CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aproveitamento integral do pedÃnculo de caju, uma matÃria prima vastamente encontrada no Cearà e pouco aproveitada, aliado a produÃÃo de etanol, produto de valor energÃtico sÃo o foco desse projeto. O suco de caju integral, rico em frutose, glicose, sais e vitaminas, mostrou-se bastante adequado para o uso da levedura Saccharomyces cerevisiae no processo fermentativo alcoÃlico. A busca por melhorias na obtenÃÃo de etanol se deu atravÃs do estudo do uso de leveduras imobilizadas em suporte de bagaÃo de caju (SBC). A imobilizaÃÃo celular vem sendo estudada por inÃmeros pesquisadores e tem se mostrado uma tÃcnica importante devido aos benefÃcios e vantagens possibilitados como o aumento na produtividade. O bagaÃo de caju surge como uma matÃria prima barata e de fÃcil obtenÃÃo para a aplicaÃÃo da tÃcnica de imobilizaÃÃo. Para comparaÃÃo foram estudados os resultados com cÃlulas livres e imobilizadas em alginato de cÃlcio, um conhecido agente de imobilizaÃÃo de cÃlulas por encapsulamento e cÃlulas imobilizadas por adsorÃÃo em bagaÃo de caju. Utilizando cÃlulas imobilizadas em bagaÃo foram realizadas fermentaÃÃes preliminares, consecutivas e de estocagem. Foram verificados os seguintes parÃmetros cinÃticos: produtividade (Qp, g.L-1h-1), eficiÃncia (Ef, %), conversÃo substrato/biomassa (Yx/s, g.g-1) e conversÃo substrato/produto (Yp/s, g.g-1). O suporte de bagaÃo de caju atingiu vantagens com relaÃÃo a adesÃo e altas densidades celulares, gerando elevadas produtividades (≈ 5 g.L-1h-1). Com relaÃÃo a eficiÃncia e a taxa de conversÃo substrato/produto, cÃlulas imobilizadas atingiram valores similares aos obtidos com cÃlulas livres no suco de caju integral (em torno de 90% e 0,47 respectivamente). Outra vantagem foi a durabilidade e possibilidade de reutilizaÃÃo do suporte tornando o processo mais econÃmico, rÃpido e eficiente. O SBC mostrou-se apto a reutilizaÃÃo por no mÃnimo 10 bateladas consecutivas e se manteve estÃvel, em geladeira, por pelo menos 6 meses / The use of cashew apple peduncle, a vast available material found in Cearà that is usually wasted, combined with production of ethanol, is the focus of this project. Cashew apple juice, rich in fructose, glucose, salts and vitamins, is an appropriate raw material for alcoholic fermentation by the yeast Saccharomyces cerevisiae. The search for improvements in ethanol production in this work was achieved through the study of the use of yeast immobilized in cashew apple bagasse support, (SBC). Cell immobilization has been studied by many researchers and has been an important technique because of the possible benefits and advantages as the increase in productivity. Cashew apple bagasse is a cheap and easily accessible raw material to the application of the immobilization technique. As comparison, results with free, immobilized cells in calcium alginate, a known agent for immobilization by encapsulation, and immobilized cells by adsorption on SBC were studied. Preliminary fermentation assays using immobilized cells on SBC were performed, as well as consecutive and storage fermentations. The following kinetic parameters were checked: productivity (Qp, gL-1h-1), efficiency (Ef,%), substrate / biomass yield (Yx / s, g.g-1) and substrate / product yield (Yp / s, g.g - 1). SBC presented advantages, such as high cell densities and adhesion, generating high yields (≈ 5 g.L-1h-1). With respect to efficiency and rate of substrate / product yield, immobilized cells reached values similar to those obtained with free cells in the integral cashew apple juice (about 90% and 0.47 respectively). Another advantage is the durability and possibility of reuse of SBC making the process more economical, fast and efficient. SBC was reused for at least 10 consecutive batches and remained stable, at refrigerator, for 6 months

Quelque soit la zone de culture, l'anacardier (Anacardium occidentale L.) est essentiellement cultivé pour la production de noix de cajou, filière d'une grande importance socio-économique notamment au Brésil. Le jus de cajou est un produit secondaire qui résulte du pressage du pédoncule hypertrophié de la noix appelé pomme de cajou (pseudo-fruit). Le traitement des pommes engendre de grands volumes de déchets solides qui sont soit mis en décharge, soit utilisés pour l'alimentation animale. Dans ce contexte, le travail a pour objectif de proposer et d'évaluer un nouveau procédé permettant d'accroître la valeur ajoutée de ce sous-produit en extrayant les caroténoïdes qu'il contient. Le procédé comporte 3 opérations successives : une extraction par pressage associée à une macération enzymatique, une concentration à froid de l'extrait par microfiltration tangentielle et une purification par diafiltration. La première opération a été optimisée à l'aide de 2 plans d'expériences : un plan de criblage de facteurs de Plackett-Burmam (matrice de Hadamard) pour sélectionner les paramètres opératoires les plus influents suivi d'un plan central composite pour les optimiser. La dose de pectinase utilisée durant la macération et la force appliquée lors du pressage sont les paramètres les plus influents sur le profil caroténoïdique de l'extrait. De fortes doses de pectinase associées à une force de pressage élevée permettent d'obtenir à la fois un extrait plus riche en caroténoïdes et une meilleure densité de flux de perméat en microfiltration. L'utilisation de plusieurs cycles successifs de pressage permet d'augmenter les teneurs en caroténoïdes de l'extrait mais augmente également son pouvoir colmatant en microfiltration. L'étude de la concentration de l'extrait par microfiltration tangentielle a montré qu'il est possible d'atteindre un facteur de réduction volumique (FRV) de 20 en maintenant des densité de flux de perméat supérieures à 100 L.h-1.m-2. Les caroténoïdes sont concentrés à hauteur du FRV choisi (jusqu'à 20 fois). La diafiltration a permis de purifier 5 fois les caroténoïdes par rapport à la matière sèche. Un modèle simple basé sur des bilans matières pour prévoir l'impact du FRV et du diavolume sur la composition de l'extrait a été développé et validé. L'extrait final obtenu présente une teneur en caroténoïdes de 70 mg.kg-1. Parmi les 11 molécules identifiées par HPLC-DAD, les caroténoïdes majoritaires sont les isomères cis et trans de l'auroxanthine, la β-cryptoxanthine et le β-carotène. Les extraits finaux obtenus se présentent sous forme de liquides visqueux de couleur jaune intense, faciles à disperser dans l'eau. Ils possèdent un fort potentiel d'utilisation dans la formulation des aliments comme colorant naturel. / Whatever is the area of plantation, cashew (Anacardium occidentale L.) is grown primarily for the production of nuts, a supply chain that has great socioeconomic importance, especially in Brazil. The cashew juice is a by-product that results from pressing the nut hypertrophied peduncle, known as cashew apple, a juicy pseudo fruit. Peduncle processing generates large volumes of industrial solid waste that are usually discarded or sometimes used as animal feed. In this context, this work aimed to propose and evaluate a new process that provides an added value to this industrial byproduct, extracting carotenoids that were contained therein. The process comprised three successive operations: an extraction by pressing associated to an enzymatic maceration, a cold concentration of the extract by crossflow microfiltration and a purification by diafiltration. The first operation was optimized with the use of two experimental designs: a Plackett-Burmam (Hadamard matrix) plan for factors screening to select the most influential operating parameters, followed by a central composite design for optimization. The dose of pectinase used during maceration and the applied force used during the pressing operation were the most influential parameters on the carotenoid extract profile. High doses of pectinase associated with a high pressing force led to a richer carotenoid extract and enhanced the permeate flux in microfiltration. The use of several successive cycles of compression increased the carotenoid content of the extract but also increased its fouling properties during microfiltration. The extract concentration by crossflow microfiltration study showed that it was possible to reach values of volumetric reduction ratio (VRR) of about 20, maintaining the permeate flux above 100 Lh-1.m-2. The carotenoids were concentrated in the same levels of FRV (up to 20 times). The diafiltration allowed purification of carotenoids 5 times in relation to the dry matter. A simple model, based on a mass balance to predict the impact of VRR and diavolume on the extract composition was developed and validated. The final extract obtained presented a carotenoid content of 70 mg.kg-1. Among the 11 compounds identified by HPLC-DAD, the main carotenoids were cis and trans isomers of auroxanthine, β-cryptoxanthin and β-carotene. The final extracts obtained were in the form of viscous liquids of a yellow intense color, and easily dispersed in water. These concentrates have a strong potential for use in the formulation of foods and beverages as a natural dye.

Devido à sua vasta biodiversidade, o Brasil dispÃe de uma grande variedade de resÃduos agrÃcolas e agroindustriais, cujo bioprocessamento à de grande interesse econÃmico e social. Entre os biocombustÃveis produzidos em todo o mundo, o etanol produzido no Brasil a partir da cana de aÃÃcar possui lugar de destaque, apresentando notÃvel evoluÃÃo durante as ultimas dÃcadas, alcanÃando assim maturidade e consistÃncia. Contudo, estima-se que a produÃÃo de etanol atravÃs dessa matÃria-prima nÃo seja suficiente para atender a demanda mundial. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produÃÃo de etanol a partir do suco de caju. Para tal fim, inicialmente, avaliou-se a necessidade de suplementaÃÃo do suco de caju para a sua posterior fermentaÃÃo. Nesta etapa, foi observado que nÃo se faz necessÃria a suplementaÃÃo do suco de caju com nutrientes, pois o mesmo in natura jà apresenta todos os nutrientes necessÃrios para o crescimento do microrganismo. Posteriormente, estudou-se o efeito da temperatura na produÃÃo de etanol, avaliando a fermentaÃÃo na faixa de 26 a 42ÂC. Os melhores resultados de rendimento (0,5 g.g-1), produtividade (4,9 g.L-1.h-1), eficiÃncia (92,8%) e produÃÃo mÃxima de etanol (49,3 g.L-1), foram obtidos quando se conduziu a fermentaÃÃo na faixa de 30 a 38ÂC. Os modelos de Monod e Arrhenius foram utilizados para descrever a dependÃncia dos parÃmetros cinÃticos com a temperatura, sendo os resultados obtidos satisfatÃrios. O potencial do suco de caju como fonte de aÃÃcares para a produÃÃo de etanol foi avaliado por diferentes cepas de leveduras dos gÃneros Saccharomyces e Kluyveromyces. Os resultados mostraram que as cepas de Saccharomyces foram bastante superiores quando comparadas Ãs Kluyveromyces quanto à produÃÃo mÃxima de etanol. A levedura que apresentou melhores resultados para os parÃmetros cinÃticos avaliados foi a Saccharomyces cerevisiae CCA008. Por ultimo, para determinar o efeito da concentraÃÃo inicial de substrato na produÃÃo de etanol, estudou-se a faixa de 70, 90, 110, 130 e 150 g.L-1 de substrato inicial. A concentraÃÃo que apresentou melhores resultados para os parÃmetros estudados foi 90 g.L-1. O modelo cinÃtico que conseguiu chegar mais prÃximos dos dados experimentais e assim descrever o processo mais fielmente foi o modelo proposto por Ghose & Thyagi. Com estes resultados, conclui-se que o uso do suco de caju como substrato para a produÃÃo de etanol trarà benefÃcios econÃmicos, pois estaremos utilizando um substrato de baixo custo, e ambientais, jà que o mesmo à um resÃduo agroindustrial proveniente da produÃÃo de castanha de caju. / Despite its big biodiversity, Brazil has a great variety of agriculturists and agroindustrials which its bioprocess has a lot of economic and social interest. Among all the ethanol produced all over the world, the ethanol produced in Brazil made of cane of sugar has great distinction. Its evolution on the last decade is remarkable reaching its maturity and consistency. Within all it is estimated that the ethanol produced with that material is not enough to be spread and supply worldwide. The object of this article is to evaluate the production of the ethanol made with cashew apple juice. In this stage, it was observed that it is not necessary to supplement the cashew apple juice to posterior fermentation because the juice already shows all the nutrients necessary for the growth of the microorganism. Later there was a study showing that the temperature in the production of ethanol evaluating its fermentation between 26 and 42ÂC. The best results of revenue (0,5 g.g-1), productivity (4,9 g.L-1.h-1), efficiency (92,8%) and the maximum production of ethanol (49,3 g.L-1), It was gained when the fermentation was conducted between 30 to 38ÂC. The models of Monod and Arrhenius were used to describe the dependence of the kinetic parameter with the temperature, showing the results to be satisfactory. The potential of the cashew apple juice being a source of sugar for the production of ethanol was evaluated by different sources of the genders Saccharomyces and Kluyveromyces. The results showed that the strains of Saccharomyces were higher when compared to the Kluyveromyces to the maximum production of ethanol. The strain that showed the best results for the kinetic parameter that was evaluated was Saccharomyces cerevisiae CCA008. At last, to determine the effect of the initial concentrate substratum in the production of ethanol, it was studied the range of 70, 90, 110, 130 and 170 g.L-1 of initial substratum. The one that showed the best results for the parameters studied was 90 g.L-1. The kinetic model that came closer to the ones experimented and could explain the process best was the model proposed by Ghose & Thyagi. In conclusion, with those results shows that the cashew apple juice used in the production of ethanol will bring great economic benefits because it is a product of low cost and economic as well as to the environment being a agroindustial product deriving from the production of the cashew nut.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A celulose bacteriana (CB) desperta grande interesse por parte dos pesquisadores por apresentar estrutura nanomÃtrica, alto Ãndice de cristalinidade, alta porosidade, biocompatibilidade e elevado potencial tecnolÃgico. Diversas fontes de carbono alternativas tÃm sido estudadas para a produÃÃo de CB obtendo-se resultados satisfatÃrios quando compara-se com mÃtodos tradicionais que utilizam meio sintÃticos. O objetivo do presente trabalho consistiu em avaliar a produÃÃo de CB utilizando fontes agroindustriais (lÃquido de sisal e suco de caju) como substrato, no cultivo de Gluconacetobacter hansenii ATCC 23769 sob condiÃÃes estÃticas. Para tal, avaliou-se o efeito da concentraÃÃo de aÃÃcares, pH e suplementaÃÃo do meio com fontes de nitrogÃnio na produÃÃo de CB. Avaliou-se tambÃm a eficiÃncia da purificaÃÃo e o grau de cristalinidade da CB obtida. A maior produÃÃo de CB foi obtida apÃs cultivo da bactÃria por 10 dias utilizando meio obtido atravÃs da diluiÃÃo do lÃquido de sisal para 15 g/L de aÃÃcares, com ajuste de pH em 5 e suplementaÃÃo do meio com 7,5 g/L de extrato de levedura. Para o suco de caju a maior produÃÃo obtida foi de 0,34 g/L, apÃs 5 dias de cultivo e com meio ajustado para 50 g/L de aÃÃcares. Quanto Ãs caracterizaÃÃes tÃrmicas (TGA e DSC), Raio X e FTIR, a CB obtida a partir do lÃquido do sisal apresenta perfis semelhantes à CB obtida em meio padrÃo. Conclui-se que o lÃquido do sisal à o substrato mais promissor para a produÃÃo de CB. / Bacterial cellulose (BC) is an interesting biomaterial for researchers because it presents structure in nanoscale dimensions, high crystallinity degree, high porosity, biocompatibility, and high technological potential. Alternative carbon sources have been studied to replace traditional synthetic medium as a substrate for BC production, achieving satisfactory results. The aim of this work was to evaluate BC production using agro-industrial sources (sisal juice and cashew apple juice) as substrates in Gluconacetobacter hansenii ATCC 23769 cultivation under static conditions. The effects of sugars concentration, pH, and nitrogen sources supplementation were evaluated on the BC yield production. The efficiency of the BC purification process and the crystallinity degree of BC were also evaluated. The higher yield of BC was obtained after 10 days of cultivation in the medium based on sisal juice with the following parameters: 15 g/L of sugars, pH 5, and nitrogen supplementation with 7.5 g/L of yeast extract. When use cashew apple juice, the higher yield of BC was obtained after 5 days of cultivation in the medium with 50 g/L of sugars. The BC from the sisal juice medium presented similar TG, DSC, XRD, and FTIR characteristics to the BC from the standard medium. Thus, the sisal juice is a suitable substrate for BC production.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-08-14T13:14:02Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laísse Danielle Pereira - 2018.pdf: 1521237 bytes, checksum: 35c856d7e5b093781126cf1fbc858e2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-16T11:22:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laísse Danielle Pereira - 2018.pdf: 1521237 bytes, checksum: 35c856d7e5b093781126cf1fbc858e2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laísse Danielle Pereira - 2018.pdf: 1521237 bytes, checksum: 35c856d7e5b093781126cf1fbc858e2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Aiming to characterize and evaluate the genetic diversity of cajuzinho-do-cerrado, in the 2016 harvest, three studies were conducted based on flowering characteristics and physical and chemical characteristics of cashew nuts and cashew apples. The works were conducted in the "ex situ" biological collection of Anacardium humile A. St.-Hil. and in the laboratory of genetics and molecular biology, both at the Universidade Federal de Goiás – Regional Jataí. For the first study, flowering characteristics of the accessions of the collection were evaluated. The results were submitted to the descriptive and multivariate analysis of the genetic diversity. For the second and third study, physical and chemical characteristics of cashew apples and cashew nuts (from 5 to 15 per access) were evaluated. In the second, the results were submitted to the descriptive analysis for each access and Pearson correlation among the variables measured. In the third, besides the descriptive analysis for the variables, the results were submitted to the multivariate analysis. Diversity was observed with bases on the attributes of flowering and fruiting, where the UPGMA dendrogram and Tocher method were efficient to demonstrate this diversity. The accessions from Serranópolis presented high values of number of flowers and percentage of flowering acess. Access 1 presented higher values for cashew nut size and higher access and vitamin C content of cashew apple, with vitamin C being significantly correlated with epidermal and pulp tonality, soluble solids content and cashew nut length. / Objetivando-se caracterizar e avaliar a diversidade genética de Cajuzinho-do-cerrado, na safra de 2016, foram conduzidos três estudos. Estes foram conduzidos na coleção biológica “ex situ” de Anacardium humile A. St.- Hil. e no Laboratório de Genética e Biologia Molecular, ambos na Universidade Federal de Goiás - Regional Jataí. Para o primeiro estudo foram avaliadas características da floração dos acessos da coleção. Os resultados foram submetidos à análise descritiva e multivariada. Para o segundo e terceiro estudos foram avaliadas características físicas e químicas dos pseudofrutos e frutos (de 5 a 15 por acesso). No segundo os resultados foram submetidos à análise descritiva para cada acesso e correlação de Pearson entre as variáveis mensuradas. No terceiro estudo, além da análise descritiva para as variáveis, os resultados foram submetidos à análise multivariada. Observou-se existência diversidade com bases nos atributos do florescimento e frutificação, onde, o dendrograma UPGMA e Método de Otimização de Tocher foram eficientes para demonstrar essa diversidade. Os acessos procedentes de Serranópolis apresentaram valores elevados de número de flores e percentual de acessos floridos. O acesso 1 apresentou valores superiores para as dimensões do fruto e o acesso 3 maior e teor de vitamina C do pseudofruto, sendo que a vitamina C obteve correlação significativa com a tonalidade da epiderme e da polpa, teor de sólidos solúveis e comprimento do fruto.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A industrializaÃÃo de produtos alimentÃcios visa à obtenÃÃo de produtos com caracterÃsticas sensoriais e nutricionais prÃximas ao produto in natura e que sejam seguros sob o ponto de vista microbiolÃgico. Nas operaÃÃes de processamento e durante o armazenamento de suco de frutas ocorrem transformaÃÃes que podem resultar em perdas ou aparecimento de sabor e aroma desagradÃveis devido a vÃrias reaÃÃes bioquÃmicas complexas entre seus constituintes. Enzimas, como as peroxidases e as pectinases podem comprometer a qualidade e tempo de vida Ãtil dos sucos, devendo, portanto, ser inativadas durante as etapas do processamento. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento tÃrmico sobre a atividade de enzimas nos sucos de caju e graviola. Polpas de graviola madura foram homogeneizadas em aparelho liquidificador domÃstico e diluÃdas em Ãgua destilada na proporÃÃo de 1:1, para a obtenÃÃo do suco. Jà o suco de caju foi preparado a partir da prensagem de pedÃnculos maduros. Os sucos foram tratados com diferentes temperaturas (55, 65, 75, 85 e 95 ÂC) por diferentes tempos (1, 3, 5, 10, 15, 20 e 30 minutos) e entÃo avaliados quanto à atividade das enzimas dismutase do superÃxido (SOD), catalase (CAT), peroxidases do ascorbato (APX) e guaiacol (G-POD), pectinametilesterase (PME) e poligalacturonase (PG). Para o suco de caju, observou-se que a SOD apresenta uma elevada resistÃncia a altas temperaturas, de modo que a exposiÃÃo a 95 ÂC resultou em decrÃscimo em sua atividade residual no primeiro minuto e depois, em uma recuperaÃÃo e manutenÃÃo da atividade atà os 30 min, quando houve entÃo um declÃnio para 74%. A atividade residual da APX sofreu um declÃnio no primeiro minuto de todos os tratamentos aplicados, seguido de um aumento principalmente a 55 ÂC. A PME de suco de caju mostrou-se termorresistente como pode ser observado pelo tratamento a 55 ÂC que aumentou sua atividade em atà 10 vezes e os demais tratamentos nÃo provocaram grandes alteraÃÃes na atividade da PME em relaÃÃo ao controle. Os resultados encontrados para a PG se assemelham aos encontrados para a PME, quando as temperaturas mais baixas estimularam a atividade e de modo geral, o aquecimento nas condiÃÃes empregadas nÃo reduziu sua atividade. Para o suco de graviola, o tratamento a 85 e 95 ÂC resultou em total inativaÃÃo da SOD, apÃs 3 min. A G-POD foi inativada em a partir de 1 min a 65 ÂC. A PME do suco de graviola se apresentou susceptÃvel ao aquecimento e o tratamento a 95 ÂC apresentou a maior reduÃÃo em sua atividade caindo para 39%, apÃs 30 min. As temperaturas de 85 e 95 ÂC resultaram na maior inativaÃÃo da PG que apresentou atividade residual de 26 e 18% apÃs 30 min, respectivamente. De um modo geral, as enzimas provenientes do suco de caju mostraram-se mais termorresistentes do que aquelas provenientes do suco de graviola, o que indica que a origem e as caracterÃsticas da soluÃÃo onde tais enzimas estÃo inseridas influenciam em sua termoestabilidade. Como conclusÃo para o suco de caju, o tratamento a 75 ÂC por 30 min foi considerado o melhor, enquanto que para o suco de graviola, o tratamento a 55 ÂC por 30 min mostrou-se jà eficiente em reduzir a atividade residual de enzimas que levariam a uma depreciaÃÃo do suco sem comprometer a atividade de enzimas desejÃveis. / The industrialization of fruit into juices aims to maintain its sensorial and nutritional characteristics as similar as possible to in natura produce, besides ensuring the microbiological safety. However, processing and storage of fruit juice triggers a range of complex biochemical reactions that may lead to losses of desirable or development of unpleasant flavors. Enzymes such as peroxidases and pectinases may compromise the quality and shelf-life of juices and therefore should be inactivated. This workÂs objective was to evaluate the thermostability of enzymes from cashew apple and soursop juices. Juices were prepared as ripe soursop pulp was homogenized with a domestic blender and diluted in water distilled (1:1) meanwhile, ripe cashew apples were expeller-pressed. The juices were submitted to different thermal treatments (55, 65, 75, 85 and 95 ÂC) for different periods of times (1, 3, 5, 10, 15, 20 and 30 min) and then, evaluated for activity of enzymes: superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate (APX) and guaiacol (G-POD) peroxidases, pectinamethylesterase (PME) and polygalacturonase (PG). For the cashew juice, SOD activity was highly resistant to thermal treatments as the exposure to 95 ÂC initially decreased its activity followed by a recovery and maintenance of 74% of residual activity, after 30 min. APX residual activity initially declined under all temperatures tested, but then increased, especially at 55 ÂC. PME from cashew juice was thermoresistant as the 55 ÂC treatment increased its activity 10-fold and the greater temperatures did not differ from control. PG and PME presented similar thermostability patterns as the lower tested temperatures stimulated their activities and the higher temperatures did not alter them. For the soursop juice, the 85 and 95 ÂC treatments totally inactivated SOD, after 3 min. The G-POD was inactivated after 1 min, at 65 ÂC. The PME was thermolabile and treatment at 95 ÂC caused the greatest reduction in activity, 39%, after 30 min. Treatments at 95 and 85 ÂC led to the greatest inactivation of PG to 26 and 18%, respectively, after 30min. The enzymes from cashew apple juice were more resistant to heating than those from soursop juice, indicating that characteristics particular to each fruit species and the different preparation methods influenced their thermostability. As a conclusion, the treatment at 75 ÂC for 30 min was considered optimum for cashew juice enzyme inactivation, whereas 55 ÂC for 30 min was efficient for the soursop juice in reducing significant amounts of the residual activity of enzymes that would lead to quality loss without compromising the activity of desirable enzymes.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O prÃ-tratamento do bagaÃo de caju (BC) com perÃxido de hidrogÃnio alcalino (PHA) e a hidrÃlise enzimÃtica do BC-PHA foram avaliados visando a conversÃo de celulose e hemicelulose em aÃucares fermentescÃveis. Primeiramente foram avaliados os efeitos da concentraÃÃo de perÃxido de hidrogÃnio a pH 11,5, a carga de biomassa e o tempo do prÃ-tratamento a 35 ÂC e 250 rpm, na hidrÃlise enzimÃtica, da biomassa prÃ-tratada, com celulase comercial a uma carga de 11,4 FPU/gcelulose. O BC utilizado neste estudo continha 20,56  20,19% de celulose, 10,17  0,89% de hemicelulose e lignina 35,26  0,90%. O prÃ-tratamento resultou numa reduÃÃo no teor de lignina dos sÃlidos residuais. A melhor condiÃÃo de prÃ-tratamento com perÃxido de hidrogÃnio alcalino obtida foi 4,3% v/v de H2O2, pH 11,5, 5% m/ v de BC a 35 ÂC por 6 h, os sÃlidos resultantes dos prÃ-tratamentos foram denominados de BC-PHA. ApÃs a melhor condiÃÃo do prÃ-tratamento ser encontrada, foi avaliado o efeito da combinaÃÃo de quatro enzimas comerciais na hidrÃlise enzimÃtica. A combinaÃÃo das enzimas complexo celulase e β-glicosidase, na proporÃÃo de 0,61:0,39, com carga de 30 FPU/gCAB-PHA e 66 CBU/gCAB-PHA, respectivamente, proporcionou a maior concentraÃÃo de aÃÃcares. O maior rendimento de aÃÃcar foi obtido com a carga de celulose de 4 gcelulose/100 mL, com rendimento de glicose de 511,68 mg/gCAB-AHP (36 g/L) e rendimento de xilose de 237,8 mg/gCAB-AHP (13 g/L). O lÃquido obtido apÃs hidrÃlise enzimÃtica foi utilizado para avaliar a produÃÃo de etanol utilizando os micro-organismos Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 e K. marxianus CCA510 a 30 ÂC e 150 rpm. A concentraÃÃo de etanol foi semelhante para todos os micro-organismos (aproximadamente 15 g/L). No entanto, a levedura S. cerevisiae apresentou maior produtividade. A fraÃÃo sÃlida obtida apÃs o prÃ-tratamento foi utilizada no estudo de sacarificaÃÃo e fermentaÃÃo simultÃneas (SFS), realizado utilizando as enzimas complexo celulase (30 FPU/gCAB-AHP) e β-glicosidase (66 CBU/gCAB-AHP) a 45 ÂC e 150 rpm avaliando as leveduras K. marxianus ATCC 36907 e K. marxianus CCA510. A concentraÃÃo de etanol obtida por SFS do BC-PHA por K. marxianus ATCC36907 atingiu 18 g/L com 48 h de processo, correspondendo a um rendimento de 98% de etanol com base no teor de celulose disponÃvel. Os resultados mostram que o perÃxido de hidrogÃnio em meio alcalino à eficaz para o tratamento prÃvio de BC e o sÃlido obtido pode ser utilizado na produÃÃo de etanol por SFS. / Alkaline H2O2 pretreatment (AHP) and enzymatic saccharification were evaluated for conversion of cashew apple bagasse (CAB) cellulose and hemicellulose to fermentable sugars. First, the effects of the concentration of hydrogen peroxide at pH 11.5, the biomass loading and the pretreatment duration performed at 35 ÂC and 250 rpm were evaluated after the subsequent enzymatic saccharification of the pretreated biomass using a commercial cellulase enzyme with low load. The CAB used in this study contained 20.56  20.19% cellulose, 10.17  0.89% hemicellulose and 35.26  0.90% lignin. The pretreatment resulted in a reduced lignin content in the residual solids. The best condition pretreatment from CAB was obtained with alkaline hydrogen peroxide (4.3% v/v H2O2), pH 11.5, 35 ÂC, 5% w/v CAB for 6 h, these solids were named of CAB-AHP. After, the effect of the combination of four commercial enzymes were evaluated. The combination of the enzymes, cellulase complex and β-glucosidase, on the proportion of 0.61:0.39 with load of 30 FPU/gCAB-AHP and 66 CBU/gCAB-AHP, respectively, was found to achieved high monomeric sugar release. The higher sugar yield was in the assays with 4 gcellulose/100 mL obtained glucose yield of 511.68 mg/gCAB-AHP (36 g/L) and xylose yield of 237.8 mg/gCAB-AHP (13 g/L). The liquid obtained after hydrolysis enzymatic was used in separate hydrolysis and fermentation (SHF) process with Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 and K. marxianus CCA510 at 30 ÂC and 150 rpm. The ethanol concentration was similar for all microorganism (approx 15 g/L). However the yeast S. cerevisiae showed higher productivity. Also, the solid fraction obtained of pretreatment was used in the study of simultaneous saccharification and fermentation (SSF). SSF was conducted using cellulose complex enzyme (30 FPU/gCAB-AHP) and β-glucosidase enzyme (66 CBU/gCAB-AHP) at 45 ÂC and 150 rpm and evaluated the yeasts K. marxianus ATCC 36907 and K. marxianus CCA510. The ethanol concentration in SSF from CAB-AHP using K. marxianus ATCC36907 reached 18 g/L with 48 h, corresponding to an ethanol yield of 98% based on cellulose content. The results show that alkaline hydrogen peroxide is effective for the pretreatment of CAB and this solid can be used on the ethanol production by SSF.

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:40:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barato_NaraCardoso_M.pdf: 23668695 bytes, checksum: eac9460257f2c6e2f23cfadfbaee6442 (MD5) Previous issue date: 2008 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:36:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Macedo_AndreCasimirode_D.pdf: 2580147 bytes, checksum: a40d4a6b3da0d03730c34fddf3f06101 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho, estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por cultivo de Streptococcus zooepidemicus em estado sólido com enfoque básico nas alterações inerentes à estímulos na concentração inicial de açúcares (CIA), concentração inicial de ascorbato (CIAsc), vazão de ar e disponibilidade de oxigênio e tamanho de partícula. O primeiro enfoque mostra a comparação entre cultivos em meio líquido (FS) e em estado sólido (FES) e a produção de AH integrada em substrato caju. Cada kg de caju pode gerar 761 mg (FES) e 1790 mg (FS) de AH, o que permite além da possibilidade de utilização integral deste resíduo, a produção consorciada para a obtenção de moléculas de AH que podem ser usadas em aplicações biomédicas. A segunda abordagem trata da adição de ascorbato ao meio, que favoreceu os efeitos de despolimerização por oxi-redução causados por radicais hidroxila, alterando a massa molar final do produto obtido, o que explica as menores massas molares obtidas em cultivos em meio de caju quando comparados a meios sintéticos. Na terceira abordagem deste trabalho observou-se os efeitos da CIA, mostrando a influência direta desta variável sobre o metabolismo microbiano e em especial sobre o comportamento da competição entre a formação de AH e a biossíntese celular (Y AH/x). O desvio metabólico para a produção de AH em relação à síntese de células é superior para a faixa entre 30-90 gr-1 em fase líquida (0,61 g.g.1 ). A quarta e última abordagem traz a importância do oxigênio no cultivo em estado sólido. Como principal resultado, observou-se a grande importância da razão entre vazão de ar/massa de açúcares. A faixa ideal observada foi de 1,27-2,8 L de ar I (g sugars. min), o rendimento Y AH/X foi máximo. Este conjunto de resultados contribui pioneiramente ao processo de produção de AH em FES e para a otimização da sua produção, assim como para um melhor entendimento do mecanismo metabólico do Streptococcus zooepidemicus. / Abstract: In this work, hyaluronic acid (HA) production was studied the in solid state cultivation (SSF) of Streptococcus zooepidemicus, focusing on metabolic changes induced by varying the initial sugar concentration (ICS), initial concentration of ascorbate (I CAse), volumetric air flow rate, oxygen availability and particle size. The first approach shows the comparison between liquid (SF) and solid state (SSF) culture medium, exploring the HA production by the cashew substrate-integrated. Each lkg of Cashew can generate 761 mg (SSF) and 1790 mg (SF) of HA, which allows, for the possibility of full utilization of this waste, with production focused on HA molecules that can be used in biomedical applications. The second approach shows that the addition of ascorbate in culture medium favored HA redox depolymerization effects by hydroxyl radicais, altering the molecular weight of the final product. This explains the lower molecular weight obtained from cashew culture medium when compared to synthetic medium. In the third part of this work, we observed the effects of the ISC, showing the direct influence of this variable on the microbial metabolism and, in particular, on the behavior of HA/Biomass Yield (Y AHfX). The metabolic deviation for the HA production related to cell synthesis is superior, in the range of 30-90 gL-1 in liquid phase (0.61 g.g-1). The fourth and last approach presents the role of oxygen in solid state cultivation. As the main result, it was we observed the importance of the ratio of air flow rate I mass of sugars. The ideal range was between 1.27-2.8 L I air (g sugars. min), for which case Y AII/X was maximum. These pioneering results contribute to the HA production in SSF, as well as to understanding the metabolic mechanism of Streptococcus zooepidemicus. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial do microrganismo Bacillus subtilis LAMI005 em produzir biossufactantes utilizando suco de caju clarificado como fonte de carbono. A capacidade de produÃÃo do microrganismo foi avaliada com um ensaio preliminar utilizando meio mineral como meio e cultivo, tendo glicose e frutose padrÃo analÃtico como fonte de carbono. Posteriormente avaliou-se a influÃncia da variaÃÃo nas concentraÃÃes da fonte de carbono, utilizando suco de caju clarificado como substrato, mantendo a concentraÃÃo da suplementaÃÃo da fonte de nitrogÃnio constante com 1,0 g.L-1 de (NH4)2SO4. Realizou-se estudo cinÃtico para avaliaÃÃo da viabilidade de bioconversÃo do substrato utilizado em um produto de valor agregado, a surfactina bem como o tipo de metabÃlito formado. O ensaio com meio mineral, com concentraÃÃes iniciais de ART de 40,87 g.L-1 a maior concentraÃÃo de biomassa e surfactina obtidas foram de 2,5 g.L-1 137 mg.L-1 respectivamente,com 72 horas de ensaio. A menor reduÃÃo da tensÃo superficial do meio rico em surfactina foi em torno de 27,0 dina.cm-1, representando 55% de reduÃÃo. O pH permaneceu numa faixa de 6,0 - 7,0. Variando a fonte de carbono tendo concentraÃÃes iniciais de ART de 12,71 g.L-1, 22,92 g.L-1, 48,96 g.L-1, 65,04 g.L-1, 96,10 g.L-1 e 40,65 g.L-1 + 0,1% de soluÃÃo de micronutrientes, a maior produÃÃo de surfatina obtida foi no ensaio com concentraÃÃo de ART de 22,92 g.L-1 atingindo o valor de 372,56 g.L1 em 48 horas. A maior concentraÃÃo de biomassa alcanÃada para os ensaios com variaÃÃo nas concentraÃÃes iniciais de ART foram de 2,05 g.L-1, 5,3 g.L-1, 7,49 g.L-1, 8,6 g.L-1, 8,4 g.L-1 e 7,14 g.L-1 respectivamente, para as concentraÃÃes de ART supracitadas. Todos os ensaios apresentaram carbono residual ao final do processo, pH chegando a valores muito Ãcidos de atà 4,0, mostrando-se estÃvel na faixa entre 6,0 e 7,0 apenas no ensaio com concentraÃÃo de ART 96,10 g.L-1. O surfactante produzido apresentou boa capacidade emulsificante, em torno de 50%, em hidrocarbonetos como querosene e Ãleo de soja e formaram emulsÃes estÃveis, atingindo valores em torno de 2,0 U. Os ensaios fermentativos variando a concentraÃÃo da fonte carbono apresentaram velocidade especÃfica mÃxima de crescimento (μxmÃx) semelhantes. As velocidades especÃficas de crescimento (μx), de consumo de substrato (μs) e de produÃÃo de biossurfactante (μp) correlacionaram-se muito bem, podendo entÃo afirmar que a formaÃÃo do produto à um metabÃlito primÃrio e està associada ao crescimento. O modelo matemÃtico aplicado aos ensaios fermentativos ajustou-se bem aos dados experimentais, comprovando a viabilidade da bioconversÃo do substrato em um produto de valor agregado, a surfactina. / The purpose of this study was evaluate the biosurfactants potential production of the microorganism Bacillus subtilis LAMI005 using clarified cashew apple juice as carbon source. The microorganism production capacity was evaluated with preliminary test using mineral medium as inoculum and cultivation, and glucose and fructose standard analytical as carbon source. Subsequently, the influence of carbon source variation was evaluated keeping the supplementation of nitrogen source constant at 1.0 g.L-1 (NH4)2SO4. Kinetic study was conducted to assess the feasibility of substrate bioconversion used in a value-added product, surfactin, and the type of formed metabolite. The test with mineral medium with initial concentrations of 40.87 g.L-1 TRS were obtained the higher biomass concentration and surfactin of 2.5 g.L-1 and 137 mg.L-1 respectively in 72 hours of testing. The lower surface tension reduction of the medium rich in surfactin was around 27.0 dyne.cm-1, representing 55% reduction. The pH remained in a range from 6.0 to 7.0. By varying the carbon source and initial concentrations of TRS 12.71 g.L-1, 22.92 g.L-1, 48.96 g.L-1, 65.04 g.L-1, 96.10 g.L-1 and 40.65 g.L-1 + 0.1% solution of micronutrients, the highest yield was obtained in surfatin test concentration of TRS of 22.92 g.L-1 reaching a value of 372.56 g.L-1 in 48 hours. The highest concentration of biomass obtained for assays with variation in initial concentrations of TRS were 2.05 g.L-1, 5.3 g.L-1, 7.49 g.L-1, 8.6 g.L-1, 8.4 g.L-1 and 7.14 g.L-1 respectively, for concentrations above TRS. All tests showed residual carbon at the end of the process, reaching pH values much acid to 4.0, being stable in the range between 6.0 and 7.0 only at test concentrations of 96.10 g.L-1 TRS. Surfactant produced showed good emulsifying capacity, around 50% in hydrocarbons such as kerosene and soybean oil and formed stable emulsions, reaching values around 2.0 U. Fermentations varying the concentration of carbon source showed maximum specific growth (μxmÃx) similar. The specific growth rates (μx), substrate consumption (μs) and biosurfactant production (μp) fitted quite well, we conclude that the product formation is a primary metabolite and is associated with growth. The mathematical model used for testing fermentative fitted well to the experimental data, proving the feasibility of bioconversion of the substrate in surfactin.