Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-23Bitstream added on 2014-06-13T20:04:37Z : No. of bitstreams: 1 cucolo_gr_dr_rcla.pdf: 912012 bytes, checksum: bb2f52ae986d8910d4d4ba1e27a6db3e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Ciclodextrina-glicosil-transferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é uma enzima capaz de formar ciclodextrinas (CDs), tendo o amido como substrato. A enzima é de grande interesse industrial, principalmente nas indústrias alimentícias, cosméticas, químicas e farmacêuticas. CDs são moléculas cíclicas formadas por monômeros de glicoses, unidos por ligações α-1,4. Os tipos mais comuns de ciclodextrinas, α-, β- e γ- CD, consistem de 6, 7 e 8 monômeros de glicose, respectivamente. A molecula de CD possui uma estrutura única com a cavidade interna hidrofóbica e a região externa hidrofílica, sendo possível a formação de complexos de inclusão com uma variedade de compostos, que pode melhorar ou proteger as propriedades físicoquímicas da molécula encapsulada. Este estudo foi dividio em três capitulos, o primeiro foi uma revisão bibliografica, e os outros dois são trabalhos de pesquisa. No primeiro trabalho estudou-se a produção de CDs pela CGTase do Bacillus clausii subgrupo E16, tanto em relação ao efeito da concentração do amido na produção das CDs, como em relação a utilização de fontes alternativas de amido (amido solúvel de batata PA, de milho, de trigo e de mandioca) como substrato. Observouse que a enzima produziu preferencialmente β-CD nos diferentes tipos de substrato utilizados. O mais alto grau de conversão de CDs foi obtido com o uso de amido de mandioca, tendo convertido 95,30% (p/p) em β-CD, seguido de 86,60% (p/p) do amido solúvel. A concentração de 1% de amido de mandioca apresentou o melhor rendimento na produção de CDs. No segundo trabalho de desquisa, o objetivo foi a produção de CDs pela CGTase do Bacillus clausii E16 em fontes alternativas de substrato (farelo de trigo, farelo de mandioca; farinhas de milho, trigo e mandioca). Observou-se que a enzima produziu β-CD nos diferentes tipos de substratos utilizados. O grau de conversão de CDs... / Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is an enzyme capable of converting starch into cyclodextrins (CDs) molecule. CDs are becoming increasingly popular in pharmaceutical, chemical, cosmetics and food industries. CDs are cyclic oligosaccharides compounded of glucose units jointed by α-1,4 linkages. The most common types of cyclodextrins, α-, β- and γ- CD, consist of 6, 7 and 8 glucose units, respectively. A CD molecule has a unique torus-shaped structure with a hydrophobic internal cavity and a hydrophilic external surface. As a result, CDs can form inclusion complexes with many hydrophobic guest molecules and thereby change their physical and chemical properties. This study was divided in three chapters, the first is about one bibliographic review, and the other are about two research approaches. The aim of the first work was to verify the effect of different starch botanical sources and the concentration of starch in the production of cyclodextrins by CGTase enzyme from Bacillus clausiii E16. It was noticed that the enzyme mainly produced β-CD with the different types of starch (soluble potato starch, corn starch, wheat starch and cassava starch) used substrate. The higher degree of conversion of CDs was obtained with the use cassava starch, of which 95,30% (w/w) was converted in β-CD, followed by 86,60% (w/w) of soluble starch. The concentration 1% of cassava starch showed the best efficiency in the production of CDs. In the second research work, the aim was studied the application of a CGTase from Bacillus clausiii E16 in alternative substrate sources (cassava bran, wheat bran; corn meal, wheat flour e cassava flour) for production of cyclodextrins. It was noticed that the enzyme produced β-CD with the different types of used substrate. The degree of conversion of CDs obtained with the use cassava bran was 40,48% (w/w) in β-CD and preliminary studies... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:40:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho foi realizado com o objetivo de contribuir para o estudo da produção de ciclodextrinas (CDs). A influência da mistura de substratos na composição do meio reacional foi testada para a produção de hetaciclodextrina e gama-ciclodextrina. Ciclomaltodextrinas, mais comumente conhecidas como ciclodextrinas, são oligossacarídeos cíclicos que são produzidas pela ação da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase - cyclomaltodextrin glucanotransferase, EC 2.4.1.19) sobre o amido liquefeito. Ciclodextrinas são compostos muito úteis para a indústria de alimentos, cosmética, farmacêutica e de plásticos, pois possuem uma cavidade apolar, o que favorece o encapsulamento de uma grande variedade de moléculas orgânicas, conferindo-lhes melhores propriedades físico-químicas, tais como maior resistência química a fatores ambientais, maior solubilidade e redução da volatilidade de alguns compostos. Neste trabalho, um preparado líquido de CGTase de Thermoanaerobacter sp. foi utilizado para produzir ciclodextrinas nas seguintes condições: temperatura de 85 °C; tempo de reação de 4h, concentração de substrato de 10g/L; pH = 6,0 e 10 composições contendo os seguintes substratos: amido, maltodextrina e dextrina. Nestas condições, a produção máxima de ciclodextrinas foi obtida no meio contendo 5 g/L de fécula de mandioca e 5 g/L de dextrina como substrato. Os testes mostraram que quantidades superiores a 50% de amido na composição do substrato foram os que apresentaram as melhores quantidades de beta-CD e gama-CD produzidas. No entanto, a composição do teste 5 contendo 50% de amido e 50% de dextrina (5 g/L de amido de mandioca e 5 g/L dextrina) foi a que conduziu à produção mais rápida e em maior concentração das ciclodextrinas. Os testes cujas composições continham quantidades significativas de maltodextrina e dextrina apresentaram uma baixa produção de ciclodextrinas. Neste estudo verificou-se que além dos produtos beta-CD e gama-CD causarem inibição da CGTase de Thermoanaerobacter sp., alguns sacarídeos de baixa massa molecular tais como a maltodextrina e dextrina também têm um efeito inibitório na CGTase. Assim, sugere-se que para a produção de CDs com hidrolisados enzimáticos utilizem-se apenas amidos com baixo grau de dextrose equivalente (DE). / This work has been carried out in order to contribute to the study of the production of cyclodextrins (CDs). The influence of mixture of substrates in the composition of the reaction medium was tested to produce beta-CD and gama-CD. Cyclomaltodextrins, more commonly known as cyclodextrins are cyclic oligosaccharides that are produced by the action of the CGTase enzyme (cyclomaltodextrin glucanotransferase, EC 2.4.1.19) on liquefied starch. Cyclodextrins are very useful compounds for the food, cosmetic, pharmaceutic, and plastic industries, because they have a nonpolar cavity, which favors the encapsulation of a great variety of organic molecules conferring them improved physicochemical properties, such as greater chemical resistance to environmental factors, higher solubility and reduced volatility. A liquid preparation of CGTase from Thermoanaerobacter sp. were used to produced cyclodextrins at conditions: the temperature was 85°C; reaction time was 4h; concentration of substrate was 10g/L; 10 composition containing the following substrate: starch, maltodextrin and dextrin; and pH = 6,0. Using these conditions, the results were as follows: the maximum production of cyclodextrins was composed from: 5g/L of cassava starch and 5g/L of dextrin like substrate. The tests showed that the amount more than 50% starch in the composition of the substrate were the tests that showed the best amount of beta-CD and gama-CD produced. However, the composition of test 5 (5g/L of cassava starch and 5 g/L Dextrin) with 50% starch and 50% dextrin was the fastest produced cyclodextrins and the larger amounts produced in the final reaction time. The tests whose compositions contained significant amounts of maltodextrin and dextrin was a low production of cyclodextrin. In this study it was found that in addition to the products beta-CD and gama-CD cause inhibition of CGTase from Thermoanaerobacter sp, some saccharides of low molecular weight such as maltodextrin and dextrin also has an inhibitory effect on CGTase. Thus it is suggested that for the production of CDs with enzymatic hydrolysates using only starch with low degree of dextrose equivalent (DE).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-31T14:07:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345680.pdf: 2778782 bytes, checksum: 45feb891020dfaa4e679032c2b3be42b (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta uma comparação das separações enantiômericas realizadas por HPLC com fases estacionárias quirais preparadas ligando quimicamente o ciclofrutano-6, funcionalizado com grupos isopropílico, e ß-ciclodextrina, funcionalizada com grupos hidroxipropil, em partículas totalmente e superficialmente porosas (SPP). A fase estacionária quiral à base de partículas superficialmente porosas funcionalizadas com hidroxipropil-ß-ciclodextrina foram produzidas e sua performance cromatográfica foi comparada com as colunas de fase quiral (CSP) a base de partículas totalmente porosas de 5 µm e 3 µm de diâmetro. O recobrimento relativo do seletor quiral HP-ß-CD, foi equivalente para todas as fases, resultando em valores de seletividade (a) equivalentes, para condições de fase móvel constantes. Sob tais condições, a coluna à base de SPP apresentou tempos de análises reduzidos e eficiência até três vezes maior comparado com as colunas à base de partículas totalmente porosas (FPP). Quando fluxos elevados de fase móvel foram utilizados, o ganho em eficiência por tempo de análise foi cinco vezes maior para as colunas a base de SPP comparado com as colunas à base de FPP. Quando a composição da fase móvel foi alterada de modo que, para todas colunas, o analito tivesse o mesmo tempo de eluição, os valores de resolução foram o dobro para as SPP. Por fim, as novas fases estacionárias à base de SPP, provaram ser estáveis por 500 injeções com fluxo elevado (4,5 mL min-1) e alta pressão (400 bar), condições usadas para separações ultrarrápidas (~45 seg.). Baseado nos excelentes resultados obtidos com as fases estacionarias quirais à base de SPP funcionalizadas com HP-B-RSP, novos estudos foram realizados utilizando outro seletor quiral: isopropil-ciclofrutano. A performance cromatográfica das coluna recheadas com SPP, foi comparada com as colunas recheadas com partículas totalmente porosas com diâmetro de 5 µm e 3 µm. Com o fluxo de fase móvel de 3,0 mL min-1, o número de pratos alcançados com a coluna contendo SPP foi ~7 vezes maior que o número de pratos obtidos com a coluna, com mesmo comprimento, recheada com FPP de 5 µm. O fluxo ótimo de fase móvel, o onde os maiores valores de eficiência foram obtidos, foi de 1 mL min-1 para colunas à base SPP e 0,5 mL min-1 para as colunas preparadas com FPP. Assim como no caso anterior, os valores de seletividade e resolução (sob condições de fase móvel constante), são comparáveis entre todas as colunas. Quando testadas sob condições de fase móvel que resultam em tempo de retenção constante para todas as colunas, as CSP à base de SPP, apresentaram ganho em resolução comparado com as CSP à base de FPP. Por fim, com o aumento do fluxo da fase móvel as novas fases estacionárias apresentaram maior ganho em eficiência. Essa vantagem se torna mais clara observando os valores de número de prato e resolução em função do tempo de análise.<br> / Abstract : This work reports a comparison of HPLC separations of enantiomers with chiral stationary phases prepared by chemically bonding cyclofructan-6 ,functionalized with isopropyl carbamate groups, and ß-cyclodextrin, functionalized with hydroxypropyl groups, on fully and superficially porous particles (SPPs). A superficially porous particle-based hydroxypropyl-ß-cyclodextrin (HPBCD) chiral stationary phase was produced and its chromatographic performance was compared to both 5 µm and 3 µm fully porous particle (FPP)-based CSPs. The relative surface coverage of the HP-B-CD chiral selector on each particle was approximately equal, which resulted in equivalent enantiomeric selectivity (a) values on each phase when constant mobile phase conditions were used. Under such conditions, the SPP column resulted in greatly reduced analysis times and three times greater efficiencies compared to the FPP columns. When higher flow rates were used, efficiency gains per analysis times were five times greater for the SPP column compared to the FPP-based columns. When the mobile phases were altered to give similar analysis times on each column, resolution values were doubled for the SPP column. Finally, the novel SPP based HP-B-CD column proved to be stable for 500 injections under high flow rate (4.5mL min-1) and high pressure (400bar) conditions used for an ultrafast (~45sec) enantiomeric separation. Based on the grate results obtained with the superficially porous particle based hydroxypropyl-ß-cyclodextrin chiral stationary phase, a new study was made using another well stabilished chiral selector: isopropyl-cyclofructan. The chromatographic performance of the superficially porous CSP based column was compared with columns packed with 5 µm and 3 µm FPPs. At a flow rate of 3.0 mL min-1 the number of plates on column afforded by the SPP column was ~7× greater than the number of plates on column (same length) obtained when using the 5 µm FPP based column. The flow rate providing the highest efficiency separation was ~1.0 mL.min-1 for the SPP column while it was ~0.5 mL.min-1 for both FPP columns. It was found that the selectivity and resolution of the separations were comparable between fully porous and superficially porous based columns (under constant mobile phase conditions). When tested under constant retention conditions, the SPP based CSP greatly improved resolution compared to the FPP based columns. At high flow rates the efficiency gained by using superficially porous CSP was accentuated. The advantages of columns based on SPPs become more obvious from the view point of plate numbers and resolution per analysis time.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As ciclodextrinas nativas e modificadas vêm sendo estudadas como modelos que mimetizam as reações enzimáticas. Neste trabalho estudou-se os efeitos catalíticos das b-ciclodextrinas nativa (b-CD) e sulfatada (b-CDSO3Na) sobre a reação de hidrólise de alcanoatos de p-nitrofenila e do anidrido benzóico. A hidrólise de acetato de p-nitrofenila foi 2,9 vezes mais rápida que a do octanoato de p-nitrofenila na presença de b-CDSO3Na. Em analogia a hidrólise na presença de b-CD, a b-CDSO3Na demonstrou ser 2 vezes mais efetiva e 3 vezes menos seletiva para a catálise. Com o aumento da concentração de b-CD as reações de hidrólise do anidrido benzóico foram inibidas em pH 6,0 e catalisadas em pH 8,0. No caso da b-CDSO3---Na observou-se somente catálise acima do pH 4,0. As catálises foram de 5 e 10.000 vezes para b-CD e b-CDSO3---Na, respectivamente. A inibição da hidrólise na presença de b-CD a pH 6,0 pôde ser atribuída à diminuição na cavidade da estabilização do estado de transição por menor solvatação do mesmo. No caso da b-CDSO3---Na a ausência de inibição foi atribuída ao fato que o grupo carbonila neste caso não estava completamente dentro da cavidade da ciclodextrina como no caso da b-CD. O mecanismo de catálise nos dois casos ocorreu pelo ataque do íon hidróxido sobre a carbonila do anidrido benzóico e a catálise foi atribuída a desolvatação do nucleófilo na cavidade. No caso da b-CDSO3---Na o efeito das cargas negativas dos grupos sulfatos devem desestabilizar mais ainda o íon hidróxido, diminuindo a energia de ativação e produzindo assim uma catálise mais efetiva.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. / Made available in DSpace on 2012-10-19T03:03:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os corantes alimentícios desempenham funções importantes na indústria de alimentos. Nos últimos anos, os corantes naturais têm merecido a preferência dos consumidores e conseqüentemente dos processadores de alimentos. Esta tendência em favor dos naturais incentiva pesquisas direcionadas a melhorar a estabilidade, ampliar o uso e diminuir o custo dos corantes naturais aplicados em produtos alimentícios. Neste trabalho estudou-se a estabilidade de enocianinas extraídas de uvas Cabernet Sauvignon (Vitis vinífera) com e sem adição de b- e g-ciclodextrina em solução e com aplicação em iogurte e gelatina. O comportamento das enocianinas foi analisado frente a presença e ausência de luz / nitrogênio como também em relação às variações de temperatura (15, 65 e 100ºC) e pH (3,5 e 4,7). Para o estudo de estabilidade foram realizados leituras de absorbância e determinado os tempos de meia vida, percentagem de retenção e perda de cor das enocianinas. Os resultados mostraram diferenças significativas ao nível de 1% para as soluções de enocianinas adicionadas com b- e g-ciclodextrina em pH 3,5 e 4,7, temperaturas 15, 65 e 100ºC, com presença e ausência de luz / nitrogênio e aplicação em gelatina. As amostras de iogurte adicionadas de enocianina - g-ciclodextrina não apresentou diferença significativa ao nível de 1%. Nos experimentos realizados em solução, os melhores resultados foram para g-CD2 com tempo de meia vida igual a 501 horas sob condições de ausência de luz, presença de nitrogênio em pH 3,5 e T = 15ºC. Em pH 4,7 houve total despigmentação para todos os tratamentos em menos de 1 minuto. Para os experimentos realizados com iogurte, os t1/2 apresentaram 8 e 9 dias para os tratamentos controle e g-CD2, respectivamente. A temperatura utilizada no preparo da gelatina, 93ºC, mostrou perda de cor de 1,5% após 50 horas de experimento, indicando que a aplicação das enocianinas em gelatina para sobremesa torna-se viável. A g-ciclodextrina ofereceu aumento da estabilidade às enocianinas em pH 3,5.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-18Bitstream added on 2014-06-13T18:43:05Z : No. of bitstreams: 1 franzini_cm_dr_arafcf.pdf: 2677878 bytes, checksum: 26759573900040571415a3fa5cbf34b2 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O tratamento das infecções fúngicas sistêmicas impõe grandes dificuldades devido ao fato da terapia endovenosa requerer administração do fármaco solubilizado ou disperso em partículas de diminutas dimensões, além da necessidade de hospitalização. A anfotericina B (AmB) continua sendo um dos antibióticos mais efetivos para tais tratamentos, apesar de sua baixa solubilidade e graves efeitos colaterais. Considerando que microemulsões permitem contornar esses problemas e proporcionar administração oral do fármaco, essas formulações lipídicas contendo AmB estão sendo cada vez mais estudadas. Adicionalmente, a formação de complexos de inclusão com ciclodextrinas (CDs) também tem sido promissora no desenvolvimento de novas formas farmacêuticas. Neste trabalho os parâmetros de formação de microemulsões (MEs) contendo fosfatidilcolina de soja (FS), Tween-20 (Tw) e oleato de sódio (OS) como tensoativos e colesterol (CHO) como fase oleosa e a formação de complexos de inclusão com diferentes derivados de CD e sua incorporação nas MEs foi estudado. Um diagrama de fases pseudoternário foi elaborado objetivando caracterizar MEs. O comportamento reológico e a estruturação interna foram empregadas para avaliação e ainda caracterização por espalhamento dinâmico de luz. Foi avaliado o efeito da proporção de tensoativo e óleo na determinação do diâmetro da fase interna nos sistemas com ou sem AmB, além da avaliação da contribuição da fase oleosa e do tensoativo na incorporação do fármaco nas MEs. Um diagrama de solubilidade de AmB em CDs foi desenvolvido e suas constantes de estabilidade determinadas. O preparo de ME contendo CDs em sua fase aquosa, parâmetros de incorporação de AmB e estudos de liberação foram realizados seguidos de análise termogravimétrica, difração de raios x (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN)... / The fungal infections treatment imposes many difficulties mainly because the intravenous therapy requires administration of solubilized or dispersed drug in particles of smaller dimension beyond the need for hospitalization. Despite its low solubility and serious adverse effects the amphotericin B (AmB) remains one of the most effective antibiotics to the treatment. Microemulsions allow circumvent these problems and provide oral administration. Therefore these lipid formulations containing AmB have been increasingly studied. Additionally, the formation of inclusion complexes with cyclodextrins (CDs) has also been promising in developing new dosage forms. In this work the formation parameters of microemulsions (MEs) containing soybean phosphatidylcholine (FS), Tween-20 (Tw) and sodium oleate (SO) as surfactant and cholesterol (CHO) as oil phase and the formation of inclusion complexes with different CDs derivatives and their incorporation into MEs were studied. The pseudo ternary phase diagram was built in order to characterize MEs. The rheological behavior and internal structure were evaluated and characterized by dynamic light scattering. The effect of the proportion of surfactant and oil phase in the diameter of the internal phase in systems with or without AmB was evaluated. Therefore the contribution of the oil phase and surfactant in the drug loading eficience was studied. The Solubility diagram of AmB in CDs was developed and its stability constants determined. The preparation of ME containing CDs in its aqueous phase, the incorporation AmB parameters and the release studies were performed followed by thermal analysis, x-ray (XRD) diffraction and nuclear magnetic resonance (NMR). The results reveal the MEs formation in regions containing up to 30% surfactant and about 11% of the oil phase. Under polarized light, the interest systems showed a dark background and lamellar structure... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-15Bitstream added on 2015-04-09T12:48:20Z : No. of bitstreams: 1 000816490_20200401.pdf: 124722 bytes, checksum: 70e72ef360378a6450760457b5d1b1f0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Memoria para optar al título de Químico / Se describe un sencillo método de aminación reductiva, basado en la reacción de Leuckart. Este método permite no sólo la reducción del óxido de grafito, sino que también da lugar a grafeno funcionalizado con grupos amina, donde el grado de aminación es de 3.2% en peso, según análisis mediante XPS. El grupo funcional nitrogenado dominante es la amina primaria, pero también se observaron grupos tipo pirrólico y lactama. Se encontró que el grafeno funcionalizado con amina es un material semimetálico debido a la carencia de brecha de bandas, a diferencia del óxido de grafito que presenta una brecha de banda de 2.16 eV. Es sabido que los compuestos grafíticos mejoran las propiedades eléctricas y mecánicas de nanocompósitos con respecto a la matriz polimérica en su estado puro. En este estudio se utiliza el óxido de grafeno reducido y aminado químicamente como refuerzo en nanocompósitos a base de caucho natural, donde se obtienen nanocompósitos de NR/rGO-Am con conductividades eléctricas de hasta 1.5 S/m, muy superior al NR (10-11 S/m) / A very simple method of reductive amination, based on the Leuckart reaction, is reported. This method enables not only the reduction of graphite oxide, but also results in functionalized graphene with amine groups, where the amination degree is 3.2 at.% As determined by XPS. The dominant nitrogen functional group was primary amine, but pyrrolic and lactam-type groups were also observed. It was found that the amine-functionalized graphene is a semimetallic material because of the lack of band gap, unlike the graphite oxide that presented a band gap of 2.16 eV. It is known that the using of graphitic materials improves the electrical and mechanical properties of nanocomposites respect to the polymer matrix in its pure state. In this study, reduced and aminated graphene oxide by chemical reaction is used as reinforcement in natural rubber based nanocomposites, where NR / rGO-Am nanocomposites are obtained with electrical conductivities of up to 1.5 S / m, much higher than NR (10-11 S / m) / FONDECYT 1131139

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-10Bitstream added on 2014-06-13T20:35:51Z : No. of bitstreams: 1 blanco_kc_me_rcla.pdf: 835926 bytes, checksum: 46db69ad433dc1b354710697a08da977 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho tem como objetivo estudar a produção da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) empregando culturas de Bacillus sp subgrupo alcalophilus utilizando como fonte de carbono fécula de mandioca (polvilho) proveniente de uma fecularia de mandioca. Nos ensaios foram empregados Bacillus sp subgrupo alcalophilus, isolado de água residuária de uma fecularia de mandioca. Para avaliar a produção de CGTase mediante a atividade enzimática pelo Bacillus sp subgrupo alcalophilus foi utilizado um planejamento fatorial a dois (2) níveis, estudando como variáveis as concentrações da fonte de carbono (polvilho), de nitrogênio e de carbonato de sódio. Os experimentos foram realizados em Erlenmeyers de 300 mL de capacidade contendo 100 mL do meio de produção com pH inicial de 9,2, a 150 rpm e temperatura de 35 ± 1ºC durante 72 horas de fermentação. A produção de CGTase foi monitorada pela determinação da atividade enzimática (U/mL). Após os ensaios realizados em frascos foram realizados experimentos em biorreator de 5 L de volume útil, contendo 2 L do meio de produção, pH de 9,20, agitação de 150 rpm e temperatura de 35 ± 1ºC durante 72 h de fermentação, utilizando um planejamento fatorial a dois (2) níveis, estudando como variáveis as taxas de aeração e a velocidade de agitação. A otimização das concentrações da fonte de carbono, nitrogênio e carbonato de sódio foram obtidas a partir de um planejamento experimental composto central (PCC) e seus resultados analisados pelas superfícies de resposta. Os melhores resultados do planejamento encontrados no ponto central, corresponderam a 6,96 g/L da fonte de carbono, 8,07 g/L de nitrogênio e 9,45 g/L de carbonato de sódio. A maior produtividade obtida de CGTase após 72 horas de fermentação, foi 98,86 U/mL com valor teórico de 98,87 U/mL. A partir do melhor resultado obtido no PCC, determinou-se... / The aim of this study was to investigate the Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) enzyme production by Bacillus sp subgroup alcalophilus using cassava starch (manioc flour) as a carbon source. Bacillus sp subgroup alcalophilus was isolated from wastewater of cassava flour industry. To evaluate the assays results, two (2) levels of complete factorial experimental design was used, studying the variables: carbon source, nitrogen and sodium carbonate concentrations. The experiments were performed in 300 mL erlenmeyer flasks containing 100 mL of medium production with initial pH of 9.2, at 150 rpm and 35±1ºC, during 72 hour. CGTase production was monitored by measurements of enzymatic activity (U/mL). After the flasks experiments, assays was running in 5 L containing 2 L of medium production, pH 9.2, 35 ± 1ºC during 72-hours using a factorial design at two (2) levels for aeration and agitation rate. The optimization of carbon source, nitrogen and sodium carbonate concentrations was obtained by a central composite design and their results analyzed by surface response. The best results was located on the central point, 6.96 g/L of carbon source, 8.07 g/L of nitrogen and 9.45 g/L of sodium carbonate. The CGTase activity predicted by model was 98.86 U/mL and the experimental activity obtained was 98,87 U/mL. After the best results obtained by PCC, the conditions of aeration (vvm) and agitation (rpm) rates was determined in bioreactor using a complete factorial experimental design. The best conditions, of 2.18 vvm and agitation of 157.07 rpm gave a experimental predicted CGTase activity of 130.36 U/mL, which was very close to the theoric CGTase activity of 130.33 U/mL.

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Eleonora Cano Carmona / Banca: Maria de Lourdes Teixeira de Morais Polizeli / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Rodrigo Simões Ribeiro Leite / Resumo: Ciclodextrina-glicosil-transferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é uma enzima capaz de formar ciclodextrinas (CDs), tendo o amido como substrato. A enzima é de grande interesse industrial, principalmente nas indústrias alimentícias, cosméticas, químicas e farmacêuticas. CDs são moléculas cíclicas formadas por monômeros de glicoses, unidos por ligações α-1,4. Os tipos mais comuns de ciclodextrinas, α-, β- e γ- CD, consistem de 6, 7 e 8 monômeros de glicose, respectivamente. A molecula de CD possui uma estrutura única com a cavidade interna hidrofóbica e a região externa hidrofílica, sendo possível a formação de complexos de inclusão com uma variedade de compostos, que pode melhorar ou proteger as propriedades físicoquímicas da molécula encapsulada. Este estudo foi dividio em três capitulos, o primeiro foi uma revisão bibliografica, e os outros dois são trabalhos de pesquisa. No primeiro trabalho estudou-se a produção de CDs pela CGTase do Bacillus clausii subgrupo E16, tanto em relação ao efeito da concentração do amido na produção das CDs, como em relação a utilização de fontes alternativas de amido (amido solúvel de batata PA, de milho, de trigo e de mandioca) como substrato. Observouse que a enzima produziu preferencialmente β-CD nos diferentes tipos de substrato utilizados. O mais alto grau de conversão de CDs foi obtido com o uso de amido de mandioca, tendo convertido 95,30% (p/p) em β-CD, seguido de 86,60% (p/p) do amido solúvel. A concentração de 1% de amido de mandioca apresentou o melhor rendimento na produção de CDs. No segundo trabalho de desquisa, o objetivo foi a produção de CDs pela CGTase do Bacillus clausii E16 em fontes alternativas de substrato (farelo de trigo, farelo de mandioca; farinhas de milho, trigo e mandioca). Observou-se que a enzima produziu β-CD nos diferentes tipos de substratos utilizados. O grau de conversão de CDs... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is an enzyme capable of converting starch into cyclodextrins (CDs) molecule. CDs are becoming increasingly popular in pharmaceutical, chemical, cosmetics and food industries. CDs are cyclic oligosaccharides compounded of glucose units jointed by α-1,4 linkages. The most common types of cyclodextrins, α-, β- and γ- CD, consist of 6, 7 and 8 glucose units, respectively. A CD molecule has a unique torus-shaped structure with a hydrophobic internal cavity and a hydrophilic external surface. As a result, CDs can form inclusion complexes with many hydrophobic guest molecules and thereby change their physical and chemical properties. This study was divided in three chapters, the first is about one bibliographic review, and the other are about two research approaches. The aim of the first work was to verify the effect of different starch botanical sources and the concentration of starch in the production of cyclodextrins by CGTase enzyme from Bacillus clausiii E16. It was noticed that the enzyme mainly produced β-CD with the different types of starch (soluble potato starch, corn starch, wheat starch and cassava starch) used substrate. The higher degree of conversion of CDs was obtained with the use cassava starch, of which 95,30% (w/w) was converted in β-CD, followed by 86,60% (w/w) of soluble starch. The concentration 1% of cassava starch showed the best efficiency in the production of CDs. In the second research work, the aim was studied the application of a CGTase from Bacillus clausiii E16 in alternative substrate sources (cassava bran, wheat bran; corn meal, wheat flour e cassava flour) for production of cyclodextrins. It was noticed that the enzyme produced β-CD with the different types of used substrate. The degree of conversion of CDs obtained with the use cassava bran was 40,48% (w/w) in β-CD and preliminary studies... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor