A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 da família das Poaceae. Sua principal característica é a capacidade de estocar altas concentrações de sacarose no colmo. Devido à sua alta atividade fotossintética, ela consegue converter uma boa parte da radiação solar em biomassa. Assim, ela pode ser considerada um dos melhores modelos para os estudos da relação fonte-dreno. O Brasil é um dos maiores produtores e exportadores de álcool do mundo, e por isso a cana-de-açúcar é considerada uma das principais culturas atuais. A ausência de informações sobre a sua sequência genômica levou à criação do programa SUCEST no final de 1990, onde foram disponibilizadas aproximadamente 240,000 sequências denominadas ESTs (Expression Sequence Tags), uma cobertura de quase 90% do genoma expresso da cana-de-açúcar. Desta forma, foi possível desenvolver uma plataforma de microarranjo Agilent de oligonucleotídeos com componentes do SUCEST. Por meio do programa de melhoramento da RIDESA e a análise por microarranjos, foi possível a identificação de vias metabólicas que podem estar relacionadas com a regulação do acúmulo de sacarose em cana-de-açúcar, principalmente aquelas que envolvem os fitormônios auxina e etileno. A obtenção de dados agrotecnológicos e de fisiologia permitiu a observação de um trade off metabólico, onde o acúmulo de sacarose parece ocorrer em detrimento do acúmulo de fibra. A obtenção de plantas silenciadas e superexpressando uma quinase da família da SnRK1 levou, através da análise de microrarranjos, a identificação de genes diferencialmente expressos envolvidos no estresse por seca como uma PP2C e deidrina. Nas plantas superexpressando uma SnRK1, há um aumento do conteúdo de sacarose na planta 88, que talvez indique que a superexpressão dessa quinase leve a um aumento do conteúdo de sacarose em cana. Com a obtenção de sequências genômicas acima do sítio de início da transcrição dessa mesma SnRK1, e de uma subunidade regulatória Akinβγ, foi possível identificar por análise computacional sequências conservadas envolvidas na regulação hormonal, resposta à seca e reações de luz, indicando que a transcrição desse gene pode resultar de diferentes respostas da planta. Esse trabalho permitiu novas diretrizes no estudo do acúmulo de sacarose no colmo, indicando que vias de transdução de sinais conservadas, mediadas por hormônios e fosforilação, podem ser as principais responsáveis por esse fenômeno em cana-de-açúcar. / The sugarcane is a C4 grass of the Poaceae family. Its main feature is the ability to store high sucrose concentrations in the culm. Due to the elevated photosynthetic activity, it can convert a great portion of solar radiation into biomass. Thus, it can be considered one of the best models for studies of source-sink relationship. Brazil is one of the largest alcohol producers and exporters in the world, and sugarcane is considered one of the main current cultivars. The absence of information about its genome sequence led to the creation of the SUCEST program in late 1990, from which approximately 240,000 sequences called ESTs (Expression Sequence Tags) were made available, with a coverage of almost 90% of the sugarcane expressed genome. Thus, it was possible to develop a microarray platform with Agilent oligonucleotide with SUCEST components. Through the RIDESA improvement program and microarray analysis, it was possible to identify metabolic pathways that may be related to the regulation of sugarcane sucrose accumulation, especially those involving the plant hormones auxin and ethylene. The agro-technological and physiology data allowed the observation of a metabolic trade-off, where the sucrose accumulation appears to occur at the expense of fiber accumulation. The production of plants that are silenced or overexpressing a kinase from SnRK1 family, led by microrarray analysis, allowed the identification of differentially expressed genes that are involved in drought stress, such as a PP2C and dehydrin. In plants overexpressing a SnRK1, there is an increased sucrose content in the plant 88, which may indicate that overexpression of this kinase leads to an increase in leaf sucrose content. After obtaining the genomic sequence above the transcription start site of the same SnRK1, and a regulatory subunit Akinβγ, it was possible to identify by computer analysis conserved sequences involved in regulating hormonal response to dry and light responses, indicating that the gene transcription may arise from different plant responses. This work allowed new guidelines in the study of sucrose accumulation in the culm, suggesting that conserved signal transduction pathways and hormone mediated phosphorylation may be the main reason for this phenomenon in sugarcane.

A indústria Sucroenergética tem como uma de suas preocupações atuais a presença de polissacarídeos, como o amido e a dextrana, no caldo de cana-deaçúcar. Além de afetar a qualidade do açúcar, estes polissacarídeos podem alterar resultados de análises tecnológicas do caldo e, possivelmente, causar erros no pagamento da cana. Foram objetivos deste estudo: a) isolar e caracterizar o amido isolado de cana da variedade RB 86-7515 e b) avaliar a interferência de adições crescentes deste amido isolado e de dextranas comerciais com pesos moleculares 40.000 e 5.348.000 Dalton nas análises de polarimetria e refratometria do caldo e de uma solução de sacarose (sistema modelo) a 19% (m/m). As adições de amido e dextrana interferiram nas leituras de Pol e Brix, tanto em solução de sacarose como no caldo. Foi constatada forte correlação positiva entre as variáveis (Pol% x doses de amido ou dextrana e Brix% x doses de amido ou dextrana), tanto para o ensaio em solução de sacarose como para caldo. A dextrana teve maior interferência sobre as análises, embora a interferência do amido também tenha sido evidente. Por tratar-se de um sistema complexo (composição mista de várias substâncias, inclusive amido e dextrana originalmente presentes) o caldo de cana apresentou na maioria dos ensaios, incrementos menores de leituras no polarímetro e refratômetro que o sistema modelo. A adição de amido em solução de sacarose causou incrementos de Pol% a partir de dose compreendida entre 500 e 1000 ppm, enquanto no caldo esses acréscimos foram significativos a partir de doses entre 100 e 500 ppm. A adição de dextrana em solução de sacarose causou variação significativa da Pol% a partir de dose entre 100 e 500 ppm, independente do peso molecular, e no caldo entre 1000 e 5000 ppm para as de peso molecular menor e entre 500 e 1000 ppm para a de maior peso. Na análise de Brix% a adição de amido em solução de sacarose causou variação significativa a partir de dose compreendida entre 0 e 100 ppm, e no caldo a partir de dose entre 500 e 1000 ppm. No caso da dextrana, o ensaio com solução de sacarose apresentou variação significativa do Brix% a partir de dose compreendida entre 0 e 100 para a de menor peso e entre 100 e 500 ppm para a de maior peso. No caldo esses acréscimos foram significativos a partir de doses entre 100 e 500 ppm para ambas as dextranas. O amido isolado de cana foi caracterizado revelando a predominância de grânulos esféricos, com diâmetro médio variando de 2,8 a 3,1 ?m e coloração muito próximo à branca. Seu teor de amilose foi de 17,5%, com padrão de cristalinidade do tipo A e cristalinidade relativa de 44,21% (elevada). A endoterma de gelatinização variou entre 66 e 81°C, com entalpia de 10,57 J.g-1. / The Sucroenergetic industry has as one of their current concerns the presence of polysaccharides, such as starch and dextran, in sugar cane juice. In addition to affecting the quality of sugar, these polysaccharides can alter the results of technological analysis of the juice and possibly cause errors in the payment of sugarcane. The aims of this study were: a) isolate and characterize the isolated starch of sugarcane variety RB 86-7515 b) evaluate the influence of increasing additions of isolated starch and commercial dextrans with molecular weights 40,000 and 5,348,000 Daltons in the analysis of polarimetry and refraction of the juice and a sucrose solution (system model) to 19% (w/w). The additions of starch and dextran affected the Brix and Pol readings, both sucrose solution as in the juice. There was a strong positive correlation between the variables (% Pol x doses of starch or dextran and Brix% x doses of starch or dextran) for the test in sucrose solution and juice. Dextran has been more interference in the analysis, although interference of starch has also been evident. Because it is a complex system the juice showed in most trials, smaller increments on polarimetry and refractometry that the model system, by the presence of other substances. The addition of starch in sucrose solution caused increments of Pol% from the dose between 500 and 1000 ppm, while in the juice these additions were significant at doses of 100 to 500 ppm. The addition of dextran in solution of sucrose caused significant variation of Pol% from the dose between 100 and 500 ppm, regardless of molecular weight, and in juice between 1000 and 5000 ppm for the lower molecular weight and between 500 and 1000 ppm for the highest weight. In the analysis of Brix% the starch addition in sucrose solution caused a significant variation from the dose between 0 and 100 ppm, and in juice from the dose between 500 and 1000 ppm. In the case of dextran, the test with sucrose solution presented a significant variation of Brix% from the dose between 0 and 100 to the lower weight and between 100 and 500 ppm for higher weight. In juice these additions were significant from the doses between 100 to 500 ppm for both dextrans. The starch was isolated from sugar cane and was characterized revealing the predominantly spherical granules with an average diameter ranging from 2.8 to 3.1 ?m and coloration close to white. Its amylose content was 17.5%; with crystallinity pattern of type A and relative crystallinity of 44.21% (high). The gelatinisation endotherm varied between 66 and 81 °C with enthalpy of 10.57 J.g-1.

As preocupações com o meio ambiente têm impulsionado o desenvolvimento de tecnologias verde para a produção de etanol de segunda geração (2G), com o intuito de aumentar a produção mundial de etanol e reduzir o uso de combustíveis fósseis. Além disso, o uso de processos biológicos para a obtenção de etanol 2G minimizam a geração de resíduos tóxicos e o uso de energia, reduzindo os custos do processo. O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de biodeslignificação do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) (etapa 1) e biodestoxificação do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar (HHBCA) (etapa 2) na produção de etanol celulósico e hemicelulósico. Inicialmente foi explorado o potencial de remoção de lignina presente no BCA por seis isolados fúngicos (JLS6-A6, JLS6-A7, JLS6-A12, JLS6-F6, JLS6-G4 and JLS6-H9) e uma cepa de Streptomyces (JLS3-C3), visando o aumento da acessibilidade aos açúcares fermentescíveis. Foram utilizados o planejamento fatorial fracionário 24-1 e o arranjo ortogonal de Taguchi L8 para avaliar o impacto de parâmetros físicos e nutricionais na atividade das enzimas hidrolíticas e ligninolíticas e transformação da lignina durante 21 dias. Como segundo passo foi utilizado o pré-tratamento com ácido diluído para a obtenção do HHBCA, rico em pentoses. Os parâmetros nuticionais para a biodestoxificação do HHBCA foram avaliados utilizando o modelo Box and Behnken 23. As cepas JLS6-A6, JLS6-A7, JLS6-F6 and JLS6-A12 apresentaram alta capacidade de síntese da enzima xilanase, que foi reduzida (de 30 U/mg para 5 U/mg) com o auxílio do planejamento fatorial fracionário 24-1 na condição otimizada (BCA moído e umedecido, pH 8,5, agitação de 100 rpm durante 14 dias). A cepa JLS6-A6 apresentou alto potencial de síntese da enzima manganês peroxidase, destacando-se entre as outras estirpes. A condição de sacarificação ótima identificada por meio do arranjo ortogonal de Taguchi foi pH 8,5 e BCA umedecido. O valor de YP/S obtido após a fermentação dos açúcares liberados a partir do BCA moído e pré-tratado (YP/S = 0,45 g de etanol celulósico/g) foi 2,14 vezes mais elevado do que o obtido para o BCA não moído e pré-tratado, e 1,29 vezes mais elevado do que o BCA moído e não pré-tratado durante o processo de sacarificação e fermentação simultâneas. A levedura Issatchenkia occidentalis Y1´a foi capaz de crescer no HHBCA não suplementado, utilizando ácido acético como fonte de energia. A etapa de fermentação (30oC, 150 rpm, 24 h) foi bem sucedida com uma produção volumétrica (YP/S) de 0,26 g de etanol hemicelulósico/g e produtividade (QP) de 0,14 g/Lh pela levedura Candida shehatae UFMG 52.2. Estes resultados confirmam o potencial de processos biológicos relacionados com a produção de etanol 2G. Além disso, JLS6-A6 e I. occidentalis Y1\'a são cepas promissoras no pré-tratamento biológico do BCA e destoxificação biológica do HHBCA, respectivamente. Desta forma, este trabalho contribuirá com o desenvolvimento da produção de etanol celulósico e hemicelulósico proporcionando a integração da produção do etanol de primeira e 2G. / Environmental concerns have driven the development of green technologies towards second-generation ethanol (2G) production in order to increase the global production of ethanol and to minimize usage of fossil fuels Furthermore, the use of biological processes through the steps required to obtain 2G bioethanol reduces the generation of residues, some of which are toxic to the environment, and the need for energy usage, reducing the overall costs of the process. The objective of this study was to evaluate the influence of the biodelignification of the sugarcane bagasse (SCB) (step 1) and the sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolyzate (SCBHH) biodetoxification (step 2) for the production of cellulosic and hemicellulosic ethanol. Firstly, six fungal strains (JLS6-A6, JLS6-A7, JLS6-A12, JLS6-F6, JLS6-G4 and JLS6-H9) and one Streptomyces strain (JLS3-C3), were explored according to their potential for lignin removal from SCB during a biological pretreatment in order to increase the accessibility of fermentable sugars. Fractional factorial design 24-1 and Taguchi L8 orthogonal array were utilized to assess the impact of physical and nutritional parameters in the hydrolytic and ligninolytic enzymes activity and lignin transformation over 21 days of incubation. Secondly, SCB was subjected to diluted-acid pretreatment to obtain the SCBHH, rich in pentoses sugar. Nutritional parameters for biodetoxification of SCBHH were evaluated utilizing the Box and Behnken 23 design. The strains JLS6-A6, JLS6-A7, JLS6-F6 and JLS6-A12 showed a high capacity for synthesis of xylanase enzyme. The xylanase activity was significantly reduced (from a maximum of 30 U/mg to 5 U/mg) in the optimized condition (moistened SCB milled to 20 mesh size, pH 8.5, agitation 100 rpm for 14 days) determined with the fractional factorial design. The strain JLS6-A6 showed high potential for synthesis of manganese peroxidase enzyme and efficiency during SCB biodelignification, standing out among the other strains. The optimum saccharification conditions identified by Taguchi orthogonal array was moistened SCB and pH 8.5. The value of YP/S obtained after fermentation of the sugars released from pretreated milled SCB (YP/S = 0.45 g cellulosic ethanol/g) was 2.14 times higher than that obtained for pretreated unmilled SCB and 1.29 times higher than unpretreated milled SCB after the simultaneous saccharification and fermentation process. The yeast I. occidentalis Y1\'a was able to grow on unsupplemented SCBHH using acetic acid as an energy source during the biodetoxification process. The fermentation step (30oC, 150 rpm, 24 h) was successful with a volumetric yield (YP/S) of 0.26 g hemicellulosic ethanol/g and productivity (Qp) of 0.14 g/Lh by the yeast Candida shehatae UFMG 52.2. These results confirm the potential of biological processes related to the production of ethanol 2G. Furthermore, JLS6-A6 and I. occidentalis Y1\'a are promising strains for SCB biological pretreatment and SCBHH biological detoxification, respectively. Thus, this work will contribute to the development of cellulosic and hemicellulosic ethanol production, providing the integration of the production of the first and 2G ethanol.

O Brasil é hoje o maior produtor de cana-de-açúcar no mundo e a previsão de safra para 2016 é de 658,7 milhões de toneladas. Como o bagaço da cana consiste de 14% de sua massa serão produzidas cerca de 92 milhões de toneladas desse coproduto. Buscando alternativas sustentáveis existem algumas formas de aproveitamento do mesmo, seja na produção de energia, de etanol de segunda geração ou de derivados celulósicos, foco do presente estudo. Objetivou-se através deste trabalho obter metilcelulose por meio de processos sequenciados. Partindo do bagaço de cana in natura, celulose, hemicelulose e lignina foram segregadas por hidrólises, sendo que o foco foi a fração celulósica. A mesma passou por duas diferentes sequências de branqueamento, obtendo celulose purificada, da qual foi produzida a metilcelulose com potencial aplicabilidade industrial. As sequências de branqueamento avaliadas foram uma livre de cloro elementar (ECF) e outra totalmente livre de cloro (TCF), visando reduzir ou suprimir a geração de poluentes tóxicos, principalmente compostos organoclorados. Uma das escolhas para esse objetivo foi o emprego de tecnologia baseada no tratamento enzimático, através da lacase, na sequência TCF. Cada material gerado por etapa de estudo foi analisado. O bagaço de cana, e as celuloses geradas pelas hidrólises foram caracterizadas quanto aos teores de celulose, hemicelulose, lignina, cinzas e extrativos. A celulose gerada antes e após cada etapa de branqueamento foi caracterizada, alcançando por meio da rota ECF uma redução de 80,5% do número kappa, aumento de 3,6 vezes do grau de alvura e pouca variação na viscosidade. Para a rota TCF houve redução de 48,7% do número kappa, aumento de 2,3 vezes do grau de alvura e melhora das propriedades da fibra por meio do aumento da viscosidade. A metilcelulose foi caracterizada por DRX, FTIR, TGA/DTG, MEV e solubilidade. Concluiu-se que os tratamentos foram realizados de maneira eficiente, a otimização das etapas de branqueamento proporcionou uma boa purificação da celulose, a partir da qual pôde ser produzida metilcelulose de boa qualidade, confirmada pelas análises do material. / Brazil is now the largest producer of sugarcane in the world and harvest forecast for 2016 is 658.7 million tons. Such as sugarcane bagasse consists of 14% of its mass will be produced about 92 million tons of this coproduct. Seeking sustainable alternatives there are some ways to use the same, whether in energy production of second-generation ethanol or cellulosic derivatives, focus of this study. The objective was to get through this work methylcellulose through sequenced processes. Starting from sugarcane bagasse, cellulose, hemicellulose and lignin were segregated by hydrolysis, and the focus was the cellulosic fraction. The same underwent two different bleaching sequences, obtaining purified cellulose, which was produced methylcellulose having potential industrial applicability. bleaching sequences evaluated were an elemental chlorine free (ECF) and other totally chlorine free (TCF), to reduce or eliminate the generation of toxic pollutants, organochlorine compounds mainly. One of the choices for this purpose was the use of technology based on enzymatic treatment by Laccase in TCF sequence. Each material generated by step study was analyzed. The sugarcane bagasse, and the pulps generated by hydrolysis were characterized how to cellulose, hemicellulose, lignin, ash and extractives. Cellulose generated before and after each bleaching stage was characterized, by ECF route reaching a reduction of the kappa number 80.5%, an increased of 3.6 times the degree of whiteness and little variation in viscosity. For TCF route was reduced by 48.7% kappa number, increase the degree of whiteness in 2.3 times and a improvement of fiber properties by increasing the viscosity. The methylcellulose was characterized by XRD, FTIR, TGA / DTG, SEM and solubility. It was concluded that the treatments were performed in an efficient manner, optimization of the bleaching stages provided a good purification of the pulp, from which good quality can be produced methylcellulose, confirmed by analysis of the material.

Características sensoriais diferenciadas e qualidade química podem garantir a competitividade de uma bebida destilada. O uísque é uma bebida alcoólica produzida a partir da destilação do mosto fermentado de cereais e que passa por um período de maturação em barris de carvalho. A cachaça, por sua vez, é produzida a partir da destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado. O objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade química e sensorial da bebida destilada oriunda das matérias-primas cana-de-açúcar e cevada e produzida mediante técnicas já existentes em processos produtivos de cachaça e uísque. O mosto combinado teve como fonte de açúcares o mosto de caldo de cana e o mosto de malte de cevada, que foram preparados separadamente e depois misturados nas seguintes proporções em porcentagem: 100 (A), 75 (B), 50 (C), 25 (D) e 0 (E) de caldo de cana, complementado com o mosto de malte de cevada. O processo fermentativo foi conduzido a 30ºC, mediante adição de leveduras Saccharomyces cerevisiae, cepas CA-11 e S-33, inoculando-se 1,5 g/L de cada levedura. As destilações foram realizadas em alambique de cobre, seguindo a metodologia de dupla-destilação utilizada para a produção de Scotch malt whisky. As bebidas duplamente destiladas foram acondicionadas em barris de carvalho por 60 dias. Os mostos foram submetidos às análises de pH, Brix, Pol, Açúcares Redutores (AR), Açúcares Redutores Totais (ART) e Acidez Total; e os vinhos foram analisados quanto a Teor Alcoólico, pH, Açúcares Redutores Residuais (ARR) e Acidez Total. Os flegmas, bidestilados e as bebidas envelhecidas foram submetidos a análises de teor alcoólico (densitometria), cobre (colorimetria), congêneres voláteis (CG-FID) e carbamato de etila (CG-EM). As bebidas envelhecidas também foram submetidas a análises de intensidade de cor e compostos fenólicos totais (espectrofotometria) e congêneres de maturação (CLAE). Testes sensoriais foram realizados para verificar a preferência entre as amostras pelos consumidores. Análises estatísticas foram realizadas pelo programa SAS (ANOVA e Testes de Tukey). Foi comprovada a eficiência da técnica de bidestilação na redução de alguns compostos limitados pela legislação. Mostos combinados com maior porcentagem de malte de cevada apresentaram menor formação de carbamato de etila. O envelhecimento aumentou a concentração de carbamato de etila nos destilados A, B e C sendo ao final o único contaminante presente acima dos limites permitidos pela legislação de aguardente de cana. Siringaldeído e ácido gálico foram os congêneres de maturação com as maiores concentrações nos destilados. O destilado do tratamento A apresentou a maior concentração total de compostos de envelhecimento. Na análise sensorial o destilado do tratamento C apresentou a maior preferência pelos provadores. Este estudo comprova que a produção de uma nova bebida a partir da combinação de matérias-primas diferentes pode apresentar resultados satisfatórios. Entretanto, ressalta-se a importância da continuidade desse estudo para afinar a definição da combinação de mostos mais adequada, para assim confirmar a viabilidade e eficiência do processo. / Differentiated sensory characteristics and chemical quality can ensure the competitiveness of a distilled beverage. Whisky is an alcoholic beverage produced from the distillation of fermented worts of cereals and aged in oak barrels. Cachaça, in turn, is produced from the distillation of fermented sugarcane juice. The objective of this study was to analyze the chemical and sensory quality of distilled spirit derived sugarcane and barley and produced by existing techniques in production processes of cachaça and whisky. The combined wort had as a source of sugars the sugarcane juice and barley malt wort, that were prepared separately and then mixed in the following proportions by percentage: 100 (A) 75 (B), 50 (C), 25 (D) and 0 (E) of sugarcane juice, supplemented with barley malt wort. The fermentation was conducted at 30° C by addition of Saccharomyces cerevisiae, CA-11 and S-33 strains, inoculating 1,5 g/L of each yeast. The distillations were performed in copper still, according to double-distillation method used for production of Scotch malt whisky. Double-distilled spirits were stored in oak barrels for 60 days. Worts were submitted to analysis of pH, Brix, Pol, Reducing Sugars (AR), Total Reducing Sugars (ART) and Total Acidity; and the wines were analyzed for Alcohol, pH, Residual Reducing Sugars (ARR) and Total Acidity. Low wines, double-distilled spirits and aged spirits were analyzed for alcohol content (densitometry), copper (colorimetry), volatile congeners (GC-FID) and ethyl carbamate (GC-MS). Aged spirits were also analyzed for color intensity and total phenolic compounds (spectrophotometry) and aged congeners (HPLC). Sensory tests were conducted to verify preference between samples by consumers. Statistical analyzes were performed using SAS (ANOVA and Tukey tests). The efficiency of double-distillation technique in reduce some compounds limited by legislation was confirmed. Worts combined with a higher percentage of barley malt showed lower formation of ethyl carbamate. Aging increased the concentration of ethyl carbamate in spirits A, B and C being at the end the only contaminant found above the limits allowed by the cachaça legislation. Syringaldehyde and gallic acid were the aged congeners with the highest concentrations in the spirits. Spirit A had the highest total concentration of aged congeners. Sensory analysis showed that spirit C was the most preferred by tasters. This study demonstrates that the production of a new beverage from the combination of different raw materials can provide satisfactory results. However, it emphasizes the importance of continuing this study to refine the definition of the most appropriate combination of worts, thus to confirm the feasibility and process efficiency.

Modelos de simulação de culturas são ferramentas usuais na literatura científica para representar o desempenho de uma cultura agrícola. Por representar os processos biofísicos, contém equações matemáticas e por operar em escala local, demandam investimento em equipamento e tempo computacional relativamente grande para sua execução. Ademais, nem sempre é possível obter dados climáticos e de solos cobrindo todo território brasileiro. Uma forma de representar regiões em escalas maiores é através da extrapolação das zonas edafoclimáticas homogêneas (ZEH). Portanto, objetivou-se no presente trabalho definir ZEH para as principais regiões de cana-de-açúcar do Brasil com base em dados de clima e de solo através de técnicas de geoestatística em um sistema de informação geográfica, afim de limitar ao máximo o número de pontos de simulação, sem prejudicar a representação espacial. Foram utilizadas 2.018 estações tanto meteorológicas quanto pluviométricas, além de 1.984 pontos de análises de perfis de solos espalhadas pelas principais regiões de cana-de-açúcar do Brasil. Os mapas das zonas climáticas e edáficas foram realizados através de técnicas de geoestatística e análises de indicadores estatísticos das variáveis espacializadas (VE). As escolhas das VE foram baseadas na literatura sobre zoneamento em escala global, dos quais foram selecionados para o presente trabalho, referente ao aspecto climático: graus-dias de crescimento (representando as condições térmicas do ambiente) e índice de evapotranspiração relativa (representando as condições hídricas no ambiente); referente ao aspecto edáfico, capacidade de troca de cátions (representando as características químicas) e água disponível no solo (representando as características físico-hídricas dos solos). Os mapas foram trabalhados em uma resolução de 10 quilômetros x 10 quilômetros. Numa primeira abordagem, obteve-se nove classes de zonas climáticas homogêneas e resultaram em dez classes de zonas edáficas homogêneas, totalizando 50 ZEH nas principais regiões canavieiras do Brasil, oriundas da combinação entre as classes de solo e clima. Uma segunda abordagem foi utilizada no sentido de se reduzir o número de classes finais, obtendo-se cinco classes de clima, oito classes de solo, o que resultou em 21 classes de ZEH ao final. / Crop simulation models are useful tools in the scientific literature to represent the performance of a crop in a given field. Because they are process-based and contain a number of algorithms and operate on a local scale, these models require investments in hardware and are usually time consuming. Furthermore, sometimes it is not possible to obtain climate and soil data covering the whole country. One way to represent regions at larger scales is by upscaling on homogeneous edaphoclimatic zones (HEZ). Therefore, the goal of the present study is define HEZ to the main sugarcane regions in Brazil based on weather and soil data through geostatistical techniques in a geographic information system, in order to limit number simulation points without harming the spatial representation. 2,018 weather stations in addition to 1,984 points of soil profile analyzes spread in the main sugarcane regions in Brazil were used. The maps of climate and edaphic zones were made through geostatistical techniques and statistical indicators analysis of spatialized variables (SV). The SV selected were based on homogeneous zone methods performed in global scale, from which were selected for climatic zones, thermal conditions (degree-days growth) and water conditions (relative evapotranspiration index); and edaphic zones, conditions chemical (cation exchange capacity) and water conditions (available soil water). The maps were made at a resolution of 10 km x 10 km. In the first approach, homogeneous climate zones resulted in nine classes and homogeneous edaphic zones resulted in ten classes, totaling 50 HEZ in the main sugarcane regions of Brazil, derived from the combination of the soil and climate classes. In a second approach were used in order to reduce the number of final classes, obtaining in climatic zones five classes, and in edaphic zones eight classes, in which resulted in 21 HEZ classes.

Introdução. O uso de tecnologias computacionais em pesquisas na área de saúde pública é cada vez mais acentuado devido às facilidades providas ao pesquisador. Em particular, o SIG (Sistema de Informação Geográfica) auxilia na fusão de dados dispostos em tabelas e mapas contendo aspectos geográficos do local de estudo, por meio da sobreposição de camadas. Tal fusão possibilita uma nova leitura dos dados associados à dimensão do espaço. Neste aspecto, os programas SIG são ferramentas ideais para estudos de geografia da saúde. No entanto, observa-se a escassez de estudos sobre os possíveis efeitos deletérios à saúde humana, causados pelos produtos das queimadas em culturas canavieiras. Neste contexto, os SIGs, associados a técnicas de análise espacial podem auxiliar na busca de uma melhor compreensão sobre as interações do homem e seu meio, no âmbito da saúde pública. Objetivo. Este estudo avaliou correlações entre os agravos à saúde respiratória e queimadas de cana-de-açúcar, utilizando análise espacial e modelos estatísticos. Metodologia. O desenvolvimento deste trabalho consistiu em coletar e organizar dados de queimadas e internações por afecções respiratórias, gerando um repositório de dados para duas regiões brasileiras produtoras de cana-de-açúcar: a região denominada Centro-Sul, com os estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paraná e São Paulo, e a região Nordeste com os estados de Alagoas, Bahia, Sergipe, Pernambuco e Paraíba, em um período de 2000 a 2008. As análises espaciais foram elaboradas com a ferramenta Hot Spot do software Arcview 9.3 e as análises estatísticas foram feitas por meio de regressão linear e análise de Pearson, no software Stata versão 10. Resultados. As análises mostraram que a heterogeneidade entre as regiões estudadas constitui um limitador para comparações. No entanto, os resultados validaram a hipótese fomentada. Os mapas coropléticos apresentaram agrupamentos de focos de calor próximos ou sobrepondo agrupamentos de internações por asma ou enfisema. As regressões apresentaram resultados com significância estatística. Em todos os modelos analisados, a variável foco de calor apresentou correlação positiva e as variáveis IDH-M e área urbanizada apresentaram correlações negativas. Concluiu-se que as taxas de internação estão relacionadas com queimadas, aspectos sócio-econômicos e climáticos, porém, os modelos explicam parcialmente a variabilidade. É possível que outras variáveis não analisadas nesta tese também exerçam influência nos fenômenos estudados, assim como os efeitos podem ser sub-clínicos, não chegando a impactar significativamente as internações em curto prazo / Introduction: The use of computing technology in public health researches is increasing because of the facility it provides. Particularly, GIS helps the fusion between tabular data and maps which contain geographical aspects of a locality, through overlapping layers. This fusion may offer a new interpretation of data associated to spatial dimension. In this aspect, GIS programs are good tools for studies of health geography. However, it is observed that there is a lack of studies about the harmful effects caused by burned straw in sugarcane plantation. In this context, GIS and spatial analysis can help to obtain better knowledge about the man and his environment, in the scope of public health. Aims: This study evaluated correlations between respiratory health problems and burned sugarcane, using spatial analysis and statistical models. Methodology: The development of this work consisted of collecting and organizing data of hospital admissions due to respiratory problems and the burning of sugarcane, generating a data repository for two Brasilian regions which produce sugarcane. The region called Central-South with the states Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paraná and São Paulo, and the Northeast region with the states Alagoas, Bahia, Sergipe, Pernambuco and Paraíba, in a period between 2000 and 2008. The spatial analysis was made by the Hot Spot tool in Arcview 9.3 and the statistical analysis was made by linear regression and Pearson analysis in Stata version 10. Results: The analysis showed that the heterogeneity among the regions studied limits comparisons. However, the results validated the hypothesis evaluated. The choropleth maps showed hotspot clusters close or overlapping clusters of asthma or emphysema hospital admissions. The regressions showed statistically significant results. The hotspot variable was positively correlated and the IDH-M and urbanized area showed negative correlations in all models analyzed. It was concluded that the hospital admissions are related to burned sugarcane, socio-economic and climate aspects, however, the models partially explain the variability. It is possible that other variables not analyzed in this thesis also adversely influence the phenomena studied, as so as the effects can be sub-clinical, not getting to significantly impact the hospital admissions in a short term

A contaminação de dornas por leveduras selvagens pode prejudicar o rendimento e a produtividade da produção industrial de etanol, inexistindo métodos eficientes para o controle deste tipo de contaminação. Facilidade, rapidez e o baixo custo seriam características desejáveis para o controle de leveduras que eventualmente contaminam o processo de fermentação. Com este objetivo, TAVARES (1989) desenvolveu um processo de produção de etanol com o controle de leveduras contaminantes, que utiliza um híbrido M606 de Saccharomyces cerevisiae de alta produtividade e resistente a nistatina, um antifúngico de amplo espectro que pode ser usado para garantir a pureza genética do inóculo industrial. Para facilitar a identificação de leveduras GOMES et al. (2000), utilizaram a propriedade de fluorescência expressada pelo gene GFP \"Green Fluorescent Protein\" sob o controle do promotor da da ADH2 em baixas concentrações de glicose. Associar estas duas propriedades em uma levedura industrial permitiria manter a pureza do inóculo e facilitaria a sua identificação. Com este objetivo, foram efetuados experimentos de transformação genética do híbrido M606 com o plasmídio pYGFP3 construído por Gomes et al (2000), sem obter o sucesso desejado. Por isto, como passo inicial para obtenção de ambas propriedades em híbrido altamente produtivo, optou-se pela metodologia de cruzamentos entre uma linhagem segregante haplóide resistente a nistatina M606-2c(n) e a linhagem X2904- GFP3 portadora do plasmídio pYGFP3. Alguns híbridos deste cruzamento natural foram selecionados, para posterior avaliação do nível de resistência à nistatina, da estabilidade do plasmídio pYGFP3 e da capacidade fermentativa. Verificou-se que os híbridos selecionados (P16, P34 e P42) foram capazes de crescer numa concentração de 10mg.L-1 de nistatina. Contudo, detectou-se instabilidade do plasmídio pYGFP3 em todos os híbridos selecionados. Os híbridos P34 e P42 demonstraram uma capacidade fermentativa inferior às linhagens controle, o que pode ser explicado pela fragilidade do sistema de membranas decorrente da natureza da resistência à nistatina. O híbrido P16 não apresentou diferenças na capacidade de fermentação em relação as linhagens controle. Apesar de obter híbridos resistentes a nistatina expressando o gene GFP3, verifica-se que há necessidade de modificar o plasmídio pYGFP3 tornando-o integrativo no genoma da levedura, para permitir a estabilidade do gene GFP3. / Vats contamination by wild yeasts can harm the efficiency and the productivity of ethanol industrial production and there are not efficient methods to control this type of contamination. Easiness, speed and the low cost would be desirable characteristics for the control of yeasts that eventually contaminate the fermentation process. With this aim, TAVARES (1989) developed an ethanol production process with the control of spoilage yeasts contaminants, that uses a Saccharomyces cerevisiae hybrid M606, of high productivity and resistant to the nystatin. It´s a wide spectrum antifungal that can be used to guarantee the genetic purity of the industrial inoculum. To facilitate the yeasts identification, GOMES et al. (2000) used the fluorescence property expressed by the GFP gene \"Green Fluorescent Protein\", that is controlled by the promoter of ADH2 in a low glucose concentrations. The association of these two properties in an industrial yeast strain would allow to maintain the purity of the inoculum and it would facilitate its identification. With this aim, an assay of genetic transformation of hybrid M606 with pYGFP3 plasmid built by Gomes et al (2000) was made, but it had not success. Therefore, as initial step for obtaining of both properties in hybrid highly productive, It was opted for the methodology of crossings between a nystatin resistant haploid segregant strain M606-2c(n) and the strain X2904-GFP3(n) harboring of the plasmid pYGFP3. Some hybrids were selected of this natural crossing, with subsequent evaluation of nystatin resistance level, stability of the pYGFP3 plasmid and fermentative capacity. The selected hybrids (P16, P34 and P42) were capable to grow in a concentration of 10mg.nystatin L-1. However, plasmidial instability of the pYGFP3 was detected in all the selected hybrids. The hybrids P34 and P42 showed a smaller fermentative capacity than control strain, which can be explained by the fragility of the membranes system due to the nature of the resistance to the nystatin. The hybrid P16 did not showed difference in the fermentative capacity to the strain control. In spite of obtaining resistant hybrid to the nystatin expressing the GFP3 gene, there is a need to modify the pYGFP3 plasmid, turning it integrative in the yeast genome to allow the gene stability GFP3.

A adubação nitrogenada é um dos principais componentes na formação do custo de produção, devido ao elevado preço dos fertilizantes juntamente com a baixa eficiência dos mesmos, que no caso da ureia, é resultante principalmente das perdas por volatilização, que se intensifica em sistemas de cultivo com preservação de restos culturais sobre o solo. Assim, objetivou-se avaliar a influência de diferentes fontes de nitrogênio, nas perdas de N-NH3, nos teores de NH4 + e NO3 - no solo, no estado nutricional, no acumulo de nutrientes no colmo, na produção e atributos tecnológicos da primeira soqueira da cana- de- açúcar, variedade SP83- 2847, colhida sem queima prévia da palhada, conduzida entre setembro de 2010 e agosto de 2011, na região canavieira do município de Piracicaba-SP. O experimento foi composto por cinco fontes e um controle, em blocos ao acaso, analisados estatisticamente através de contrastes ortogonais. As fontes estudadas para fornecer dose de N igual a 120 kg ha-1 foram: ureia, ureia revestida com enxofre, ureia revestida com ácido bórico e sulfato de cobre, nitrato e sulfato de amônio. A avaliação da volatilização de NH3 foi realizada até os 22 dias após a adubação. Os teores de amônio e nitrato no solo foram avaliados em 4 épocas e 3 profundidades diferentes. A diagnose foliar da folha +1 foi realizada 4 meses após a adubação. O acumulo de nutrientes no colmo, a produção e os atributos tecnológicos foram determinados por ocasião da colheita. A agregação de novas tecnologias à uréia resulta na redução das perdas de nitrogênio por volatilização de amônia. Contudo, as menores perdas de nitrogênio por volatilização de amônia são encontradas com uso de nitrato e sulfato de amônio. A adição de substância prontamente acidificante (ácido bórico) à ureia é mais eficiente na redução das perdas por volatilização e na exportação de nutriente pela cana-deaçúcar, em relação à adição de substância com ação gradual de acidificação (enxofre elementar). O fornecimento de nitrogênio via fertilizantes convencionais, bem como pela ureia com tecnologia agregada, promoveu elevação dos teores de amônio e nitrato no solo, sendo que as amplitudes desses teores variaram de acordo com a fonte de nitrogênio. A adubação nitrogenada promove melhor estado nutricional para a cana-de-açúcar, independente da fonte utilizada. O estado nutricional da cultura, avaliado pela técnica de diagnose foliar, revelou teores de nutrientes dentro da faixa de suficiência, em todos os tratamentos, inclusive sem a aplicação de nitrogênio. / Nitrogen fertilization is one of the major components in the formation of production costs, due to the high prices of fertilizers along with their low efficiency, which in the case of urea comes mainly from the losses by volatilization, which are intensified in crop systems preserving crop residues over the soil surface. The objective of this work was to evaluate the influence of different nitrogen sources over the N-NH3 losses, the NH4 + and NO3 - soil contents, the nutritional status, the nutrients accumulation in the stem, the yield and the technological attributes of the first sugarcane ratoon, SP83-2847 variety, harvested without prior burning of the stubble, was conducted between September 2010 and August 2011, in the sugarcane region of Piracicaba-SP. The experiment was composed by five nitrogen sources and one control treatment, in randomized blocks, statistically analyzed by orthogonal contrasts, using Tukey and Scott-Knot tests. The studied nitrogen sources, all providing 120 kg ha-1 of N, were: urea, sulfur coated urea, urea coated by boric acid and copper sulfate, ammonium nitrate and ammonium sulfate. The NH3 volatilization was evaluated until 22 days after the fertilization. Ammonium and nitrate contents in soil were evaluated in 4 periods and 3 depths. The leaf analysis in the Leaf +1 was held 4 months after fertilization. The accumulation of nutrients in the stem, the yield and technological attributes were determined at the harvest. The addition of new technologies to the urea, in this study, led to a reduction in the nitrogen losses by ammonia volatilization. The lower nitrogen losses by ammonia volatilization were found in the use of ammonium nitrate and ammonium sulfate. The addition of new technologies to the urea leads to a reduction in nitrogen losses by ammonia volatilization. However, the lowest nitrogen losses by ammonia volatilization are found using ammonium nitrate and ammonium sulfate. The addition of a readily acidifying substance (boric acid) to the urea is more efficient in the reduction of nitrogen losses by volatilization and in the nutrient exportation by the sugarcane, compared to the addition of a gradual acidifying action substance (elemental sulfur). Nitrogen supply through regular fertilizers or urea with added technology caused an increase in ammonia and nitrate contents in the soil, and their amplitudes vary according to the nitrogen source. Nitrogen fertilization provides a better nutritional status to the sugarcane, regardless of the nitrogen source used. The crop nutritional status, evaluated by leaf analysis, revealed that the nutrient levels are within the sufficiency range, in all treatments, even with no nitrogen application.

Os produtos obtidos a partir da cana-de-açúcar possuem, além de altas concentrações de sacarose, flavonóides que podem atuar como quimiopreventivos e antioxidantes. Neste estudo foram elucidadas as estruturas dos flavonóides e dos ácidos cinâmicos mais abundantes no caldo de cana, sendo apresentadas duas novas substâncias, uma flavona, tricina-7-Ο-β-(6\"-p-metoxicinamato)-glucosideo e uma lignana, 3-hidroxi-1-[4,5-dihidroxi-3-metoxifenil]-2-[4-(3-hidroxi-1-(E)-propenil)-2,6-dimetoxifenoxi]-propil-β-D-glucopiranosídeo. Entre as flavonas analisadas, o derivado de tricina apresentou maior abundância. Foi também confirmada neste estudo a perda de compostos fenólicos durante o processamento industrial do açúcar. Nos colmos de cana-de-açúcar evidenciamos altas concentrações de ácidos clorogênico e cumárico, e baixos teores de flavonóides. No decorrer do processamento verificaram-se perdas significativas de ácidos cinâmicos e aumento nos teores de flavonóides. Os maiores teores foram verificados no xarope e os menores no açúcar VHP. Entretanto, a proporção dos compostos fenólicos teve pouca alteração durante o processamento. As flavonas encontradas na cana in natura se mantiveram durante todo o processamento, enquanto que não se detectou ácido ferúlico nas variedades e ácido caféico nos produtos. A atividade antioxidante dos produtos obtidos durante as etapas do processamento do açúcar foram avaliadas. As maiores atividades foram encontradas no xarope e melaço, enquanto que as menores, no caldo misto e açúcar VHP. Uma avaliação sobre o perfil dos compostos fenólicos de amostras de rapadura e caldo de cana obtidos no comércio local mostrou que a rapadura apresenta altos teores de luteolina, enquanto no caldo, prevalece tricina. Nas amostras de rapadura destacam-se altos teores de ácido clorogênico, composto que se mostrou ausente nas amostras obtidas durante as etapas do processamento industrial do açúcar. As atividades antioxidantes dos extratos de rapadura mostraram que mesmo em baixas concentrações a atividade é moderada. O caldo apresentou atividade semelhante, mas em concentrações mais elevadas. Quanto à atividade antiproliferativa, o extrato de rapadura apresentou atividades citostáticas para todas as linhagens e citocida para as linhagens de células cólon (HT-29), de mama (MCF-7), de mama resistente (NCI-ADR), de pulmão (NCI-460), de ovário (OVCAR), de rim (786-0) e de melanoma (UACC-62). O derivado de tricina, isolado a partir do caldo de cana, apresentou atividade antioxidante moderada. Suas atividades antiproliferativas foram mais pronunciadas para as linhagens de células de mama resistente (NCI-ADR) e de cólon (HT-29), com atividade citostática e citocida para as linhagens de pulmão (NCI-460), de mama (MCF-7), de ovário (OVCAR), de rim (786-0) e de melanoma (UACC-62). / Sugar cane products have high sucrose concentration and flavonoids that can function with chemopreventive and antioxidant. In this study have been elucidated flavonoids and cinnamic acids structures most abundant in sugar cane juice and were presented two new substances, one flavone, tricin-7-Ο-β-(6-methoxycinnamic)-glucoside and one lignan, 3-hydroxy-1-[4,5-dihydroxy-3-methoxyphenyl]-2-[4-(3-hydroxy-1-(E)-propenyl)-2,6-dimethoxyphenoxy]-propyl-β-D-glucopyranoside. Among the flavones analyzed, tricin presents high concentration. In this study was corroborated the loss of phenolic compounds during the processing industrial of sugar. In culm of sugar have been evidenced high concentrations of the chlorogenic and coumaric acids, and low flavonoid contents. During the processing has been proved significant loss of cinnamic acids and increase of flavonoids. The highest contents have been proved in the syrup and the smallest in the sugar VHP. However, the profile of the phenolic compounds had little alteration during the processing. The flavones finded in sugar cane in natura were remaining during all the processing and, are not find ferulic acid in the varieties and caffeic acid in the products. The antioxidant activities in products obtained during processing stage of sugar cane were evaluated. The highest activities were finded in the syrup and molasses and the smallest in sugar cane juice and sugar VHP. Assessment about the profile of the phenolic compounds in rapadura and sugar cane juice acquired in local commerce showed that the rapadura presents high contents of the luteolina, while in sugar cane juice, predominate tricin. In the sample of rapadura stand out high chlorogenic acid contents, compound that showed absent in sample from during the processing industrial stages of sugar. The antioxidants activities of rapadura extracts showed the in spite of in low concentration the activity is moderate. The sugar cane juice presented similar activity but, in high concentration. As for the antiproliferative activity, the rapadura extract presented cytostatic effect for ali lines and cytocidal for the colon cell lines (HT-29), of breast (MCF-7), of multi-drug resistant breast cells (NCI-ADR), of lung (NCI-460), of ovary (OVCAR), of kidney (786-0), and of melanoma (UACC-62). Tricin, isolated from sugar cane juice, presented moderate antioxidant activity. The antiproliferative effects of tricin were more pronunciated for multi-drug resistant breast cells (NCIADR) and of colon (HT-29), with cytostatic effect and cytocidal for lung lines (NCI460), of breast (MCF-7), ovary (OVCAR), of kidney (786-0), and of melanoma (UACC-62).