Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Humberto Bezerra de Souza Sobrinho.pdf: 5032111 bytes, checksum: b4117c26a4890c37b51eef2dd5ae6006 (MD5) Previous issue date: 2007-07-26 / Surfactants are amphipathic agents with application in different industries, such as the petroleum, food and pharmaceutic. Many kinds of chemical surfactants are being used nowadays, although the development of alternative products, with biodegradable nature and lower toxicity, as the so called biosurfactants, metabolites from microorganisms, is a sound strategy for the obtention of compounds with ecological acceptability and for the knowledge of specific properties and applications of these compounds. Different biosurfactants have been produced, but few are being commercialized due the production costs regarding the utilization of high cost substrates and the purification techniques. In this work, the possibility of co-utilization of two industrial residues (refinery residue and corn steep liquor) as low-cost substrates for biosurfactant production by Candida sphaerica was investigated. The yeast was cultivated in distilled water supplemented with refinery residue and cornsteep liquor in different concentrations. The results showed a reduction of the medium surface tension to 26 mN/m, with a yield of 4.0 g/L of isolated biosurfactant after 144 hours in medium containing 5.0 % refinery residue and 2.5 % cornsteep liquor. The biosurfactant was characterized as an anionic glycolipid composed of 75 % lipids and 25 % carbohydrates. The metabolic broth free of cells containing the crude biosurfactant was submitted to stability studies related to the surface tension and to the emulsification activity. The biosurfactant showed stable capacity to reduce the surface tension under extreme conditions of pH, temperature and under addition of high sodium chloride concentrations. The biopolymer can also be applied as emulsifier for specific hydrocarbons, considering the importance of the conditions of application. The biosurfactant showed a low micelar critical concentration value (0.08 %) and potential of application in soil bioremediation, which was showed throughout the motor oil removal of 65 %. Regarding the low surface tension associated to the use of industrial residues, the biosurfactant produced by Candida sphaerica shows great potential of application in industrial and environmental processes / Os surfactantes são poderosos agentes anfipáticos de aplicação em indústrias petrolíferas, alimentícias e farmacêuticas, entre outras. Muitos tipos de surfactantes quimicamente sintetizados são hoje utilizados, embora o desenvolvimento de produtos alternativos, biodegradáveis e menos tóxicos, como os chamados biossurfactantes, agentes obtidos por via microbiológica, torna-se uma estratégia importante na obtenção de componentes mais compatíveis com o meio ambiente e na ampliação das propriedades específicas e aplicações desses compostos. Muitos biossurfactantes têm sido produzidos, embora poucos sejam comercializados em virtude do alto custo de produção e dos processos de purificação. Neste trabalho, estudou-se a possibilidade de co-utilização de dois resíduos industriais, milhocina e resíduo de refinaria de óleo vegetal de soja como nutrientes de baixo custo para a produção de biossurfactantes por Candida sphaerica. A levedura foi inicialmente cultivada em água destilada suplementada com milhocina e resíduo de refinaria de óleos vegetais em diferentes concentrações. Os resultados demonstraram redução da tensão superficial do meio para 26 mN/m, com rendimento de 4,5 g/L em biossurfactante isolado após 144 horas de cultivo na presença de 5,0 % do resíduo de refinaria e 2,5 % de milhocina. O biossurfactante foi caracterizado como um glicolipídeo composto por 75 % de lipídeos e 25 % de carboidratos. O líquido metabólico livre de células contendo o biossurfactante produzido foi submetido a estudos de estabilidade frente à tensão superficial e atividade de emulsificação. O biossurfactante apresentou-se estável como agente de superfície sob condições extremas de pH, temperatura e após adição de elevadas concentrações de cloreto de sódio, podendo também ser utilizado como emulsificante de hidrocarbonetos específicos. O biossurfactante demonstrou um baixo valor de concentração micelar crítica (0,08 %) e potencial de aplicação na biorremediação, demonstrado pela remoção de 65 % de óleo de motor adsorvido em areia contaminada. Em função da capacidade de redução da tensão superficial e da utilização de resíduos industriais, o biossurfactante produzido por Candida sphaerica apresenta grande potencial de aplicação em processos industriais e ambientais

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre-textuais.pdf: 1799292 bytes, checksum: c3fdd9c640c31d402a23a54796793a70 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / The biosurfactants are substances that can have characteristics surfactants, being called biosurfactants, which can be produced by bacteria and fungi when grown on different carbon sources as a result of their metabolism. In the present study explores the potential of biotechnology of Bacillus licheniformis UCP 1016, soil bacteria isolated from the Port of Recife contaminated by oil, biosurfactant production using the house of pineapple (Ananas comosus L.) as an alternative. Initial trials were conducted to evaluate the production of bioemulsificante by the detection of hemolytic activity and degradation of diesel and kerosene. From these results, studies were conducted with the production of pineapple in the middle bioemulsificante control and different concentrations of hydrophobic substrates (diesel and kerosene to 5 and 10%) as supplements. The vials were incubated at 35 ° C, 150rpm for 72 hours, evaluating the kinetics of growth, emulsification index and surface tension. With the best condition for obtaining the bioemulsificante was used cell-free metabolic net was used for the removal of oil and motor oil, as well as stability tests and phytotoxicity. Initial results with B. licheniformis showed hemolytic activity and ability to grow new medium formulated with pineapple peel (9.5 x 106 CFU / mL), as well as supplements diesel (9.8 x 106 CFU / mL) and kerosene (8.0 x105 CFU / mL), 72 h of culture. The lowest surface tension was reduced by 57.73 ± 0.15 mN / m to 38.32 ± 0.16 mN / m, in the middle of production with 5% diesel. Stability tests showed that bioemulsificante was stable at pH 2 and 4 in 8% NaCl and no toxicity. The cell-free metabolic net was able to remove 95.15% and 85.55% of oil burned motor oil, respectively. Results suggest the formulation of a medium and low-cost alternative for producing bioemulsificante. The bacterium B. licheniformis was found to be a promising microorganism, with potential for application in bioremediation processes / Os biossurfactantes são substâncias que podem apresentar características tensoativos, sendo denominadas de biossurfactantes, as quais podem ser produzidas por bactérias e fungos quando cultivados em diferentes fontes de carbono como resultado de seu metabolismo. No presente trabalho foi investigado o potencial biotecnológico de Bacillus licheniformis UCP 1016, bactéria isolada de solo do Porto do Recife contaminado por petróleo, na produção de biossurfactante utilizando a casa de abacaxi (Ananas comosus L.), como meio alternativo. Ensaios iniciais foram realizados para avaliar a produção de bioemulsificante pela detecção da atividade hemolítica e degradação do diesel e querosene. A partir desses resultados, estudos foram realizados com a produção do bioemulsificante no meio de abacaxi controle e com diferentes concentrações dos substratos hidrofóbicos (diesel e querosene a 5 e 10%), como suplementos. Os frascos foram incubados à temperatura de 35°C, 150rpm, durante 72horas, avaliando a cinética de crescimento, índice de emulsificação e tensão superficial. Com a melhor condição de obtenção do bioemulsificante foi utilizado o líquido metabólico livre de células foi utilizado para realizar a remoção do petróleo e óleo motor, como também os testes de estabilidade e fitotoxicidade. Os resultados iniciais com o B. licheniformis demonstraram atividade hemolítica e habilidade para crescer novo meio formulado com casca de abacaxi (9,5x106 UFC/mL), como também com os suplementos diesel (9,8x106 UFC/mL) e querosene ( 8,0x105 UFC/mL), com 72 h de cultivo. A menor tensão superficial apresentou uma redução de 57,73 ± 0,15 mN/m para 38,32 ± 0,16 mN/m, no meio de produção contendo 5% de diesel. Os testes de estabilidade demonstraram que o bioemulsificante foi estável em pH 2 e 4, em 8% de NaCl e ausência de toxicidade. O líquido metabólico livre de células foi capaz de remover 95,15% do petróleo e 85,55% do óleo queimado de motor, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem a formulação de um meio alternativo e de baixo custo para a produção de bioemulsificante. A bactéria B. licheniformis mostrou ser um microrganismo promissor, com potencial para aplicação nos processos de biorremediação

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_patricia_silva.pdf: 1813597 bytes, checksum: 7a71d593916f19ecdc7ba1da15480f68 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / Studies on the production of biosurfactants by yeasts were performed, considering the biotechnological potential and the large number of publications with Candida yeasts, anamorph state. Based on these data was performed with the yeast Candida lipolytica, state anormofo, evaluations to clarify the influence of chemical and physical parameters (pH. agitation, cultivation time and medium composition), associated with carbon sources (soluble and insoluble) and nitrogen on the production of emulsifying agents, and chemical composition of the polymers. In this sense, the behaviors of four strains of C.lipolytica from Culture for Collection were evaluated, with the variable response emulsification activity and chemical composition of the emulsifiers. The profile of the constituent fatty acids of vegetable oils used in fermentation processes was established as: saturated, monounsaturated and polyunsaturated. Initial evaluation was done with the carbon source glucose, indicating two distinct groups of biosurfactants chemical structure was influenced by carbon source concentration (1 and 1.5%). In the use of babassu oil (high level of saturated fatty acids) as carbon source was observed three distinct profiles in terms of speed of agitation and time of fermentation, consisting of: Protein- Carbohydrate-Lipids and Carbohydrate-Protein-Lipids. However, the nitrogen source was changed the formation of the complex Protein-Carbohydrate-Lipids. The use of vegetable oils, and hydrocarbon refinery residue, allowed the formation of three groups, where only the hydrocarbon polymer formed a constitution just for carbohydrates and proteins. The other complexes were formed consisting of Proteins-Lipids- Carbohydrates. Therefore, studies showed the direct influence of the carbon/nitrogen / sources,and agitation with the metabolic aspects of the production of biosurfactants. Thus, the profiles described here related to the chemical structure of biosurfactants produced by Candida lipolytica, anamorph state, suggest the stability of the structure, using industrial waste, reducing the process of costs production, the efficiency as substrate and low cost, and the excellent emulsifying properties, surface tension reduction, biodegradability and biocompatibility / Estudos sobre a produção de biossurfactantes por leveduras foram realizados, considerando o potencial biotecnológico e o grande número de publicações com leveduras do gênero Candida, estado anamorfo. A partir dessas informações foram realizadas avaliações Candida lipolytica, estado anormofo, para esclarecer a influência dos parâmetros químicos e físicos (pH. agitação, tempo de cultivo e composição do meio), associado às fontes de carbono (solúveis e insolúveis) e nitrogênio, na produção de agentes emulsificantes e na composição química dos biopolímeros. Neste sentido, o comportamento de quatro amostras de C. lipolytica de Coleções de Culturas de distintas foi avaliado, tendo como variável resposta atividade de emulsificação e a composição química dos emulsificantes. O perfil dos ácidos graxos constituintes dos óleos vegetais empregados nos processos fermentativos foi estabelecido como: saturados, monoinsaturados e poliinsaturados. A avaliação inicial foi com a fonte de carbono glicose, indicando dois grupos distintos de estrutura química dos biossurfactantes, em função da concentração (1 e 1,5%). Com o uso de óleo de babaçu (elevado teor de ácidos graxos saturados) como fonte de carbono observou-se três perfis distintos em função da velocidade de agitação e do tempo da fermentação, constituídos de: Proteínas- Carboidratos- Lipídeos e Carboidratos- Proteínas-Lipídeos. Contudo, quando a fonte de nitrogênio mudou ocorreu a formação do complexo Proteínas- Carboidratos-Lipídeos. O uso de óleos vegetais, resíduo de refinaria e hidrocarboneto, permitiu a formação de três grupos, onde apenas o hidrocarboneto formou um biopolímero de constituição apenas por Carboidratos-Proteínas. Os demais complexos formados foram constituídos por Proteínas-Lipídeos- Carboidratos. Portanto, os estudos realizados evidenciaram a relação direta da fonte de carbono/nitrogênio/agitação com os aspectos metabólicos da produção dos biossurfactantes. Assim, os perfis aqui descritos relacionadas à estrutura química dos biossurfactantes produzidos por Candida lipolytica, no estado anamorfo, sugerem a estabilidade da estrutura, em resíduos industriais, da redução dos custos do processo de obtenção, da eficiência do substrato e de baixo custo, além das excelentes propriedades de emulsificação, redução da tensão superficial, biodegradabilidade e biocompatibilidade

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-24 / Artificial neural networks were used to model biosurfactant production process by Candida lipolytica UCP 0988, using diesel oil as carbon source. The modeling was carried out using data of 24 full factorial design composed by 20 runs, including four replicates at the center point - having the concentrations of sea water, urea, ammonium sulfate and potassium phosphate monobasic as independent variables and as response variable the surface tension of biosurfactant production media filtrates with 168 hours. Several models were developed using different databases, topologies, transfer functions and training algorithms. A model with topology 4-4-1 - having concentrations of sea water, urea, ammonium sulfate and potassium phosphate monobasic input variables and surface tension as output variable - trained with the backpropagation algorithm based on Levenbeg-Marquadt was selected as the best performance in the estimation of surface tension. The root mean square error and correlation coefficient for the validation set of this model were 0.25433 and 0.97433, respectively. These results confirm the generalization ability and efficiency of artificial neural networks as tools for development of biosurfactant production media / Redes neurais artificiais foram usadas para modelar processo de produção de biossurfactantes por Candida lipolytica UCP 0988, usando óleo diesel como fonte de carbono. A modelagem foi realizada a partir de dados de planejamento fatorial completo 24 - constituído por 20 ensaios, incluindo 4 repetições no ponto central - tendo como variáveis independentes as concentrações de água do mar, uréia, sulfato de amônio e fosfato monobásico de potássio e como variável resposta a tensão superficial dos filtrados dos meios de produção de biosurfactantes com 168 horas. Diversos modelos foram desenvolvidos usando diferentes bancos de dados, topologias, funções de transferências e algoritmos de treinamento. Um modelo com topologia 4-4-1 - tendo as concentrações de água do mar, uréia, sulfato de amônio e fosfato monobásico de potássio como variáveis de entrada e a tensão superficial como variável de saída - treinado com o algoritmo de retropropagação baseado em Levenbeg-Marquadt foi selecionado como o que apresentou melhor desempenho na estimação da tensão superficial. A raiz do erro quadrático médio e o coeficiente de correlação para o conjunto de validação deste modelo foram 0,25433 e 0,97433, respectivamente. Resultados que ratificam a capacidade de generalização e a eficiência das redes neurais artificiais como ferramenta de apoio ao desenvolvimento de meios para produção de biossurfactantes

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rita_cassia_freire_soares_silva.pdf: 20226744 bytes, checksum: bd91f37fc596f2c88c770334e386f466 (MD5) Previous issue date: 2013-04-20 / Surfactants are amphipathic powerful agents with application in various industries like oil industries, food, and pharmaceutical industries, among others. Several biosurfactants have been produced, but few are marketed due to the high cost of production and especially in relation to use of substrates and purification processes. In this sense, the use of industrial waste, corn steep liquor and residual canola oil frying, as alternative substrates for the production of a Pseudomonas cepacia CCT6659 biosurfactant was assessed in order to apply the environmental area, concentrations of constituents in the medium were studied using one central composite rotational design (DCCR) as a statistical tool to reduce surface tension. The biosurfactant produced in medium consisting of 3% corn steep liquor, cooking oil (canola) 2% NaNO3, and 0.2% reduced the surface tension to 26 mN / m after 60 hours under agitation of 250 rpm. In the study of the kinetics observed that the production of the biosurfactant was associated with cellular growth. The isolated biosurfactant yield was 8.0 g / L. The properties of the isolated biosurfactant were investigated and their CMC calculated. A preliminary biochemical characterization revealed the nature of the anion and glicolipídica biosurfactant. The biosurfactant was able to emulsify 90% engine oil and demonstrated stability during exposure to high temperatures (120 ° C for 15 minutes), high salt concentrations (12% NaCl) and in a wide pH range (2-12). Tests performed with crude biosurfactant showed no toxicity against the brine shrimp Artemia salina and two species of cabbage Brassica oleracea. The crude biosurfactant was also efficient in the removal of 75% of motor oil adsorbed on samples of sand and 65% oil dispersion, besides being able to remove 90% of the oil adhered to the solid surface. The results demonstrate the potential of biosurfactant for application in the oil industry, oil recovery, cleaning storage tanks and remediation of oil spills on land and water. / Os surfactantes são poderosos agentes anfipáticos com aplicação em vários segmentos industriais, como as indústrias petrolífera, alimentícia, e farmacêutica, entre outras. Muitos biossurfactantes têm sido produzidos, embora poucos sejam comercializados em virtude do alto custo de produção e principalmente no que se refere à utilização de substratos e aos processos de purificação. Neste sentido, a utilização dos resíduos industriais, milhocina e óleo de canola residual de fritura, como substratos alternativos para a produção de um biossurfactante por Pseudomonas cepacia CCT6659 foi avaliada com vistas à aplicação na área ambiental, As concentrações dos constituintes do meio foram estudadas utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) como ferramenta estatística na redução da tensão superficial. O biossurfactante produzido no meio constituído por milhocina 3%, óleo de fritura (canola) 2% e NaNO3 0,2% reduziu a tensão superficial para 26 mN/m após 60 horas sob agitação de 250 rpm. No estudo da cinética observou-se que a produção do biossurfactante estava associada ao crescimento celular. O rendimento em biossurfactante isolado foi de 8,0 g/L. As propriedades do biossurfactante isolado foram investigadas e sua CMC calculada. A caracterização bioquímica preliminar revelou a natureza glicolipídica e aniônica do biossurfactante. O biossurfactante foi capaz de emulsificar 90% do óleo de motor e demonstrou estabilidade durante exposição a altas temperaturas (120ºC por 15 minutos), altas concentrações salinas (12% NaCl) e em ampla faixa de pH (2-12). Testes realizados com o biossurfactante bruto demonstraram ausência de toxicidade frente ao microcrustáceo Artemia salina e a duas espécies de repolho Brassica oleracea. O biossurfactante bruto também foi eficiente na remoção de 75% do óleo de motor adsorvido em amostras de areia e na dispersão do óleo 65%, além de ser capaz de remover 90% do óleo aderido à superfície sólida. Os resultados obtidos demonstram o potencial do biossurfactante para aplicação na indústria de petróleo, recuperação de óleo, limpeza de tanques de estocagem e na remediação de derramamentos de óleos em solos e água.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leonila_maria_leandro_acioly.pdf: 728560 bytes, checksum: 908cf4cbcd51d01cea2358383b75e4a1 (MD5) Previous issue date: 2009-01-24 / The biosurfactants biopolymers are used in various industrial sectors, but still, are not economically competitive with synthetic surfactants, due to high production costs, where the substrate is 30% of the final costs. In search of alternative and low cost in the present study, we investigated the sources agribusiness, rice bran (Oryza sativa), potato (Solanum tuberosum) and soybean (Sorghum vulgare), as a liquid medium for biosurfactant production by Bacillus subtilis UCP0999. Assays were performed with and without the addition of (2g / L), peptone, ammonium sulfate and either (0.01 mL / L) of micro-nutrients, which were inoculated with 5% of a culture of B. subtilis (106 CFU / mL), kept under orbital agitation of 200 rpm for 30 ° C for 72 h. At the end of fermentation, the cells collected corresponded to biomass and metabolic cell-free liquid were evaluated pH, surface tension, emulsification index (motor oil, diesel and kerosene) and extracting the biosurfactant produced. The results showed that the bacteria used and the rice bran supplemented with soy peptone, producing a surfactant to reduce surface tension of water to 72 mN / m to 37.80 mN / m and 37.70, respectively. The soy supplemented with micronutrients to reduce the tension 35.60 mN / m. On the other hand, when the used rice bran supplemented with nutrients and micro ammonium sulfate produced a greater quantity of biosurfactant with 8.60 and 6.1 g / L, respectively, showing no significant results regarding the reduction of surface tension . The biosurfactants produced showed high emulsification in motor oil, kerosene and diesel with values from 30 to 100%, with the highest rates with potato broth and soy supplemented with micronutrients and ammonium sulphate. The biosurfactant produced in the different media formulated demonstrated great potential for emulsification of hydrophobic substance and surface tension reduction, allowing for future use in bioremediation processes. / Os biossurfactantes são biopolímeros utilizados em vários setores industriais, porém ainda, não são economicamente competitivos com os surfactantes sintéticos, devido aos elevados custos de produção, onde o substrato representa 30% dos custos finais. Na busca de fontes alternativas e de baixo custo, no presente trabalho foi investigada as fontes agroindustriais, farelo de arroz (Oryza sativa), batata inglesa (Solanum tuberosum) e soja (Sorghum vulgare), como meio líquido para produção de biossurfactante por Bacillus subtilis UCP0999. Os ensaios foram realizados com e sem a adição de (2g/L) de peptona, sulfato de amônia e ou (0,01mL/L) de micro nutrientes, os quais foram inoculados com 5% de uma cultura de B. subtilis (106 UFC/mL), mantidos sob agitação orbital de 200rpm, por 30oC por 72 h. Ao final da fermentação, as células coletadas corresponderam a biomassa e do liquido metabólico livre de células foram avaliados pH, tensão superficial, índice de emulsificação (óleo de motor, diesel e querosene) e extração do biossurfactante produzido. Os resultados demonstraram que a bactéria utilizou o farelo de arroz e soja suplementado com peptona, produzindo um surfactante que reduziu a tensão superficial da água 72 mN/m para 37,80 mN/m e 37,70, respectivamente. A soja suplementada com micro nutrientes reduziu a tensão para 35,60 Mn/m. Por outro lado, quando utilizou o farelo de arroz suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia, produziram uma maior quantidade de biossurfactante, com 8,60 e 6,1 g/L, respectivamente, não apresentando resultados significativos quanto a redução da tensão superficial. Os biossurfactantes produzidos apresentaram altos índices de emulsificação em óleo de motor, querosene e diesel com valores de 30 a 100%, sendo os mais altos índices com caldo de batata e de soja, suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia. O biossurfactante produzido nos diferentes meios formulados demonstrou grande potencial de emulsificação de substancias hidrofóbicas e redução da tensão superficial, possibilitando utilização futura nos processos de biorremediação.

Resumo: O presente trabalho visou estudar a produção de biossurfactante e PHAs de Pseudomonas sp. em substratos alternativos oriundos do processamento de alimentos bem como determinar as propriedades, composição química e aplicações dos compostos obtidos. Foram isoladas 21 cepas bacterianas, sendo que duas cepas demonstraram capacidade de crescer no meio de cultivo proposto e produzir ramnolipídios e PHAs. Estas cepas foram identificadas como Pseudomonas aeruginosa e receberam as seguintes terminações: P. aeruginosa L2-1 e P. aeruginosa B1-3. Com relação a caracterização de ramnolipídios e PHAs, suas composições variaram de acordo com a fonte de carbono e a linhagem utilizada na fermentação. O meio manipueira adicionado com óleo de fritura (MOF) apresentou os melhores resultados, alcançando uma produção de PHA de 39% do peso seco de células e uma produção de ramnolipídios de 660 mg/L. A manipueira se mostrou um substrato alternativo com potencial para a produção de ramnolipídios e PHAs, principalmente quando adicionada com óleo de fritura, além de ser uma solução do ponto de vista ambiental e também agregar valor a estes resíduos. A manipueira adicionada de óleo de fritura pode reduzir os custos de produção permitindo a obtenção concomitante de ramnolipídios e PHAs. O ramnolipídio produzido pela linhagem P. aeruginosa L2-1 no substrato manipueira adicionado de óleo de fritura foi recuperado e apresentou excelentes propriedades tenso-ativas, (baixos valores de concentração micelar crítica e de tensão superficial e interfacial, excelente atividade emulficante e estabilidade da emulsão), além de potencial para uso na remediação de ambientes contaminados, removendo até 89% de petróleo na areia após processo de lavagem, conferindo características semelhantes e algumas vezes melhores que o ramnolipídio comercial JBR599 (Jeneil Biosurfactant Co.) / Abstract: This work evaluated the rhamnolipid and PHAs production by Pseudomonas sp. in alternative low-cost substrates from food processing, determining the properties, applications and chemistry composition of compounds obtained. Were isolated 21 strains, being that 2 isolates were able to growth and produce rhamnolipids and PHAs in the substrates. These bacteria were identified as Pseudomonas aeruginosa. The polymers and surfactants produced were characterized by gas-chromatography mass spectrophotometry (GC-MS) and by high performance liquid chromatography-MS (HPLC-MS), and their composition was found to vary with the carbon source and the strain used in the fermentation. The best overall production of rhamnolipids and PHAs was obtained with cassava wastewater added with waste cooking oil (CWO) as the carbon source, with PHA production corresponding to 39% of the cell dry weight and rhamnolipids production being 660 mg/L. It would appear that CWO has the highest potential as alternative substrate, and its use may contribute to a reduction in the overall environmental impact generated by discarding such residues. The rhamnolipid produced by P. aeruginosa L2-1 in CWO showed excellent tension-active properties (low values of critic micellar concentration and superficial and interfacial tensions) and potential to use in remediation of contaminated environmental, removing 89% of petroleum after washing process in sand, with characteristics similar or better than commercial rhamnolipid JBR599 (Jeneil Biosurfactant Co.) / Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Marcia Nitschke / Banca: José Gregório Cabrera Gomez / Banca: Marcos Rogério Tótola / Banca: Humberto Márcio Santos Milagre / Banca: Lucia Regina Durrant / Doutor

The aim of this diploma thesis was study of the isolation of polyhydroxyalkanoates using a commercial surfactant and selected biosurfactants, which were sophorolipids, coconut soap, lecithin, lauryl glucoside, coco glucoside and cocamidopropyl betaine. PHA was isolated from Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344, where the amount of NaCl in the production medium was first optimized. The molecular weight of the isolated polymer was analyzed by SEC-MALS. The largest structural changes were recorded for coconut soap. Possible impurities in the isolated polymer were analyzed by infrared spectrometry (ATR-FTIR). The least protein contamination of the polymer was recorded with coconut soap. From the above biosurfactants, coconut soap, lauryl glucoside and coco glucoside were selected, because the highest purity of PHA was obtained. However, coconut soap had the greatest potential. The isolation temperature and surfactant concentration were optimized for selected biosurfactants. The best results were obtained at 90 °C and a concentration of 5 g/L. Furthermore, the versatility of the isolation method was tested using selected biosurfactants on various thermophilic microorganisms, which were Chelatococcus composti DSM 101465, Schlegelella thermodepolymerans DSM 15264, Tepidimonas taiwanensis LMG 22826 and Aneurinibacillus thermoaerophilus H1.

Lipases are enzymes catalyzing primarily the hydrolytic cleavage of triacylglycerol bonds. The production of lipolytic enzymes is known in many microorganisms, especially those who are able to utilize a fatty carbon substrate. Some genera of carotenogenic yeasts are characterized by this ability. Carotenogenic yeasts are characterized primarily by the formation of intracellular carotenoids, lipids and lipid-soluble substances. In addition to these metabolites, they may also produce some biosurfactants. This work deals with the production of extracellular lipolytic enzymes and biosurfactants by carotenogenic yeasts Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa and Sporidiobolus pararoseus cultivated mainly on animal waste fat at various C/N ratios (13, 25, 50, 100). Lipase activity was detected in all strains studied. Enzyme activities were measured by spectrophotometric method. Lipase induction has also been observed during cell growth, where several peaks of lipase activity have been reported, suggesting cell-associated lipase and lipase secreted into the environment. Lipase activities have also been found in cultures on glucose and glycerol carbon substrates. Further, the molecular characterization of lipolytic enzymes was performed using polyacrylamide gel electrophoresis. The formation of biosurfactants is to some extent formed by all strains. In particular, the biosurfactants of C. macerans and S. pararoseus yeast have emulsifying and solubilizing properties. Simultaneously with the production of lipase and biosurfactants, the production of characteristic high value added intracellular metabolites in S. pararoseus and R. mucilaginosa was evaluated too.

Complexity in Home and Personal Care appears in several forms – the product, the substrate, and their interactions. The aim of this thesis is to investigate strategies for selecting effective surface-active agents (surfactants) that can be used in combination with other active ingredients in industry-relevant formulations deployed in the personal care sector. This thesis is composed of three parts, each of which involves a study of a complex natural system as it is affected by the addition of a complex chemical mixture. This is done in an effort to expose key features of the design rules for engineering the chemical mixture to enhance baseline performance via synergistic interactions of the formulation components and the natural system components. The first topic is an investigation on how the effectiveness of surface-active agents for removing a mixture of hydrophobic and hydrophilic soils from fabrics is related to the surfactants' physical-chemical features. The second topic is an exploration of compatible surfactant-enzyme systems that can be used in various industrial applications, where the behavior at a variety of interfaces is concomitantly important. Here, the focus is on the effect of surfactant structure and properties on enzyme function (i.e., activity), structural mobility and stability. The third topic is an investigation on the usefulness of micro-Raman spectroscopy for determining in situ chemical information that relates to the effects of a variety of surfactants on the mechanical and textural features of skin.