Orientador: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:46:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaNeto_AmbrosioFlorenciode_D.pdf: 8740127 bytes, checksum: 97f85966180df66452b1975b682bc9e1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A remoção de metais pesados por argilas, baseada na tecnologia de purificação da água, tem sido investigada como uma alternativa aos métodos tradicionais. Argilas do tipo esmectítico são as de maior utilização industrial, sendo considerada a mais interessante das argilas industriais. Todavia em diversos casos faz-se necessário submetê-las a tratamentos físicos e químicos para aprimorar suas potencialidades. Assim, estudou-se, no presente trabalho a remoção dos íons cobre e mercúrio, em laboratório a partir de soluções sintéticas, a adsorção sobre as argilas calcinadas dos tipos Bofe e Verde-lodo. Tais íons são recorrentemente produzidos e acumulados no meio ambiente e sua recuperação, para posterior reuso, tem cada vez mais importância a medida que não apenas o tratamento da água residuária e necessário, mas o aproveitamento dos subprodutos e incentivado, por acarretar benefícios econômicos e ambientais. Dessa forma, estudos a respeito de técnicas de remoção dos íons metálicos, assim como do equilíbrio e da cinética do processo, são necessários para a viabilização do procedimento de recuperação. As técnicas de remoção abordadas nesse trabalho foram a de banho finito e de leito fixo e seus objetivos foram avaliar os mecanismos e taxas de remoção dos íons de cobre e mercúrio, a partir do levantamento das curvas de equilíbrio e cinéticas de cada íon. Os ensaios monocomponentes, em banho e leito, mostraram que o cobre tem afinidade pelos sítios das argilas, mas o mercúrio não. As maiores capacidades de adsorção do cobre foram de 0,14 e de 0,22 mmol/g, em leito, sobre as argilas Bofe e Verde-lodo calcinadas, respectivamente. Quanto ao resultado de adsorção binária observa-se, que a remoção do mercúrio foi um pouco melhor, comparando com a remoção quando este metal encontrava-se em solução monocomponente. Provavelmente, devido ao efeito sinérgico, o cobre adsorvido favoreceu a remoção do mercúrio. A remoção do mercúrio na mistura binária foi reduzida quando o cobre apresentou porcentagens de remoção inferiores a 95%. Para regeneração dos leitos de argila calcinada foram utilizados diferentes eluentes. Estes ensaios foram realizados através de diversos ciclos de remoção/eluição utilizando colunas de leito fixo. Os resultados indicaram que a regeneração do leito com NaCl/HCl ou água salina a pH 3 e bastante eficiente, sendo a eluição de ate 100% e um crescimento na remoção foi observado após a exposição do leito ao eluente / Abstract: The water purification based on technology the metal removal by clays has been investigated as an alternative to traditional methods. Smectite clays have the major industrial use besides being considered the most interesting clays. However in many cases is necessary submitting them physical and chemical treatments with the aim of enhancing their capabilities. Thus, we studied in the present project the removal of copper and mercury of synthetic solutions in the laboratory moreover the adsorption on the calcined clays types Bofe and Verde-lodo. These ions are commonly produced and accumulated in the environment and their recovery for their reuse has become increasingly important not only for the treatment of wastewater in addition the utilization of the byproducts achieve economic and environmental benefits. Studies on techniques for removal of metal ions, as well as equilibrium and kinetics of the process are necessary for the viability of the recovery procedure. The removal techniques discussed in this study were realized in the finite bath and fixed-bed with the purpose to evaluate the mechanisms and removal ions rates of copper and mercury, the time of equilibrium and kinetic curves of each ion. Tests single component, in the bath and fixed-bed have showed that the copper has affinity with the clays, in contrast with the results obtained for the mercury. The highest adsorption capacities of copper were 0.14 and 0.22 mmol/g, in fixed-bed, on the Bofe and Verde-lodo calcined clays, respectively. The tests carried out in binary adsorption evidence that the removal of mercury was slightly better in comparison with removing this metal in a monolithic solution. Probably due to the synergistic effect, copper adsorbed favored the removal of mercury. Mercury recovery on the binary mixture decrease when copper ions presented removal percents less than 95%. Deferent's types of eluents were utilized for calcined clays bed regeneration. These tests were performed through several removal/elution cycles using fixed bed columns. These results indicated that the regeneration of the bed with NaCl/HCl or saline water at pH 3 is very efficient, the elution was of 100% and an increase in removal was observed after exposure of the bed to the eluent / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Marcelo Brocchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gregoracci_GustavoBueno_M.pdf: 4620017 bytes, checksum: f7feaaf632175abbe340a9d82f379a0c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os bacteriófagos, vírus que infectam procariotos, são as entidades biológicas mais numerosas do globo. Sua abundância desencadeou revisões em diversos campos como genética, evolução e ecologia, e os fagos atualmente são reconhecidos como importantes vetores para o fluxo de matéria, energia e informação em ambientes naturais. Contudo, há uma enorme diferença entre a quantidade de bacteriófagos estimada no globo (mais de 1030 partículas virais) e a quantidade descrita na literatura (em torno de 5300 amostras). Esta amostragem restrita reflete complicações para estudos de diversidade viral e demonstra as limitações de nosso conhecimento sobre estes vírus. Além disso, a emergência de bactérias resistentes a múltiplos antibióticos implica em uma necessidade de novas práticas terapêuticas, e os fagos representam uma alternativa digna de estudos aprofundados. Assim sendo, este trabalho objetivou o isolamento, a partir de esgoto, e a caracterização biológica de bacteriófagos líticos contra patógenos humanos, visando ampliar a amostragem destes vírus e selecionar novos possíveis agentes terapêuticos. A caracterização envolveu análises morfológica, genética e de especificidade de hospedeiros. As metodologias adaptadas de isolamento e caracterização permitiram a análise de mais de 20 bacteriófagos, todos pertencentes à ordem Caudovirales, bem como de uma proposição para a classificação taxonômica dos isolados. Merece destaque especial o isolamento de três fagos contra Chromobacterium violaceum, feito inédito na literatura, bem como estudos sobre a suscetibilidade deste organismo a diversos bacteriófagos isolados. Por fim, ensaios biológicos sugerem estudos posteriores sobre a aplicação de um destes fagos, denominado Shfl1, para a terapia de Shigella flexneri em infecções humanas, mas são incertos quanto ao potencial do mesmo para contenção deste patógeno no processamento de esgoto comum / Abstract: Bacteriophages, viruses that infect prokaryotic hosts, are the most numerous biological entities of the world. Their abundance implied in reviews in several areas of knowledge, like genetics, evolution and ecology, and phages are now recognized as important vectors in the flux of matter, energy and information in natural environments. However, there is a huge difference between the estimated number of bacteriophages in the world (more than 1030 viral particles) and the quantity described in the literature (around 5300 samples). This restricted sampling reflects in complications to studies of viral diversity and demonstrates our limited knowledge regarding these viruses. Furthermore, the emergence of bacteria resistant to multiple antibiotics implies in a need for new therapeutical approaches, and phages represent an alternative worthy of additional studies. As being so, our purpose in this study was to isolate, from raw sewage, and to biologically characterize lytic bacteriophages, intending to extend these viruses¿ sampling and to select possible new therapeutic agents. Characterization involved morphological, genetic and host range analysis. The adapted protocols for isolation and characterization permitted the analysis of more than 20 bacteriophages, all belonging to the Caudovirales order, as well as a tentative taxonomic classification of the samples. Other distinctive results include the isolation of three bacteriophages against Chromobacterium violaceum, previously unknown in the literature, as well as the study about the susceptibility of this organism to several isolated phages. Moreover, biological assays suggested further studies about the application of one of these phages, named Shfl1, in the treatment of Shigella flexneri infections in humans, but were uncertain about the potential of the same virus to restrain this pathogen during sewage processing / Mestrado / Microbiologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:40:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prazeres_JanainaNicanuziados_D.pdf: 4737437 bytes, checksum: ec3f9eaf0835996e8527fb6b9970354f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Recentemente, a aplicação industrial de lipases microbianas tem sido estendida a muitas áreas, como por exemplo, na modificação de triglicerídeos, síntese de vários compostos de ésteres e detergentes. As lipases podem ser aplicadas na limpeza de maquinários industriais ou em detergentes como sabões em pó na remoção de manchas de lipídeos em tecidos. A linhagem de fungo Fusarium oxysporum 152B foi selecionada entre 216 linhagens de microrganismos isolados de amostras de frutas e solo do Nordeste do Brasil, como maior produtora de lipase alcalina extracelular em meio de cultura. Os efeitos da composição do meio, pH e temperatura foram investigados para a produção de lipase alcalina de Fusarium oxysporum. A máxima quantidade de atividade lipolítica produzida foi 7,12 U.mL-1 em meio contendo óleo de oliva, peptona e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, em pH 10,0 e 30 °C. Um desenho experimental 22 com configuração estrela, totalizando 11 experimentos, foi desenvolvido para estudar os efeitos do pH e temperatura de incubação e o máximo de atividade encontrada foi de 33 U.mL-1 em pH 6,0 e a 30 °C. Um segundo desenho experimental 22 foi desenvolvido para estudar duas variáveis, composição do meio e a concentração de óleo de oliva. Máxima atividade enzimática foi produzida em meio de cultura suplementado com óleo de oliva (2% m/v). A atividade enzimática da lipase de Fusarium oxysporum foi avaliada na presença de diferentes detergentes comerciais e surfactantes, através de ensaios com pnitrofenilpalmitato (pNPP). A enzima foi compatível com vários surfactantes iônicos e não-iônicos como também com detergentes comerciais. Atividade lipolítica foi fortemente inibida por SDS, mas não por Triton X-100 e Triton X-114. A enzima mostrou-se estável em pH alcalino e manteve 93% da atividade durante 1 h de incubação a 60°C. A maior atividade lipolítica foi medida com triglicerídeos de ácidos graxos de cadeia média e longa (C8-C18). Esta enzima mostrou ampla especificidade hidrolítica para várias gorduras e óleos. Todas estas propriedades e sua resistência a vários surfactantes e detergentes comerciais fazem desta lípase um aditivo em potencial para formulação de detergentes. Esta lipase alcalina extracelular foi purificada cerca de 20 vezes através de cromatografia em colunas de DEAE-Sepharose e Sephacyl-200. A preparação de lipase purificada apresentou três isoenzimas em gel IEF-PAGE, com pontos isoelétricos 7,15, 6,84 e 4,55. As massas moleculares das lipases Lip 1 e Lip 2 foram verificadas em gel SDS-PAGE, 30 e 29 kDa, respectivamente. Comparandose as seqüências de aminoácidos, confirmou-se que as lipases Lip 1 e Lip 2 são isoenzimas que apresentam alta similaridade com a lipase de F. heterosporum. A lipase purificada apresentou atividade ótima em pH 8,0 e 40°C, utilizando o substrato p-nitrofenilpalmitato. A lipase purificada mostrou-se termoestável, perdendo cerca de 50% de atividade durante 1h de incubação a 40°C em pH 8,0. Um método de separação e purificação foi estudado para a obtenção da lipase do meio de cultura. Os experimentos foram desenvolvidos com o surfactante nãoiônico Triton X-114. Dois parâmetros foram estudados, pH e taxa de fluxo de nitrogênio. A máxima recuperação desta lipase foi verificada em pH 8,5 e fluxo de 60 mL N2 min-1. Após otimização, uma taxa de enriquecimento de 8,77 e um fator de purificação de 5,86 foram atingidos para esta enzima com uma recuperação de 93,56%. O fracionamento com espuma foi aplicado com sucesso para a concentração da lipase do meio de cultivo / Abstract: Recently, industrial application of the microbial lipases has been extended in many areas, exemplified by their use in modification of triglycerides, synthesis of various ester compounds and additives in detergents. Lipases are potentially suitable for lipid stain removal applications in washing industrial machine and household detergents. One strain Fusarium oxysporum 152B was isolated from fruit and soil samples from Northeast of Brazil, which produced the largest amount of extracellular alkaline lipase in the culture media. The effects of medium composition, pH and incubation temperature conditions were investigated to alkaline lipase production. The maximum amount of lipolytic activity produced was 7.12 U.mL-1 in medium containing olive oil, peptone and yeast extract, as carbon and nitrogen sources, at pH 10.0 and 30 °C. A 22 factorial design with star configuration, totaling 11 experiments, was carried out to study the effect of pH and incubation temperature conditions and the maximum lipase activity was found of pH 6.0 and 30 °C conditions (33 U.mL-1). A second experimental design, 22 factorial was developed to study two variables, medium composition and olive oil concentration. Maximum enzyme activity was produced in culture medium supplemented with olive oil (2% w/v). Enzymatic activities of lipase from Fusarium oxysporum were compared through spectrophotometric p-nitrophenylpalmitate (pNPP) assay at different commercial detergents and surfactants. The enzyme was compatible with various ionic and nonionic surfactants as well as commercial detergents. Lipase activity was strongly inhibited by SDS, but not by Triton X-100 and Triton X-114. The enzyme was stable at alkaline pH and remained 93% of activity during 1 h incubation at 60°C. The highest lipase activity was measured with triglycerides of middle and long chain fatty acids (C8-C18). This enzyme showed a broad specificity/hydrolytic activity towards various fats and oils. All these properties and its resistance towards various surfactants and detergents make this lipase a potential additive for detergent formulation. The extracellular alkaline lipase from Fusarium oxysporum was purified 20-fold, using DEAE-Sepharose and Sephacyl-200 chromatography. The purified lipase presented three isoenzymes in IEF-PAGE, with the following isoelectric points 7.15, 6.84 and 4.55. The molecular mass were determined to Lip 1 and Lip 2 in SDSPAGE as 30 and 29 kDa, respectively. Comparing the amino acids sequences, Lip 1 and Lip 2 were confirmed to be isoenzymes and high similarity with the lipase from F. heterosporum. The purified lipase showed optimum activity in pH 8.0 and 40°C, using p-nitrophenylpalmitate as substrate. The purified lipase showed to be termostable, losing around 50% of activity under 1h incubation at 40°C in pH 8.0. A separation method was performed to recover alkaline lipase from F. oxysporum cultures. Experiments were carried out with non-ionic surfactant Triton X-114. Two parameters were studied, pH and nitrogen flow rate. The maximal recovery of this lipase was verified at pH 8.5 and 60 mL N2 min-1 conditions. After optimization, an enrichment ratio of 8.77 and a purification factor of 5.86 were achieved for this enzyme along with 93.56 % recovery. Foam fractionation showed to be an efficient method for lipase recovery from culture broths / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Helia Harumi Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bagagli_MarcelaPavan_M.pdf: 2162265 bytes, checksum: 1def96dba6cfee03d3797c85fd357d3c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A transglutaminase (TGase, EC 2.3.2.13) é uma enzima que catalisa a formação de ligações cruzadas entre resíduos de glutamina e aminas livres de proteínas formando agregados protéicos. Foi estudado o aumento da escala de produção da transglutaminase de Streptomyces sp. P20, de frascos Erlenmeyer agitados de 50 mL contendo 15 mL de meio de cultivo para fermentador de bancada de 6 L com volume útil de 3 L. Para a fermentação em frascos agitados foi utilizado o meio de cultivo otimizado por MACEDO et al. (2007) e para a fermentação do microrganismo em reator de bancada foi utilizado esse útimo meio de cultivo modificado, composto de extrato de 2,5% de farinha de soja, 2% de amido de batata, 1% de peptona, 0,1% de glicose, 04% de KH2PO4 e 0,2% de MgSO4, ajustado para pH 7,0. Foi estudado, através de delineamento fatorial, os efeitos da temperatura, agitação e aeração na fermentação da linhagem de Streptomyces sp. P20 no reator de bancada e a produção de transglutaminase. O aumento da escala de 200 vezes proporcionou uma elevação na atividade enzimática de 7,2 vezes, e o tempo para obtenção desta atividade foi reduzido de 120 horas para 42 horas de fermentação, utilizando dois estágios de temperatura. A atividade máxima obtida em reator de bancada foi de 2,05 U/mL de caldo fermentado. No estudo da produção da transglutaminase de Streptomyces sp. P20, por fermentação em meio semi-sólido, utilizando-se como substratos farinha de feijão branco e farinha de amendoim, foram obtidos, respectivamente, atividade de transglutaminase iguais a 0,88 U/g de substrato seco e 0,77 U/g de substrato seco. A caracterização bioquica da transglutaminase bruta de Streptomyces sp. P20 foi estudada, bem como a aplicação da enzima em carne bovina e proteína texturizada de soja. Os valores de temperatura ótima e pH ótimo desta enzima foram avaliados, sendo verificado que a temperatura ótima de atividade foi de 35°C e o pH 6,5, sendo encontrada uma segunda faixa de pH ótimo em 9,0, o que pode indicar a presença de isoenzimas. A MTGase mostrou-se estável na faixa de pH 6,0 ¿ 9,0, e at·a temperatura de 35°C em pH 6,0 por 30 minutos. O aminoácido L-cisteína aumentou a estabilidade térmica da MTGase de Streptomyces sp. P20. O efeito de íons metálicos, do EDTA, L-cisteína, L-glutationa e PEG 6000 na atividade da MTGase foram avaliados. Os íons Hg2+, Cu2+, Zn2+ e Mn2+, inativaram a enzima, sugerindo a presença de grupos tiol no seu sítio ativo. O íon Mg2+ aumentou a atividade da MTGase cerca de 100%. A aplicação da MTGase de Streptomyces sp. P20 em carne bovina e em prote?a texturizada de soja foi eficiente quando comparada a aplicação da enzima comercial Activa TG-BP aplicada nas mesmas condições / Abstract: Transglutaminase (TGase, EC 2.3.3.13) is an enzyme that catalyzes cross-linking between the glutamine and free amine residues of proteins leading to the formation of protein aggregates. The scale up of the production of transglutaminase by Streptomyces sp. P20 from shaken flasks to a bench fermenter was studied. Initially, the effect of temperature and agitation on the microorganism was studied in 50 mL conical flasks containing 15 mL of culture medium previously optimized by MACEDO et al. (2007). The production in 250 mL conical flasks containing 50 mL of the same culture medium was then studied. For fermentation in the bench reactor the same medium was used, modified, containing extract of 2.5% powdered soy, 2% potato starch, 1% peptone, 0.1% glucose, 0.4% KH2PO4 and 0.2% MgSO4, pH 7.0. A factorial design was used to study the effects of temperature, agitation and aeration on the fermentation of the strain Streptomyces sp. P20 in a 6L bench fermenter. The x200 scale up led to a x7.2 enhancement in enzymatic activity, and the fermentation time decreased from 120 h to 42 h using two temperature (from 34°C during the first 24 hours to 26°C for the remaining time) and agitation (from 350 rpm during the first 24 hours to 150 rpm for the remaining time) shifts. The maximum transglutaminase activity obtained was 2.05 U/mL. In the solid state fermentation study using semi-solid media containing white bean flour and peanut flour, transglutaminase activities of 0.88 U/mg dried substrate and 0.77 U/mg dried substrate, respectively, were obtained. The biochemical characterization of the crude transglutaminase obtained from Streptomyces sp. P20 and its application in beef and texturized soy protein were studied. The optimum temperature and pH values for MTGase activity were investigated, exhibiting optimum activity at 35°C and at both pH 6.5 and pH 9.0, probably due to the presence of an isoenzyme. The enzyme was stable in the pH range from 6.0 ¿ 9.0, and at temperatures of up to 35?C it was stable for 30 minutes at pH 6.0. The amino acid Lcysteine enhanced the thermal stability of the MTGase from Streptomyces sp. P20. The effects of metal ions, EDTA, L-cysteine, L-glutathione and PEG 6000 on the activity of MTGase were investigated. The ions Hg2+, Cu2+, Zn2+ and Mn2+ inhibited enzyme activity, suggesting the presence of a thiol group at the active site of the enzyme. The ion Mg2+ increased MTGase activity by 100%. The application of MTGase from Streptomyces sp. P20 in beef and texturized soy protein was efficient when compared to the application of commercial Activa TG-BP under the same conditions / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Marco Aurelio Cremasco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T13:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_KikiPinheiro_D.pdf: 15983224 bytes, checksum: 1c988a8b59f7838580bd3500b217ba4a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta Tese de doutorado foi feita a avaliação de um secador atmosférico condutivo com agitação mecânica, utilizando-se esferas de vidro como material inerte, na secagem do sedimento resultante da centrifugação do resíduo da indústria de cerveja, levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, após ser reutilizada na fabricação de cerveja por oito vezes. O secador operou com carga de sedimento de levedura (150 g e 300g), temperatura da superfície de aquecimento (60°C e 90°C) e velocidade de rotação do impelidor (15 rpm e 30 rpm). A levedura na forma original (suspensão) comporta-se reologicamente como um fluido newtoniano para temperaturas até 45ºC, não-newtoniano para temperaturas entre 45ºC e 75ºC (plástico de Bingham). O sobrenadante comporta-se como fluido newtoniano nas temperaturas de 25°C a 40°C, entre 45ºC e 75ºC apresenta comportamento dilatante e o sedimento como um fluido não-newtoniano (pseudoplástico). Avaliando a remoção de voláteis ao longo do tempo, foi possível identificar mecanismos e etapas distintas de secagem para o sedimento de levedura como consequência dos parâmetros operacionais do secador. Além disso, observou-se também que tais parâmetros afetam o produto seco, ou seja, influenciam na distribuição granulométrica, no diâmetro médio de partícula e área específica do mesmo, com menor intensidade a massa específica dos aglomerados, e de modo irregular a esfericidade das partículas. A maior rotação do impelidor conduz a menores valores para os diâmetros médios de aglomerados e efeito contrário é observado com o aumento da carga de sedimento, pois apresenta maior volume de material. Em ensaios preliminares, foi identificado um grande potencial de utilização do subproduto das dornas de fermentação da indústria cervejeira na forma de pó, a levedura S. cerevisiae, como bioadsorvente para o tratamento de soluções aquosas de metais, principalmente de chumbo (II) com cerca de 90% de remoção. A qualidade do produto em forma de pó também foi avaliada na aplicação como complemento alimentar e constatou-se que o teor de proteína fica entre 55,22% a 58,35%, assim como apresenta um indicativo como complemento nutricional, principalmente em associação ao milho, devido ao alto teor de lisina encontrado. / Abstract: This thesis allowed evaluating the conductive atmospheric dryer with mechanical agitation, using glass beads as inert particles for drying a residue from brewery (yeast of Saccharomyces cerevisiae species) after being used eight times. The dryer was operated with the sediment load of yeast (150 g and 300 g), heating surface temperature (60 ºC and 90 ºC) and impeller rotational speed (15 rpm and 30 rpm). The yeast suspension behaves rheologically as a Newtonian fluid for temperature up to 45 º C, as a non-Newtonian fluid at temperatures between 45 ºC and 75 ºC (Binghan plastic). The supernatant also behaves as Newtonian fluid for temperature of 25 ºC until 40 ºC, between 45 ºC and 75 ºC shows dilatant behavior and their sediment as non-Newtonian fluid characterized as pseudoplastic. For the removal of volatile over time it was possible to identify mechanisms and distinct stages of yeast sediment drying as a result of dryer operating parameters. In addition, it was also observed that dryer parameters affect the dry product, or influence the average particle diameter and specific area, in lesser extent the clusters density, and in an so irregular way for the particles sphericity. High impeller rotation leads to lower values for average diameter of clusters. The opposite effect is observed with increasing sediment load, because it presents greater material volume. In preliminary tests, it was identified a great potential for use of the by-product of fermentation vessels from beer industry (in powder form), the Saccharomyces cerevisiae yeast as bioadsorbent for the treatment of aqueous solutions of metals, particularly lead (II) with about 90% of removal. The quality of the product in powder form was also evaluated in application as a food supplement. In yeast powder, it was found a protein content between 55.22% and 58.35%. This protein content gives na indication of its use as a nutritional supplement, especially in combination with corn, due to the high lysine content founded. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertagnolli_Caroline_M.pdf: 6983617 bytes, checksum: 383caf10321743b4b7b79a1b893b1b0d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Argilas bentonitas depois de submetidas a tratamentos químicos aumentam suas potencialidades para maior variedade de uso na remediação ambiental. As argilas organofílicas preparadas a partir de sais quaternários de amônio, que possuam pelo menos uma cadeia com 12 ou mais carbonos, destacam-se como adsorvente para separação de compostos orgânicos da água. Neste trabalho, foram obtidas argilas organofílicas a partir das argilas esmectitas do tipo Verde-Lodo e Bofe provenientes do município de Boa Vista - PB, utilizando os sais quaternários cloreto de cetil piridínio e cloreto de benzalcônio. A argila comercial Spectrogel, fornecida pela empresa Spectrochem também foi estudada para fins de comparação com as amostras produzidas em laboratório. O material obtido foi caracterizado por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por energia dispersiva, termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura, espectroscopia na região do infravermelho e fisissorção de N2. As argilas modificadas tiveram sua afinidade avaliada em ensaios de capacidade de hidratação em água, sorção e expansão em derivados do petróleo, no caso, gasolina, óleo diesel, óleo lubrificante e querosene. Para o conjunto argila/derivado do petróleo que apresentou melhor comportamento e para amostra comercial, foram realizadas cinéticas de remoção e ensaios em banho finito a temperatura ambiente, para avaliar a separação deste poluente presente em meio aquoso. Os resultados da caracterização indicam a efetivação do processo de organofilização e as mudanças ocorridas na estrutura física e química das argilas. Os ensaios de capacidade de hidratação mostraram a falta de afinidade da argila modificada pela água, enquanto os ensaios de sorção e expansão confirmam o caráter organofílico, evidenciando o potencial de uso das argilas modificadas como alternativa aos tratamentos existentes para remoção de compostos orgânicos de água / Abstract: Bentonite clays organically modified with quaternary ammonium salt, whose features enable the interaction with organic compounds, have great potential use for environmental remediation such as adsorption of organic compounds from wastewater. In this work, organophilic clays 'Verde-Lodo' and 'Bofe' bentonite from the State of Paraíba (Brazil) were organofilizated by intercalation of two different quaternary salts. The surfactants used were cetyl-pyridinium chloride and benzalkonium chloride. The commercial clay Spectrogel, provided by Spectrochem, was also studied for comparison with samples produced in laboratory. The obtained material had been characterized by use of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray techniques, termogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy and N2 adsorption-desorption. The organophilic character was evaluated by swelling capacity test in water. The clay likeness for petroleum derived: gasoline, diesel oil, lubricant oil and kerosene oil were defined by sorption and swelling tests. The clay/petroleum derived that showed the best performance and commercial clay were performed kinetic removal and bath sorption, to evaluate the separation of this pollutant in water. The hydrophobic and organophilic character were observed by swelling capacity test in water, sorption and swelling tests. The potential for removal of petroleum derived from wastewaters was verified, it was showing potential use for environmental remediation / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho à apresentada a investigaÃÃo do processo de deposiÃÃo voltamÃtrica do telureto de cÃdmio sobre substrato de platina em meio Ãcido sulfÃrico a temperatura ambiente (24ÂC). Para este efeito, recorreu-se a tÃcnica de voltametria de varredura linear de potencial, a fim de estabelecer os valores de potencial de deposiÃÃo. Os potenciais de deposiÃÃo variaram entre -167 e -444mV. Os dados extraÃdos dos ensaios sugerem que etapas quÃmicas e eletroquÃmicas estÃo envolvidas no processo. A formaÃÃo de pico catÃdico com a subseqÃente formaÃÃo de patamar de corrente aponta a existÃncia de controle misto na deposiÃÃo do CdTe; enquanto o pico anÃdico indica que a dissoluÃÃo do material à completa. O filme depositado apresenta cor cinza escura e a tonalidade varia com o potencial de deposiÃÃo. Os filmes foram caracterizados por microscopia eletrÃnica de varredura (MEV) e difraÃÃo de raios-X (DRX). Foi verificado que os filmes depositados nos diferentes potenciais apresentam aspectos morfolÃgicos semelhantes, em forma de grÃos, uniformes e compactos. O tamanho dos cristalitos à influenciado pelo potencial de deposiÃÃo. Os difratogramas dos filmes depositados mostraram picos de difraÃÃo associados aos planos (200), (220), (311), (421) e (422). / This work presents the investigation on the voltammetrc deposition of cadmium telluride (CdTe) onto platinum substrate from sulfuric acid-based electrolyte, at room temperature (24 ÂC). For this purpose, the linear sweep voltammetry technique was used in order to establish the values of deposition potential (-167 up to -444mV). The data extracted from the voltammetric essays suggest that different chemical and electrochemical steps are involved. The formation of cathodic peak with subsequent formation of the current plateau indicates the existence of mixed control of the CdTe deposition, while the anodic peak points out that the anodic dissolution of the material is complete. The deposited film presents dark gray color and its tonality depends on the potential. The films were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-rays diffraction (XRD) techniques. It was found that the films deposited at different potentials have similar morphology, as like grains, are uniform and compact. The crystallite size is influenced by the potential. The XRD patterns of deposited films show peaks associated with the (200), (220), (311), (421) and (422) planes.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:45:54Z No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:46:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:46:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-05T15:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biosurfactants are compounds produced by fungi and bacteriain different behavioral and environmental conditions, and can be used as an option for the bioremediation of environments contaminated by oil and its derivatives. The selection of fungi, endophytic and epiphytic bacteria, with potential biosurfactant activity, was evaluated through the following tests: Biodegradability using discoloration of 2,6 Dichloro Phenol Indophenol (DCPIP); oil drop-collapse; and emulsification, through surface tension evaluation with Du Nouy ring and the resulting production curve of the most promising microorganisms. Eight fungal samples were effective in the biodegradability test, since they promoted discoloration of indophenol in 24 and 48 hours: S31 Phoma sp, S36 Phoma sp, S24 Rhizopus oryzae, S46 Fusarium sp., S42 Fusarium sp., S32 Fusarium sp, S33 Fusarium sp. and S51 Fusarium sp. All of these fungal isolates produced laccase, pectinase, amylase and lipase. Of these, the S31 Phoma sp. isolate presented a diesel emulsion of 1.5 cm, or 52%, to reduce water surface tension from 72.43 mN/m to 51.03 mN/m. Among the bacteria selected, the M87 Microbacterium sp. isolate presented the best correlation between the tests. This isolate produced 3.0 g/L of biosurfactants, and the fractions promoted reduction of water surface tension below 40 mN/m. The best fraction (F1) was analyzed through FT-IR infrared UFLC-MS and 1H NMR which demonstrated the presence of compounds probably related to fatty acids, a type of non-ionic biosurfactant, that could be used in the cosmetic industry or as an emulsifier in bioremediation processes. No toxic activity was detected either in the bacterial lyophilized aqueous extract or the fungal aqueous extract. Further studies are required in order to: Promote the growth of these, pure or consortium, cultures; identify the best carbon source for the production of biosurfactants; and perform a more thorough chemical characterization of the different biosurfactants and bioemulsifiers from the fungi and bacteria selected. / Os biossurfactantes são compostos produzidos por fungos e bactérias em diferentes condições ambientais e comportamentais e podem ser usados como alternativa para a biorremediação de ambientes contaminados por petróleo e seus derivados. A seleção de fungos e bactérias endofíticas e epifíticas, com provável atividade biossurfactante, foi realizada por meio dos seguintes testes: biodegradabilidade, utilizando descoloração do 2,6 Dicloro Fenol Indofenol (DCPIP); colapso da gota de petróleo; emulsificação, avaliação da tensão superficial pelo método do anel de Du Noüy, e curva de produção dos micro-organismos mais promissores. Amostras fúngicas em um total de oito mostraram-se eficientes no teste de biodegradabilidade, pois promoveram a descoloração do indofenol em 24 e 48h, estas foram identificadas como: S31 Phoma sp., S36 Phoma sp., S24 Rhizopus oryzae, S46 Fusarium sp., S42 Fusarium sp., S32 Fusarium sp., S33 Fusarium sp. e S51 Fusarium sp. Destes, o isolado S31 Phoma sp. apresentou emulsão do diesel de 1,5 cm ou 52% com redução da tensão superficial da água de 72,43 mN/m para 51,03 mN/m, além disso, os oito fungos selecionados apresentaram atividade na produção de enzimas: lacase, pectinase, amilase e lipase. Dentre as bactérias, o isolado M87 Microbacterium sp., mostrou melhor correlação entre os testes realizados. Esse isolado produziu 3,0 g/L de biossurfactantes e suas frações promoveram a redução da tensão superficial da água abaixo de 40 mN/m. A melhor fração (F1) foi analisada por FT-IR infravermelho, UFLC-MS e RMN 1H. As diferentes técnicas mostraram a presença de compostos provavelmente relacionados a ácidos graxos, um tipo de biossurfactante não iônico que pode ser explorado futuramente na indústria de cosméticos ou como emulsificante em processos de biorremediação. O teste para avaliar a citotoxicidade do extrato liofilizado e aquoso da bactéria, e o de toxicidade do extrato aquoso do fungo, não mostraram atividade tóxica. Novos estudos fazem-se necessários no sentido de promover o crescimento dessas culturas, puras ou em consórcio; utilizando diferentes fontes de carbono com o intuito de identificar a melhor fonte para a produção de biossurfactantes, assim como aprofundar os estudos de caracterização química dos diferentes biossurfactantes e bioemulsificantes produzidos, tanto pelo fungo como pela bactéria selecionada.

Neste trabalho, estudou-se a decomposição térmica dos edulcorantes não calóricos acessulfame-K, aspartame, ciclamato de sódio, esteviosídeo, sacarina e sacarina sódica de crescente uso na indústria alimentícia. Para tanto, essas amostras foram submetidas à análise por TG, DTG DTA e DSC, após caracterização por análise elementar e por IV. Após recristalização dos compostos comerciais ciclamato de sódio e sacarina sódica, observou-se nas curvas TG a presença de águas de hidratação no aspartame e na sacarina sódica. Nesta última, a primeira água é muito volátil e pode ser eliminada na secagem. O esteviosídeo apresentou umidade. Os intermediários e os resíduos dos mesmos foram caracterizados por IV e quando necessário por difração de raios X. De maneira geral os compostos apresentaram decomposição com formação de resíduo carbonizado e geração de sulfato de potássio, no caso do acessulfame-K e sulfato de sódio na sacarina e ciclamato de sódio. Estudos de cinética de decomposição em fase sólida foram realizados para o aspartame e sacarina, pois estes não apresentavam sobreposição de eventos. Os estudos cinéticos para decomposição térmica usando o método de Flynn-Wall-Ozawa só puderam ser realizados para o aspartame resultando em log A = 23,2 +-0,1 min-1 e Ea = 206,6 +- 0,3 KJ mol-1. Os demais compostos apresentaram decomposição por eventos simultâneos, que dificultam os cálculos cinéticos. A sacarina H apresentou volatilização após fusão, com Ea = 154,9 +- 0,7 KJ mol-1 e log A = 15,2 +- 0,1 min-1. / In this work the thermal decomposition of the non-caloric sweeteners acesulfame-K, aspartame, sodium ciclamate, stevioside, saccharine and sodium saccharine was performed. Initially, the compounds were characterized usually elemental analysis and IR spectroscopy some were recrystallised from commercial samples, resulting in purified compounds. After characterization the sweetener were analysed by TG/DTG, DTA and DSC. The recrystallised compounds presented hydration water in aspartame and sodium saccharine. In the last the first water can be lost during drying, since it seems to be weakely bounded. Stevioside showed humidity water. In a general way the sweeteners decomposes by a carbonaceous residue, and formed potassium sulfate as final residue in the acesulfame-K case as well as sodium sulfate in sodium saccharine and sodium ciclamate. Due to the overlapping of consecutive decomposition steps. The use o the Flynn-Wall-Ozawa method for kinetic calculations only could be performed for the decomposition of aspartame, resulting in log A = 23,2 +-0,1 min-1 and Ea = 206,6 +-0,3 KJ mol-1. The volatilization of saccharine H, after fusion, resulted in Ea = 154,9 +-0,7 KJ mol-1 and log A = 15,2 +-0,1 min-1.

Os materiais lignocelulósicos são os principais resíduos da atividade agroindustrial. Atualmente, é grande a procura por enzimas capazes de degradá-los, visando à produção de diversos compostos químicos, em especial combustíveis renováveis, como o etanol, com baixo impacto ambiental. A celulose é o polissacarídeo majoritário da parede celular das plantas e a macromolécula mais abundante produzida na Terra. A degradação enzimática da celulose é, portanto, de especial significado ambiental e comercial. A celulose é um polissacarídeo linear composto de unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas do tipo -(1,4). A hidrólise enzimática da celulose envolve pelo menos três classes de enzimas: endoglucanases, celobiohidrolases (exoglucanases) e -glucosidases. Apenas as duas primeiras enzimas agem diretamente sobre a celulose, depolimerizando as cadeias e liberando oligossacarídeos de diferentes tamanhos e celobiose. A celobiose é a unidade básica repetitiva da celulose e pode ser convertida em resíduos de glicose pelas -glucosidases. Este sistema enzimático funciona sinergisticamente, e as -glucosidases são responsáveis pelo passo terminal da sacarificação da celulose, liberando as endoglucanases e exoglucanases da inibição por celobiose. Entretanto, em sua grande maioria, as -glucosidases também são inibidas pelo produto da reação catalisada, o que vem despertando um interesse crescente por enzimas tolerantes à glicose. Resultados preliminares mostraram que, quando cultivado em meio líquido empregando avicel como fonte de carbono, o fungo termófilo Humicola insolens é um bom produtor de -glucosidases. Além disso, a atividade do extrato bruto micelial foi estimulada por glicose ou xilose. A análise eletroforética deste extrato bruto, em condições não desnaturantes, revelou ainda a presença de duas bandas de atividade ß-glucosidásica, sendo uma estimulada e outra inibida por glicose em concentração 100 mM. Este trabalho descreve a produção, purificação e caracterização bioquímica de duas -glucosidases miceliais de Humicola insolens. As melhores condições de cultivo para a produção de -glucosidase micelial foram 40°C, 120 rpm, em meio constituído de K2HPO4 0,1%, MgSO4.7H2O 0,05%, solução de traços de elementos (25 L para cada 50 mL de meio), extrato de levedura 0,8% e avicel 0,75%, em pH inicial 6,0. O tempo de cultivo para máxima produção foi de 4 dias. As duas -glucosidases miceliais, denominadas BGH I e BGH II, foram purificadas por um procedimento que envolveu precipitação com sulfato de amônio a 75%, seguida por dessalificação em Sephadex G-25, cromatografia de troca iônica em DEAE fractogel e filtração em gel de Sephacryl S-200. Após a purificação, BGH I atingiu uma atividade específica de 25 U/mg com um rendimento de 7,9% e fator de purificação 27,5 vezes. Já a forma BGH II apresentou atividade específica de 15,2 U/mg, com rendimento de 30% e fator de purificação 16,5 vezes. As enzimas apresentaram um conteúdo de carboidratos totais de 51 % (BGH I) e 21% p/p (BGH II). A forma BGH I apresentou massa molecular aparente, estimada por filtração em gel, de 282 kDa, enquanto para (BGH II) este valor foi de 94 kDa. A análise em SDS-PAGE de BGH II mostrou uma única banda protéica de 55 kDa, sugerindo que a forma nativa da enzima é um homodimero. Já para BGH I foram reveladas 3 bandas, com massa moleculares aparentes de 31 kDa, 52 kDa e 132 kDa, sugerindo uma estrutura tetramérica. Entretanto, considerando que se trata de uma enzima altamente glicosilada, estes resultados devem ser interpretados com cautela. Estudos de espectrometria de massas de BGH II demonstraram boa similaridade da sua seqüência de aminoácidos com aquela de uma -glucosidase de Humicola grisea var. thermoidea, com cerca de 22% de recobrimento. A temperatura ótima de reação foi de 60ºC para ambas as -glucosidases purificadas e os valores de pH ótimo foram 5,0 e 6,0 para BGH I e BGH II, respectivamente. Ambas as enzimas foram estáveis quando incubadas em água até 1 hora, a 50ºC; BGH I apresentou um tempo de meia-vida de 47 min a 60°C, enquanto BGH II apresentou um tempo de meia-vida de 40 min a 55°C. Quando incubadas em tampões de diferentes pH por 24 h, BGH I mostrou-se estável em uma faixa de 5-8 e BGH II em pH 6-8. A forma BGH I apresentou maior especificidade de substrato que BGH II, hidrolisando apenas p-nitrofenil-ß-D-glucopiranosídeo, celobiose e salicina, dentre todos os substratos testados. Já BGH II hidrolisou celobiose, lactose, p-nitrofenil-ß-D-glucopiranosideo, p-nitrofenil-ß-D-fucopiranosídeo, p-nitrofenil-ß-D-xilanopiranosídeo, p-nitrofenil-ß-D-galactopiranosídeo, o-nitrofenil-ß-Dgalactopiranosídeo e salicina. Nenhuma das duas enzimas hidrolisou substratos poliméricos (CMC e Avicel), além de maltose, trealose e sacarose. Estudos cinéticos mostraram que a forma BGH I hidrolisou p-nitrofenil-ß-D-glucopiranosídeo e celobiose com a mesma velocidade máxima (25 U/mg). Porém, a afinidade aparente da enzima foi cerca de 7 vezes maior para o substrato sintético. Já os melhores substratos para BGH II foram p-nitrofenil-ß-D-fucopiranosídeo (VM/KM = 323,3 U/mg.mM) e celobiose (VM/KM = 168,0 U/mg.mM). De maneira muito interessante, a atividade de BGH II foi ativada por glicose ou xilose até concentrações de 400 mM, com efeito estimulatório máximo de cerca de 2 vezes próximo a 100 mM. Em contraste, a atividade de BGH I foi inibida em 95% por glicose 50 mM. Concluindo, a grande eficiência catalítica para substratos naturais, sua boa estabilidade térmica, forte estimulação por glicose e xilose, e tolerância a elevadas concentrações destes monossacarídeos no meio reacional, qualificam a enzima BGH II para aplicação na hidrólise de resíduos celulósicos. / Lignocellulosic materials are the major residues from agroindustrial activities. Currently, there is a great interest in enzymes able to degrade such residues, aiming the production of several chemical products, particularly renewable fuels like ethanol, with low environmental impact. Cellulose is the main polysaccharidic component of the plant cell wall and the most abundant naturally occurring macromolecule on Earth. The enzymatic degradation of cellulose is therefore of great environmental and commercial significance. Cellulose is a linear polysaccharide composed of glucose units, linked by -(1,4)-glycosidic bonds. The enzymatic hydrolysis of cellulose involves at least three types of enzymes: endoglucanases, cellobiohydrolases (exoglucanases), and glucosidases. Only the first two enzymes act directly on cellulose, depolymerizing the cellulose chains and releasing different oligosaccharides and cellobiose. Cellobiose is the basic repetitive unit of cellulose and can be converted into glucose monomers by -glucosidases. This enzymatic system works synergistically, and -Glucosidases are responsible for the terminal step of cellulose saccharification, releasing endoglucanases and cellobiohydrolases from cellobiose inhibition. However, most -Glucosidases are also inhibited by their reaction product, leading to a growing interest in glucose tolerant enzymes. Preliminary results showed that, when grown in liquid medium supplemented with microcrystalline cellulose (avicel®) as carbon source, the thermophilic fungus Humicola insolens is a good producer of -glucosidases. Moreover, the activity of the mycelial crude extract was stimulated by glucose or xylose. The electrophoretic analysis of this crude extract in non-denaturing conditions also revealed the presence of two bands of ß-glucosidase activity, one stimulated and the other inhibited by 100 mM glucose. This study describes the production, purification and biochemical characterization of two mycelial -glucosidases from Humicola insolens. Best culture conditions to mycelial -glucosidase production were 40°C, 120 rpm, in liquid media containing 0,1% K2HPO4, 0,05% MgSO4.7H2O, trace elements solution (25 L/50 mL medium), 0,8% yeast extract and 0,75% avicel, with initial pH adjusted to 6,0. The culture time for maximal production was 4 days. The experimental protocol for the simultaneous purification of both mycelial -glucosidases, named BGH I and BGH II, involved 75% amonium sulfate precipitation, followed by Sephadex G-25 desalting, DEAE-fractogel ion exchange chromatography and gel filtration in Sephacryl S-200. The form BGH I was purified 27.5 fold, reaching a specific activity of 25 U/mg with 7.9% yield. BGH II was purified 16.5 fold, with a yield of about 30% and the specific activity was 15.2 U/mg. The enzymes showed total carbohydrate content of 51% (BGH I) and 21% w/w (BGH II). The apparent molecular masses corresponded to 282 kDa (BGH I) and 94 kDa (BGH II), as estimated by gel filtration. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis analysis of BGH II showed a single polypeptide band of 55 kDa, suggesting that the native enzyme is a homodimer. In contrast, three protein bands were revealed for BGH I, corresponding to apparent molecular masses of 31 kDa, 52 kDa e 132 kDa, suggesting a tetrameric structure. However, considering its high level of glycosylation, the results must be considered cautiously. Mass spectrometry analysis of BGH II showed good amino acid sequence similarity with a -glucosidase from Humicola grisea var. thermoidea, with about 22% coverage