A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento. / The present Tesis aimed: (1) to determine an efficient method of genetic transformation by particle bombardment to obtain transgenic plants of Brazilian barley cultivars and (2) to identify a gene coding for chitinase that could confer resistance to barley against the pathogen Bipolaris sorokiniana. Calli cultures derived from immature scutella of Brazilian barley cultivars MN-599 e MN-698 (American Beverage Company, AMBEV) were bombarded with tungsten particles and analyzed for gusA reporter gene expression by GUS histochemical assay, embryogenic structures induction and plant regeneration. Physical and biological biolistic conditions analyzed included two promoter regions regulating the gusA gene, two particle bombardment devices, different helium pressures, distances between target tissues and the initial position of particles, number of shots and use of osmotic pre- and post-treatment of tissues. In the present work there were observed high numbers of blue spots per callus, embryogenic calli and somatic embryos induction with a frequency until 58.3% and the regeneration of 60 plants, being 43 from bombarded calli. The best conditions were obtained with the employment of the Adh promoter and its first intron (pNGI plasmid), Particle Inflow Gun (PIG) device, 14.8 cm of distance, 2 shots per plate and osmotic treatment of tissues with 0.2 M mannitol and 0.2 M sorbitol during 4-5 hours prior to and 17-19 hours after bombardments. Leaves from 3 out of 43 regenerated plants showed positive GUS activity in histochemical assays. The use of primers defined from chitinase genes described in literature resulted in the amplification of two fragments with approximately 700 and 500 bp from genomic DNA of MN-599 e MN-698 barley cultivars and one fragment, with approximately 500 bp, from Trichoderma sp. strain A4c genomic DNA. These fragments were purified from agarose gel and manual and automatically sequenced. Fragments of 700 and 500 bp from cv. MN-599 were identified as chitinase genes of barley and fragment of 500 bp Trichoderma sp. A4c presented no homology with chitinase sequences deposited in the EMBL/GenBank. The use of new primers representing conserved chitinase sequences of Metarhizium anisopliae resulted in the amplification of three fragments from genomic DNA of Trichoderma sp. strain A4b. These fragments should be purified and sequenced

Although less common in human food, studies have reported the beneficial effects of b-glucans present in the soluble portion of barley dietary fiber, such as implications in serum cholesterol and blood glucose reduction, besides anticarcinogenic properties. Barley is not commonly used in bakery products, however, partial replacement of wheat flour with barley can result in the development of acceptable and functional products, coming as alternative of bread enrichment. This study aimed to evaluate the technological viability of the incorporation of barley, in the form of flour, on the quality parameters of bread to make a choice of food with potential health benefits to the consumer. Barley flour (BF), whole barley flour (WBF), and breads produced with these flours were characterized as for chemical composition and physical properties. Flours were also analyzed for the granulometry and rheological properties, while the loaves were evaluated as for the quality parameters and sensory analysis. The addition of barley flour in bread did not interfere in nutrient composition and resulted in a favorable increase in fiber levels and dough water capacity absorption. Levels of substitution of up to 30% of barley flour and 10% of whole barley flour did not affect bread softness. As far as barley substitution level increased, texture increase and bread volume decrease were observed. Thirty porcent substitution level of BF and WBF showed desirable bread quality and all breads produced were accepted by consumers, indicating possibility of being produced and subsequently comercialized. / Embora pouco utilizada na alimentação humana, estudos têm relatado os efeitos benéficos das betaglucanas presentes na porção solúvel da fibra alimentar da cevada, tais como implicações sobre o colesterol sérico e redução da glicose sanguínea, além de propriedades anticarcinogênicas. A cevada não é comumente usada em produtos de panificação, entretanto, substituição parcial de trigo com a farinha de cevada pode resultar no desenvolvimento de produtos aceitáveis e funcionais, surgindo como uma alternativa para o enriquecimento de pães. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade tecnológica da incorporação da cevada, sob a forma de farinha, sobre os parâmetros de qualidade do pão de forma a fim de disponibilizar uma opção de alimento com possíveis benefícios à saúde do consumidor. As farinhas de cevada (FC) e de cevada integral (FCI), e os pães elaborados com estas farinhas, foram caracterizados quanto à composição química e propriedades físicas. As farinhas foram ainda analisadas quanto à granulometria e as propriedades reológicas, enquanto os pães foram avaliados quanto aos parâmetros de qualidade e análise sensorial. A adição de farinha de cevada no pão de forma não prejudicou a composição de nutrientes e resultou em um aumento favorável nos teores de fibras e da capacidade de absorção de água na massa. Níveis de substituição de até 30% de farinha de cevada e 10% de farinha de cevada integral não afetaram a maciez dos pães. À medida que aumentaram os níveis de substituição de trigo por cevada, observou-se aumento na firmeza e diminuição do volume dos pães. Níveis de substituição de até 30% de FC e FCI produziram pães com qualidade desejável e todos os pães elaborados foram aceitos pelos consumidores, indicando possibilidade de serem produzidos e posteriormente comercializados.

Lipid oxidation is one of the main causes of loss in food quality. In order to prevent oxidative deterioration and organoleptic changes in foods, industries use antioxidants agents. In past few years, the use of natural antioxidants derived from plant extracts, fruits and cereals has attracted the interest of researchers and consumers because they are, generally, healthier and safer than artificial ones. Phenolic compounds are hydroxylated aromatics substances of great structural diversity, which have antioxidant activity and, therefore, they have been widely studied as natural antioxidants in foods. Barley (Hordeum vulgare) and grapes have large amounts of phenolic compounds and their antioxidant activity is broadly known. The objective of this study was to extract phenolic compounds of agroindustrial residues as barley and Merlot and Moscato grapes (Vitis vinifera), from beer and wine production, to apply these extracts in sausages and to evaluate their antioxidant potential. As comparation parameter it was used the synthetic antioxidant sodium erythorbate, generally used in meat products. It were evaluated proximate composition, pH, color, texture, fatty acid profile, oxidative stability (peroxide value, thiobarbituric acid reactive substances TBARS and volatile compounds derived from lipid oxidation) and sensory quality of treatments along 60 days of storage at 4 °C. Color stability was improved by addition of extract of vinification residues from Merlot grape, furthermore, the addition of natural extracts had little effect on texture parameters of sausages. It was observed that the natural extracts, as well as sodium erythorbate, were effective in delaying lipid oxidation, measured by TBARS, until day 30, and the treatment with Merlot residue extract was the most efficient. The fatty acid profile was significantly affected by the storage time of the samples and slightly affected by the addition of antioxidants. It was observed a reduction in the percentage of unsaturated fatty acids and an increase in saturated ones throughout the experiment, which showed the progression of lipid oxidation during the period. The production of different volatile compounds during storage featured each period, being the start period featured by a greater presence of aldehydes, the day 30 featured by presence of volatile 2-butoxyethanol and the day 60 featured by 3-hydroxy-2-butanone. In sensory analysis, only the treatment with extract of brewery residues was rejected by judges in all periods for taste and odor. These results demonstrate that the extracts of vinification residues, especially from Merlot grape, are efficient antioxidants and its can be effectively used in sausages without causing losses to the sensory quality of the product. / A oxidação lipídica é uma das principais causas da perda de qualidade dos alimentos. Com o intuito de evitar a deterioração oxidativa e alterações organolépticas nos alimentos, as indústrias lançam mão do uso de agentes antioxidantes. Nos últimos anos, a utilização de antioxidantes naturais obtidos a partir de extratos de plantas, frutos e cereais, tem atraído o interesse de pesquisadores e consumidores por, normalmente, serem mais saudáveis e seguros que os antioxidantes artificiais. Os compostos fenólicos são substâncias aromáticas hidroxiladas de grande diversidade estrutural, que apresentam ação antioxidante e, por isto, vêm sendo muito estudados como antioxidantes naturais em alimentos. A cevada (Hordeum vulgare) e as uvas apresentam grande quantidade de compostos fenólicos e possuem reconhecida atividade antioxidante. O objetivo deste trabalho foi extrair os compostos fenólicos de resíduos agroindustriais de cevada e uvas Merlot e Moscato (Vitis vinifera), resultantes da produção de cerveja e vinhos, aplicar estes extratos em salsichas e avaliar o seu potencial antioxidante. Como parâmetro para comparação foi utilizado o antioxidante sintético eritorbato de sódio, comumente empregado em produtos cárneos. Foram avaliadas a composição centesimal, pH, a cor, textura, o perfil de ácidos graxos, a estabilidade oxidativa (índice de peróxidos, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico TBARS e compostos voláteis oriundos da oxidação lipídica) e a qualidade sensorial dos tratamentos ao longo de 60 dias de armazenamento a 4 ºC. A estabilidade da cor foi melhorada pela adição de extrato de resíduos de vinificação de uva Merlot, além disso, a adição dos extratos naturais teve pouca influência nos parâmetros de textura das salsichas. Observou-se que os extratos naturais, assim como o eritorbato de sódio, foram eficientes em retardar a oxidação lipídica, avaliada através de TBARS, até o dia 30, sendo o tratamento adicionado de extrato de uva Merlot o mais eficiente. O perfil de ácidos graxos foi significativamente afetado pelo tempo de armazenamento das amostras e pouco afetado pela adição de antioxidantes. Foi observada diminuição nos percentuais de ácidos graxos insaturados e aumento nos saturados ao longo do experimento, o que demonstrou a progressão da oxidação lipídica durante o período. A produção de compostos voláteis ao longo do armazenamento caracterizou cada período, sendo o início do experimento caracterizado por maior presença de aldeídos (hexanal), o dia 30 pela presença do volátil 2-butoxietanol e o dia 60 pela cetona 3-hidroxi-2-butanona. Na análise sensorial somente o tratamento adicionado de extrato de resíduos de cervejaria apresentou baixa aceitabilidade pelos julgadores em todos os períodos quanto ao sabor e odor. Estes resultados demonstram que os extratos de resíduo de vinificação, em especial de uva tinta (Merlot), são antioxidantes eficientes e podem ser utilizados em salsichas, sem causar perdas à qualidade sensorial do produto.

A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento. / The present Tesis aimed: (1) to determine an efficient method of genetic transformation by particle bombardment to obtain transgenic plants of Brazilian barley cultivars and (2) to identify a gene coding for chitinase that could confer resistance to barley against the pathogen Bipolaris sorokiniana. Calli cultures derived from immature scutella of Brazilian barley cultivars MN-599 e MN-698 (American Beverage Company, AMBEV) were bombarded with tungsten particles and analyzed for gusA reporter gene expression by GUS histochemical assay, embryogenic structures induction and plant regeneration. Physical and biological biolistic conditions analyzed included two promoter regions regulating the gusA gene, two particle bombardment devices, different helium pressures, distances between target tissues and the initial position of particles, number of shots and use of osmotic pre- and post-treatment of tissues. In the present work there were observed high numbers of blue spots per callus, embryogenic calli and somatic embryos induction with a frequency until 58.3% and the regeneration of 60 plants, being 43 from bombarded calli. The best conditions were obtained with the employment of the Adh promoter and its first intron (pNGI plasmid), Particle Inflow Gun (PIG) device, 14.8 cm of distance, 2 shots per plate and osmotic treatment of tissues with 0.2 M mannitol and 0.2 M sorbitol during 4-5 hours prior to and 17-19 hours after bombardments. Leaves from 3 out of 43 regenerated plants showed positive GUS activity in histochemical assays. The use of primers defined from chitinase genes described in literature resulted in the amplification of two fragments with approximately 700 and 500 bp from genomic DNA of MN-599 e MN-698 barley cultivars and one fragment, with approximately 500 bp, from Trichoderma sp. strain A4c genomic DNA. These fragments were purified from agarose gel and manual and automatically sequenced. Fragments of 700 and 500 bp from cv. MN-599 were identified as chitinase genes of barley and fragment of 500 bp Trichoderma sp. A4c presented no homology with chitinase sequences deposited in the EMBL/GenBank. The use of new primers representing conserved chitinase sequences of Metarhizium anisopliae resulted in the amplification of three fragments from genomic DNA of Trichoderma sp. strain A4b. These fragments should be purified and sequenced

It was carried an experiment, in the Fitotecnia Department of the Federal University of Santa Maria (UFSM) - RS, with objective to evaluate the nutritional quality of two species of grassy (Hordeum vulgare L. and Secale cereale L.), cultivated in hydroponic, during of autumn and winter and to evaluate the nutritional quality of two species of grassy (Hordeum vulgare L. and Secale cereale L) joined to a legume (Vicia sativa L.), cultivated in hydroponic, during autumn and winter. It was adopted the experimental delineation entirely casuistic with four repetitions. The data had been submitted to the variance analysis. The averages of the qualitative variables had been compared among themselves for Tukey test with 5% of error probability. The hydroponic Secale cereale L forage showed bigger dry mass and mineral substance in autumn and winter, surpassing the Hordeum vulgare L forage, Hordeum vulgare L.: intercropping+Vicia sativa L and Secale cereale L+Vicia sativa L. Hydroponic Secale cereale L forage intercropping+Vicia sativa L 150 presented bigger dry mass than the others treatments, however, the mineral substance resulted in minors values, what negatively differentiated in relation the Secale cereale L forage. The biggest fiber value in neutral detergent found, was in the hydroponic Hordeum vulgare L. forage, although it did not show significant difference in relation to the others treatments. The hydroponic Secale cereale L forage presented a bigger rude protein value in relation to the others treatments. The hydroponic forages it did not show significant difference in relation to energetic value and value of phosphorus. The biggest value of calcium and magnesium had been found in the hydroponic Secale cereale L. forage. The Hordeum vulgare L. produced in the 2002 winter, presented minors potassium value, differing significantly from the Hordeum vulgare L intercropping + Vicia sativa L 300 and Secale cereale L + Vicia sativa L 150. / Foi realizado um experimento, no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) RS, com objetivo de avaliar a qualidade nutricional de duas espécies de gramíneas (cevada e centeio), cultivadas em hidroponia, no período de outono e inverno e avaliar a qualidade nutricional de duas espécies de gramíneas (cevada e centeio) consorciadas a uma leguminosa (ervilhaca), cultivadas em hidroponia, no período de outono e inverno. Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância. As médias das variáveis qualitativas foram comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.A forragem hidropônica de centeio apresentou maior massa seca e matéria mineral no outono e inverno, superando a forragem de cevada, consórcio de cevada + ervilhaca e centeio + ervilhaca. O consórcio de forragem hidropônica de centeio + ervilhaca 150 apresentou maior massa seca que os demais tratamentos consorciados, entretanto, a matéria mineral resultou em menores valores, o que diferenciou negativamente em relação à forragem de centeio. O maior teor de fibra em detergente neutro (FDN) encontrado, foi na forragem hidropônica de cevada, apesar de não ter apresentado diferença significativa em relação aos demais tratamentos. A forragem hidropônica de centeio apresentou um maior teor de proteína bruta em relação aos demais tratamentos. As forragens hidropônicas não apresentaram diferença significativa para o valor energético e o teor de fósforo. Os maiores teores de cálcio e magnésio foram encontrados na forragem hidropônica de centeio. A cevada produzida no inverno de 2002 apresentou menores teores de potássio, diferindo significativamente do consórcio de cevada + ervilhaca 300 e centeio + ervilhaca 150.

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The characterization of the adsorbent materials by FTIR showed the presence of the functional groups: hydroxyl, carbonyl and methyl, very common in lignocellulosic materials. The pH at the zero loading point (pHPCZ) was 7.08 for barley bagasse and 6.44 for corn straw. The adsorption capacity of the investigated materials was evaluated under different parameters such as material dose (g L-1), contact time between the pesticide solution and the adsorbent material (min) and the concentration of the pesticide in the solution (mg L-1). An alternative adsorption procedure was also proposed with the adsorbents packaged in a column where different doses of the adsorbents were evaluated and finally the adsorption process was evaluated using natural water samples. From the study of the dose of the materials the dose of 20 g L-1, equivalent to 200 mg of the adsorbent material in 10 mL of solution was selected, where 45.1% of the carbaryl was obtained when the barley bagasse was used and 49.2% when corn straw was used. For both adsorbents the kinetic study showed that the adsorption of the carbaryl agrochemical is best represented by the Avrami kinetic model, indicating that the adsorption of the carbaryl is not constant, but follows multiple orders. The maximum adsorption capacity (Qmax) was obtained by the construction of adsorption isotherms, where it was verified that the experimental data of the process of adsorption of the carbaryl by the barley bagasse is better represented by the Langmuir model providing a value of Qmax of 6, 5244 mg g-1. For corn straw, the Sips model was the most adequate with a Qmax value of 1.2625 mg g -1. In the column adsorption procedure the barley bagasse was efficient in all the doses evaluated, obtaining practically the same rate of removal as the procedure performed in batch mode, however in a much shorter time. As for the adsorbent corn straw, the removal through the column procedure was much less effective, suggesting that for this material the batch procedure is more adequate. In the adsorption study using natural water samples as an aqueous matrix, it was verified that the adsorption process of the carbaryl by both adsorbents can be affected by the pH of the medium and also by the presence of other compounds present in the aqueous matrix. In general, the results indicate that the barleybagasse and corn straw materials can be used as adsorbent materials in the treatment of aqueous medium contaminated with the carbaryl pesticide. / Nesta dissertação, os materiais palha de milho e bagaço de cevada foram investigados como adsorventes alternativos para remoção do agrotóxico carbaril de meio aquoso. Para isso, ambos materiais foram triturados para obtenção de partículas uniformes (granulometria entre 20 e 48 mesh) e tratados com álcool etílico hidratado. A quantificação do agrotóxico carbaril foi feita por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detector UV-vis. Os valores de LD e LQ para a determinação do agrotóxico carbaril por cromatografia líquida, através do método empregado, foram 0,01 mg L-1 e 0,10 mg L-1, respectivamente. A caracterização dos materiais adsorventes por FTIR mostrou a presença dos grupos funcionais: hidroxila, carbonila e metila, bastante comuns em materiais lignocelulósicos. O pH no ponto de carga zero (pHPCZ) foi 7,08 para o bagaço de cevada e 6,44 para a palha de milho. A capacidade de adsorção dos materiais investigados foi avaliada sob diferentes parâmetros como dose do material (g L-1), tempo de contato entre a solução do agrotóxico e o material adsorvente (min) e a concentração do agrotóxico na solução (mg L-1). Foi proposto também um procedimento alternativo de adsorção com os adsorventes empacotados em uma coluna onde avaliou-se diferentes doses dos adsorventes e por fim avaliou-se o processo de adsorção utilizando amostras de água natural. A partir do estudo da dose dos materiais foi selecionada a dose de 20 g L-1, equivalente a 200 mg do material adsorvente em 10 mL de solução, onde foi obtida remoção de 45,1% do carbaril quando foi utilizado o bagaço de cevada e 49,2% quando foi usada a palha de milho. Para ambos os adsorventes o estudo cinético mostrou que a adsorção do agrotóxico carbaril é melhor representada pelo modelo cinético de Avrami, indicando que a adsorção do carbaril não é constante, mas segue múltiplas ordens. A capacidade máxima de adsorção (Qmáx) foi obtida pela construção de isotermas de adsorção, onde verificou-se que os dados experimentais do processo de adsorção do carbaril pelo bagaço de cevada é mais bem representado pelo modelo de Langmuir fornecendo um valor de Qmáx de 6,5244 mg g-1. Já para a palha de milho o modelo de Sips mostrou-se o mais adequado com um valor Qmáx de 1,2625 mg g-1. No procedimento de adsorção em coluna o bagaço de cevada mostrou-se eficiente em todas as doses avaliadas, obtendo praticamente a mesma taxa de remoção que o procedimento realizado em modo batelada, no entanto em um tempo bem menor. Já para o adsorvente palha de milho, a remoção através do procedimento em coluna foi bem menos efetiva, sugerindo que para este material o procedimento em batelada é mais adequado. No estudo de adsorção utilizando amostras de água natural como matriz aquosa, verificou-se que o processo de adsorção do carbaril por ambos os adsorventes pode ser afetado pelo pH do meio e também pela presença de outros compostos presentes na matriz aquosa. De um modo geral os resultados obtidos indicam que os materiais bagaço de cevada e palha de milho podem ser utilizados como materiais adsorventes no tratamento de meio aquoso contaminado com o agrotóxico carbaril.

A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento. / The present Tesis aimed: (1) to determine an efficient method of genetic transformation by particle bombardment to obtain transgenic plants of Brazilian barley cultivars and (2) to identify a gene coding for chitinase that could confer resistance to barley against the pathogen Bipolaris sorokiniana. Calli cultures derived from immature scutella of Brazilian barley cultivars MN-599 e MN-698 (American Beverage Company, AMBEV) were bombarded with tungsten particles and analyzed for gusA reporter gene expression by GUS histochemical assay, embryogenic structures induction and plant regeneration. Physical and biological biolistic conditions analyzed included two promoter regions regulating the gusA gene, two particle bombardment devices, different helium pressures, distances between target tissues and the initial position of particles, number of shots and use of osmotic pre- and post-treatment of tissues. In the present work there were observed high numbers of blue spots per callus, embryogenic calli and somatic embryos induction with a frequency until 58.3% and the regeneration of 60 plants, being 43 from bombarded calli. The best conditions were obtained with the employment of the Adh promoter and its first intron (pNGI plasmid), Particle Inflow Gun (PIG) device, 14.8 cm of distance, 2 shots per plate and osmotic treatment of tissues with 0.2 M mannitol and 0.2 M sorbitol during 4-5 hours prior to and 17-19 hours after bombardments. Leaves from 3 out of 43 regenerated plants showed positive GUS activity in histochemical assays. The use of primers defined from chitinase genes described in literature resulted in the amplification of two fragments with approximately 700 and 500 bp from genomic DNA of MN-599 e MN-698 barley cultivars and one fragment, with approximately 500 bp, from Trichoderma sp. strain A4c genomic DNA. These fragments were purified from agarose gel and manual and automatically sequenced. Fragments of 700 and 500 bp from cv. MN-599 were identified as chitinase genes of barley and fragment of 500 bp Trichoderma sp. A4c presented no homology with chitinase sequences deposited in the EMBL/GenBank. The use of new primers representing conserved chitinase sequences of Metarhizium anisopliae resulted in the amplification of three fragments from genomic DNA of Trichoderma sp. strain A4b. These fragments should be purified and sequenced

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiola G_ Nesello Vieira.pdf: 1352690 bytes, checksum: dde9077ce35994c9a408a58112929a03 (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / The abundant lignocellulosic biomass in agro-industrial waste can be reused as an inexpensive substrate for inducing the production of enzymes such as β-xylosidases. The purpose of this study was to analyze the production of β-xylosidase from Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolated from the Atlantic Forest of the Dog Head State Park (Paraná, Brazil) and later identified by morphological and molecular (ITS) methods. The mesophilic fungus was grown at 28 °C in liquid culture media containing Czapeck and 1% of different agroindustrial residues (w/v): passion fruit peel, Ponkan peel, barley brewing residue, soy flakes and ripe banana peel. Inoculants of 105 conidia ml-1 were incubated for 7 days, filtered and assayed for β-xylosidase intracellular activity obtaining a maximum value of 15 U ml-1 of the enzyme in the presence of barley brewing residue after 4 days of cultivation. Then, it was used a Central Composite Rotational Design (CCRD) to optimize the production of β-xylosidase, using barley brewing residue as carbon source at a significance level of p<0.10 which generated a predicted model of 245.04 U ml-1. Model validation provided an average optimized result equal to 229.06 U ml-1 for the enzyme. Thus, the production of β-xylosidase increased in 1,500% over the initially obtained for A. fumigatus in the presence of the barley brewing residue, therefore, achieving 93.47% of the predicted model. This finding emphasizes the availability of A. fumigatus β-xylosidase production with possible applications in several biotechnological process. / A biomassa lignocelulósica abundante nos resíduos agroindustriais, pode ser reutilizada como substrato barato para induzir a produção de enzimas, como β-Xilosidases. O objetivo deste trabalho foi analisar a produção de β-Xilosidase de Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolado da Mata Atlântica do Parque Estadual Cabeça do Cachorro (Paraná, Brasil) e posteriormente identificado por métodos morfológicos e moleculares (ITS). O fungo mesofílico foi cultivado à temperatura de 28 °C em meios líquidos de cultura Czapeck, contendo 1% de diferentes resíduos agroindustriais (w/v): casca de maracujá, casca de pokan, bagaço de cevada, flocos de soja e casca de banana madura. Inóculos de 105 conídios mL-1 foram incubados durante 7 dias, filtrados e submetidos a dosagem de β-Xilosidase intracelular, obtendo-se um valor máximo de 15 U ml-1 para a enzima na presença de bagaço de cevada com 4 dias de cultivo. Assim, utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimizar a produção de -Xilosidase, usando o bagaço de cevada como fonte de carbono em um nível de significância p < 0,10, o qual gerou um modelo predito de 245,04 U ml-1. A validação do modelo forneceu um resultado otimizado médio igual a 229,06 U ml-1 para a enzima. Assim, a produção de β-Xilosidase aumentou em 1.500% em relação à obtida inicialmente para o fungo A. fumigatus na presença de bagaço de cevada como fonte de carbono (15 U ml-1), permitindo, deste modo, alcançar 93,47 % do modelo predito. Este achado ressalta a viabilidade de produção de β-Xilosidase de A. fumigatus com possíveis aplicações em vários processos biotecnológicos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Barley is one of the most economically important winter crops for the farming system in the southern Brazil and it is well-known by its high content of soluble dietary fiber (beta-glucans) which lowers plasmatic cholesterol as well as the glycemic index besides reducing the risk of colon cancer. In what concerns human consumption it has been observed recent interest for this cereal since its dietetic properties can be associated to health benefits. The aim of this research was to determine the chemical composition of barley grains under different processings, covered barley, hulless barley, hulless roasted barley, barley flakes, barley flour as well as relating the effects of the inclusion of processed barley grains as a source of fiber in diet by having Wistar rats as biological model. The grains were analyzed in relation to the dry matter content, ash, crude protein, lipids, total dietary fiber, insoluble and soluble fiber, non-fibrous carbohydrates, beta-glucans and minerals (calcium, phosphorus, magnesium, potassium, zinc, iron, manganese and copper). The bioassay was performed during 42 days; it was used 35 male Wistar rats at 21 days old, distributed in 5 treatments of 7 animals which received feed AIN-93G with varied source of dietary fiber: CONT treatment (control) with 5% cellulose; treatment CB with 5% of covered barley; treatment HB with 5% of hulless barley; treatment HRB with 5% of hulless roasted barley fiber, and treatment BF with 5% of barley flakes. It was determined: food intake, weight gain, feed conversion (FC), feed efficiency ratio (FER), multivariate bio-nutritional index (BNI), dry and wet fecal output, moisture from feces, gastrointestinal transit time, liver weight, heart weight, epididymal fat weight, kidney weight, small and large intestine weight, full and empty cecal weight as well as the following blood parameters: total proteins, albumin, hemoglobin, glucose, total cholesterol, HDL cholesterol and triglycerides. The results show significant differences among the barley grains under different processing for dry matter, ash, crude protein, dietary fiber, insoluble fiber, nonfibrous carbohydrates, calcium, potassium, magnesium, zinc, iron and manganese. Variations in the chemical composition occurred due to the effect of processing of the grain because of hullessness, stabilization, flocking and milling. The inclusion of dietary fiber of covered barley as well as of the products from its processing (hulless grain, hulless roasted grains and flakes) may be employed as source of fiber in a standard diet of AIN-93 without compromising the development of rats as well as providing less dry fecal weight, more fecal moisture and less gastrointestinal transit time, what may be attributed to more colonic fermentation. / A cevada é uma das culturas de inverno economicamente mais importantes para o sistema de exploração agrícola no sul do Brasil, sendo conhecida pelo seu alto conteúdo de fibra alimentar solúvel (beta-glicanas), a qual diminui o colesterol plasmático bem como o índice glicêmico, além de reduzir o risco de câncer de cólon. Em relação ao consumo humano, tem-se observado recente interesse pelo uso desse cereal em razão de as suas propriedades dietéticas poderem ser associadas a benefícios com a saúde. Objetivou-se com esta pesquisa determinar a composição química de grãos de cevada submetidos a diferentes processamentos, grão de cevada integral, grão de cevada descascado, grão de cevada descascado tostado, cevada em flocos e farinha de cevada, assim como relacionar os efeitos da inclusão de grãos de cevada processados como fonte de fibra na dieta, empregando-se ratos Wistar como modelo biológico. Os grãos foram analisados quanto aos teores de matéria seca, cinzas, proteína bruta, lipídeos, fibra alimentar total, fibra insolúvel, solúvel, carboidratos não fibrosos, beta-glicanas e minerais (cálcio, fósforo, magnésio, potássio, zinco, ferro, manganês e cobre). O ensaio biológico foi conduzido por um período de 42 dias; utilizou-se 35 ratos Wistar machos, com 21 dias de idade, distribuídos em 5 tratamentos de 7 animais que receberam ração AIN-93G, variando a fonte de fibra alimentar: tratamento CONT (controle), com 5% de celulose; tratamento CI, com 5% de grão de cevada integral; tratamento CD, com 5% de grão de cevada na forma descascada; tratamento CDT, com 5% de fibra grão de cevada descascado tostado; e tratamento CFL, com 5% de flocos de cevada. Foram determinados: consumo alimentar, ganho de peso, conversão alimentar (CA), coeficiente de eficiência alimentar (CEA), índice nutricional multivariado biológico (INMB), produção de fezes secas e úmidas, umidade das fezes, tempo de trânsito gastrintestinal, peso do fígado, peso do coração, peso da gordura epididimal, peso dos rins, peso do intestino delgado e grosso, peso do ceco completo e vazio; além dos seguintes parâmetros sanguíneos: proteínas totais, albumina, hemoglobina, glicose, colesterol total, colesterol HDL e triglicerídeos. Os resultados acusaram diferenças significativas entre os grãos de cevada submetidos a diferentes processamentos para matéria seca, cinzas, proteína bruta, fibra alimentar, fibra insolúvel, carboidratos nãofibrosos, cálcio, potássio, magnésio, zinco, ferro e manganês. Variações na composição química ocorreram devido ao efeito de processamento do grão em função do descascamento, estabilização, flocagem e moagem. A inclusão de fibra alimentar de grãos de cevada integral assim como dos produtos resultantes do seu processamento (grão descascado, grão descascado tostado e flocos) pode ser empregada como fonte de fibra em uma dieta padrão da AIN-93, sem comprometer o desenvolvimento dos ratos, bem como proporcionar menor peso fecal seco, maior umidade fecal e menor tempo de trânsito gastrintestinal, o que pode ser atribuído a maior fermentação no colón.

It was carried an experiment, in the Fitotecnia Department of the Federal University of Santa Maria (UFSM) - RS, with objective to evaluate the nutritional quality of two species of grassy (Hordeum vulgare L. and Secale cereale L.), cultivated in hydroponic, during of autumn and winter and to evaluate the nutritional quality of two species of grassy (Hordeum vulgare L. and Secale cereale L) joined to a legume (Vicia sativa L.), cultivated in hydroponic, during autumn and winter. It was adopted the experimental delineation entirely casuistic with four repetitions. The data had been submitted to the variance analysis. The averages of the qualitative variables had been compared among themselves for Tukey test with 5% of error probability. The hydroponic Secale cereale L forage showed bigger dry mass and mineral substance in autumn and winter, surpassing the Hordeum vulgare L forage, Hordeum vulgare L.: intercropping+Vicia sativa L and Secale cereale L+Vicia sativa L. Hydroponic Secale cereale L forage intercropping+Vicia sativa L 150 presented bigger dry mass than the others treatments, however, the mineral substance resulted in minors values, what negatively differentiated in relation the Secale cereale L forage. The biggest fiber value in neutral detergent found, was in the hydroponic Hordeum vulgare L. forage, although it did not show significant difference in relation to the others treatments. The hydroponic Secale cereale L forage presented a bigger rude protein value in relation to the others treatments. The hydroponic forages it did not show significant difference in relation to energetic value and value of phosphorus. The biggest value of calcium and magnesium had been found in the hydroponic Secale cereale L. forage. The Hordeum vulgare L. produced in the 2002 winter, presented minors potassium value, differing significantly from the Hordeum vulgare L intercropping + Vicia sativa L 300 and Secale cereale L + Vicia sativa L 150. / Foi realizado um experimento, no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) RS, com objetivo de avaliar a qualidade nutricional de duas espécies de gramíneas (cevada e centeio), cultivadas em hidroponia, no período de outono e inverno e avaliar a qualidade nutricional de duas espécies de gramíneas (cevada e centeio) consorciadas a uma leguminosa (ervilhaca), cultivadas em hidroponia, no período de outono e inverno. Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância. As médias das variáveis qualitativas foram comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.A forragem hidropônica de centeio apresentou maior massa seca e matéria mineral no outono e inverno, superando a forragem de cevada, consórcio de cevada + ervilhaca e centeio + ervilhaca. O consórcio de forragem hidropônica de centeio + ervilhaca 150 apresentou maior massa seca que os demais tratamentos consorciados, entretanto, a matéria mineral resultou em menores valores, o que diferenciou negativamente em relação à forragem de centeio. O maior teor de fibra em detergente neutro (FDN) encontrado, foi na forragem hidropônica de cevada, apesar de não ter apresentado diferença significativa em relação aos demais tratamentos. A forragem hidropônica de centeio apresentou um maior teor de proteína bruta em relação aos demais tratamentos. As forragens hidropônicas não apresentaram diferença significativa para o valor energético e o teor de fósforo. Os maiores teores de cálcio e magnésio foram encontrados na forragem hidropônica de centeio. A cevada produzida no inverno de 2002 apresentou menores teores de potássio, diferindo significativamente do consórcio de cevada + ervilhaca 300 e centeio + ervilhaca 150.