (Polygonum punctatum). A concentração inicial de clorpirifós aplicada em todos os SACs foi de 1 mg L-1. Antes do início dos tratamentos, aplicou-se esgoto sanitário diluído para inserção do biofilme no sistema. Para realização do teste ecotoxicológico agudo qualitativo, utilizou-se a espécie Daphnia similis. A análise de variância demonstrou que não houve diferença estatística significativa, em nível de 5% de probabilidade, na remoção do clorpirifós entre os SACs estudados e ao longo dos tempos de retenção hidráulica. Observou-se pelas análises cromatográficas alta eficiência na remoção do inseticida, com média geral de 98,6%, sendo que já no primeiro tempo de retenção hidráulica, 24 h, houve remoção do clorpirifós para valores inferiores ao limite detecção do CG, implicando em uma eficiência maior que 99% para os sistemas SACc, SACM, SACE e SACT. Tal resultado é atribuído principalmente aos processos de adsorção e degradação microbiana. Para os ensaios padronizados qualitativos de toxicidade aguda com Daphnia similis, de forma semelhante aos resultados de eficiência de remoção do clorpirifós, observou-se para a maioria das amostras a redução de toxicidade acima de 80%. Constatou-se que os testes ecotoxicológicos com os efluentes dos sistemas alagados construídos estudados são uma boa opção como indicativo da eficiência dos tratamentos e uma promissora alternativa na complementação de análises físicas e químicas.