Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346681.pdf: 2052007 bytes, checksum: f14b99ddf4617f7615ddb3e18ba7b387 (MD5) Previous issue date: 2017 / Lipases de Thermomyces lanuginosus apresentam um papel importante na indústria química e de alimentos. A lipase NS-40116 é uma nova lipase produzida a partir de Thermomyces lanuginosus, e será lançada no mercado com baixo custo em relação às lipases já comercializadas. A imobilização desta enzima em um suporte inerte, de baixo custo, que aumente sua estabilidade em diferentes condições de processo, e que permita sua reutilização, aparece como uma alternativa aos métodos de imobilização já existentes. Com o objetivo de conhecer o melhor método de interação entre partículas de poliestireno e a lipase NS-40116, diferentes métodos de imobilização foram estudados: adsorção ao suporte, retenção física em matriz, e ligação covalente pelo tratamento das partículas com glutaraldeído. Foram empregados dois métodos de polimerização para a produção do suporte. Na polimerização por suspensão em pérola foram utilizados estireno, polivinilpirrolidona e Trigonox® 141 como iniciador. O outro método foi a polimerização em emulsão através de estireno, álcool polivinílico, divinil benzeno, Span 80 e Trigonox® 141 como iniciador. O derivado com melhor atividade (7,96 U/g) foi obtido pela imobilização por adsorção ao suporte (partículas obtidas da polimerização em emulsão). A retenção física em matriz através da polimerização em suspensão resultou num derivado com atividade de 2,87 U/g, sendo que esta enzima foi escolhida para as posteriores caracterizações e aplicações, devido ao seu tamanho, que facilitou sua recuperação na síntese de ésteres metílicos a partir de gordura abdominal de frango. A caracterização das superfícies do suporte e da enzima imobilizada foi realizada por microscopia eletrônica de varredura. Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (EITF) também foi realizada para caracterizar a enzima livre, o suporte e enzima imobilizada. A atividade enzimática foi medida por hidrólise utilizando p-NPP (p-nitrofenil palmitato) como substrato. A enzima livre e o derivado enzimático imobilizado foram avaliados por 2 h em diferentes pHs (2,1, 3, 3,43, 4,75, 7, 8, 9, 10, 11 e 12), temperaturas (30, 40, 50, 60, 65 e 75 ºC), e solventes (metanol, etanol, hexano e propanol). Os parâmetros cinéticos das duas enzimas (Km e Vmax) foram obtidos através do sistema gráfico de Lineweaver & Burk. Para a estabilidade ao armazenamento, as enzimas foram monitoradas por 106 dias em temperatura ambiente, e 122 dias sob refrigeração (6 ºC). O derivado imobilizado foi eficazmente utilizado na produção de ácidos graxos livres a partir do óleo de soja, bem como apresentou potencial de aplicação em reações de transesterificação e esterificação utilizando gordura abdominal de frango como substrato. Na hidrólise do óleo de soja, o derivado demonstrou estabilidade operacional após cinco ciclos de uso.<br> / Abstract : Lipases B from Thermomyces lanuginosus has an important role in chemical and food industry. The lipase NS-40116 is a novel lipase produced from Thermomyces lanuginosus, and it will be launch in the market with low cost in relation to lipases already commercialized. The immobilization of the enzyme on an inert support, low cost, to increase its stability under different process conditions, and allows their reuse is an alternative to existing methods of immobilization. With the aim of knowing the best method to interact polystyrene particles and lipase NS-40116, different methods of immobilization were studied: support adsorption, entrapment and covalent bond by treating the particles with glutaraldehyde. Two polymerization methods were used for the production of the support. In the pearl suspension polymerization were used styrene, polyvinylpyrrolidone and Trigonox® 141 was used as the initiator. The other method was emulsion polymerization through styrene, polyvinyl alcohol, divinyl benzene, Span 80 and Trigonox® 141 as the initiator. The highest enzyme activity (7.96 U/g) was obtained in support adsorption method. The entrapment through suspension polymerization resulted in a derivative with activity of 2.87 U/g, and this enzyme was chosen for the later characterizations and applications, due to its size, than facilitated its recovery in the synthesis of methyl esters from chicken abdominal fat. The characterization of the surfaces of the support and immobilized enzyme was performed by scanning electron microscopy. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was also performed to characterize the free enzyme, the support and immobilized enzyme. The enzymatic activity was measured by hydrolysis of p-NPP (4-nitrophenyl palmitate) as substrate. The free enzyme and immobilized enzyme derivative were evaluated during 2 h at different pHs (2.1, 3, 3.43, 4.75, 7, 8, 9, 10, 11 and 12), temperatures (30, 40, 50, 60, 65 and 75 ºC), and solvents (methanol, ethanol, hexane and propanol). The kinetic parameters of the two enzymes (Km and Vmax) were obtained through the Lineweaver & Burk graph system. For storage stability, the enzymes were monitored for 106 days at room temperature, and 122 days under refrigeration (6 °C). The immobilized derivative was effectively used in the production of free fatty acids from soybean oil, and also showed application potential in transesterification and esterification reactions using chicken abdominal fat as substrate. In the hydrolysis of soybean oil, the derivative demonstrated operational stability after five cycles of use.

Na indústria coureira há uma grande preocupação com o meio ambiente, já que a maioria das etapas para o processamento do couro são realizadas através de processos químicos. Estes processos devem ser controlados para um baixo impacto ambiental e menor custo de tratamento de resíduos. Este trabalho visa desenvolver um extrato enzimático completamente biodegradável, constituído por lipases de microrganismos, para diminuir o uso de tensoativos nos curtumes. Para tal foi necessário o uso de microrganismos que produzem lipases de maneira eficiente para substratos específicos com a variação no espectro de temperatura e pH utilizados nos processos de processamento do couro. Portanto, foi realizado o isolamento de diversos microrganismos em um curtume e estes foram submetidos à análise da produção de lipases induzida por gordura animal. A partir destes isolados foram selecionados e identificados os melhores produtores de lipases: Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Pichia pastoris e Proteus sp. Dentre estes microrganismos, o mais promissor, foi a levedura P. pastoris. A produção de lipases é afetada por diferentes fatores ambientais, assim foram testados, em escala piloto, a influência do tempo de cultivo, pH, temperatura de cultivo e agitação. Além disso, também foram testados o uso de goma arábica e três diferentes surfactantes no cultivo para o possível aumento da produção da enzima. As melhores condições de crescimento para uma maior produção de lipase por P. pastoris foram otimizadas em 72 h, 28ºC, pH 8,0 e 200 rpm. A adição de Triton X-100 ao final do cultivo também aumentou a atividade de lipase. A partir destes resultados a levedura foi submetida ao cultivo em reator de 10 L e determinados o melhor tempo de cultivo, o consumo de glicose e a densidade óptica a 600 nm. O melhor tempo de cultivo manteve-se em 72 h. Ao final deste cultivo, o extrato bruto foi utilizado para determinar a estabilidade da enzima à formulação empregada nos processos de curtimento, já que as condições destes processos podem afetar a atividade de algumas enzimas. A enzima não se mostrou estável aos químicos utilizados no processamento de couros. Por isto, para testar a eficácia da enzima em relação aos produtos encontrados no mercado algumas etapas foram reformuladas para que a enzima pudesse manter a sua atividade original. Os resultados destes experimentos mostraram-se satisfatórios, provando que a produção e utilização desta enzima no mercado é promissora. / The tanning industry has a great concern with the environment, since the majority of stages for leather processing is carried out using chemicals. These processes must be controlled for a low ambient impact and lesser cost of residues treatment. This work aims to develop a completely biodegrading enzymatic extract consisting of microbial lipases, to diminish the use of surfactants in the tanneries. For this product production is necessary the use of efficient microorganisms producing lipases for specific substrates with the variation in the specter of temperature and pH used in the tannery. Therefore, the screening of diverse microorganisms in a tannery was carried out and these had been submitted to the analysis of the induced lipases production with animal fat. It had been selected and identified the best lipases producers: Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Pichia pastoris and Proteus sp. Among these microorganisms, the most promising was P. pastoris. The lipase production is affected by different ambiental factors, thus it was tested, in scale pilot, the influence of the growth time, pH, growth temperature and agitation. Moreover, also the use of arabic gum and three different surfactants in the culture for the possible increase of the enzyme production was tested. The best growth conditions for the best lipase production of P. pastoris are 72 h, 28ºC, pH 8.0 and 200 rpm. The addition of Triton X-100 in the cultivation end also increases the lipase activity. Through these results the yeast was grown in 10 L culture reactor. During this cultivation the best growth time, the glucose consumption and the optical density at 600 nm were determined. The best growth time remained in 72 h. This culture crude extract was used to determine the enzyme stability to the formulation used in the tanning processes, since the conditions of these processes may affect enzyme activity. The enzyme was not stable in the presence of these chemicals. To compare the enzyme effectiveness with the chemicals and commercial enzymes, some processing stages were improved, so that the enzyme could keep its original activity. These results were satisfactory, suggesting that this enzyme production and its commercial use are promising.

Os oceanos constituem 71% da superfície da Terra e muitos microrganismos que provém deste ambiente podem secretar enzimas de alto interesse biotecnológico. As enzimas produzidas por microrganismos marinhos podem ser mais estáveis, devido à alta complexidade deste ambiente. Por este motivo, objetivou-se isolar e identificar os fungos presentes no sedimento marinho e verificar a atividade enzimática da amilase, celulase, lípase e protease dos mesmos em diferentes temperaturas (15°C, 20°C, 25°C e 30°C). As amostras de sedimento foram coletadas com auxilio de seringas estéreis à 10 metros de profundidade, e transportadas até o laboratório em caixas isotérmicas. Após o crescimento, fragmentos de micélio foram repicados no centro de placa de petri para isolamento das amostras. Diferentes substratos foram utilizados para avaliar a atividade da amilase, celulase, lipase e protease dos isolados. A capacidade de hidrolisar os substratos foi verificada em diferentes temperaturas (15°C, 20°C, 25°C e 30°C). Foram isoladas 22 cepas fúngicas, de 14 diferentes espécies, pertencentes a nove gêneros, dentre eles Helicosporium, Helicomyces, Paecilomyces, Phoma, Chaetomium, Geotrichum, duas espécies de Cladosporium sp., Aspergillus sp., Penicillium sp., Penicillium chrysogenum e Penicillium aurantiogriseum. O maior índice de positividade enzimática ocorreu na temperatura de 25°C, na qual 71% dos isolados hidrolisaram o substrato lipídico, seguido de protease com 50%, celulase 43% e amilase 36%. Todos os isolados produziram no mínimo um tipo de enzima, nas temperaturas testadas, ficando evidente a que o ambiente marinho é para descoberta de novas enzimas. / Oceans constitute 71% of the Earth's surface, and many microorganisms from this environment may secrete enzymes of high biotechnological interest. Enzymes produced by marine microorganisms might be more stable due to the great complexity of this environment. Therefore, we aimed at isolating and identifying the fungi present in marine sediment and at verifying the corresponding enzymatic activities of amylase, cellulase, lipase, and protease. Sediment samples were collected with sterile syringes at a depth of 10 meters and transported to the laboratory in cool boxes. After their growth, mycelial fragments were sub-cultured and inoculated in the center of Petri dishes for isolating the samples. Different substrates were used to evaluate the activity of amylase, cellulase, lipase and protease. The ability to hydrolyse the substrates was observed at different temperatures (15°C, 20°C, 25°C e 30°C).Twenty-two fungal strains were isolated from 14 different species belonging to nine genera, including Helicosporium, Helicomyces, Paecilomyces, Phoma, Chaetomium, Geotrichum, two different types of Cladosporium sp., Aspergillus sp., Penicillium sp., Penicillium chrysogenum, and Penicillium aurantiogriseum. The highest enzymatic production rate was found for lipase, produced by 71% of the isolated fungi, followed by protease (50%), cellulase (43%), and amylase (36%). All isolates produced at least one type of enzyme, evidencing that the sea is a environment for discovering new enzymes.

As doenças lisossômicas (DL) são um grupo de doenças herdadas geneticamente e que são causadas por um defeito parcial ou total de enzimas envolvidas na degradação de macromoléculas dentro dos lisossomos. Terapias para aumentar os níveis de enzima nas DL incluem o transplante de célulastronco hematopoiéticas (TCTH) e terapia de reposição enzimática (TRE). Esses tratamentos são todos baseados na propriedade das enzimas lisossomais de serem secretadas e captadas pelas células vizinhas através do receptor de manose-6-fosfato (M6PR). Novas abordagens terapêuticas vêm sendo investigadas, uma vez que as terapias atuais possuem limitações. A microencapsulação de células geneticamente modificadas superexpressando um produto terapêutico e o aperfeiçoamento na captação de enzimas lisossomais, via M6PR, parecem ser estratégias promissoras. Neste trabalho objetivamos aperfeiçoar o sistema de liberação de enzimas lisossomais superexpressas por células recombinantes microencapsuladas para o tratamento das DL. Para isso, estudos de biocompatibilidade in vivo foram avaliados com distintos tipos celulares (BHK e HepG2), concentrações de alginato (1 e 1,5%), tempos (7 e 21 dias) e sítios de implante (cavidade peritoneal, tecido subcutâneo e músculo vasto-medial) em ratos Wistar. A resposta inflamatória foi caracterizada e células-tronco mesenquimais (CTM) foram encapsuladas e implantadas em ratos para avaliar se o seu efeito imunomodulador poderia diminuí-la. Posteriormente o efeito antiinflamatório da prednisolona foi avaliado em camundongos normais e MPS I tratados com células BHK superexpressando IDUA (BHKIDUA) encapsuladas e implantadas na cavidade intraperitoneal por 15 dias. A liberação da enzima após implante foi avaliada por meio da recuperação das cápsulas e cultivo das mesmas por 24h e medida de IDUA no meio. Observamos que as microcapsulas in vivo provocam uma reação do tipo corpo estranho, em todos os parâmetros avaliados. Essa reação se dá por presença de fibrose e infiltrado inflamatório e diminui aos 21 dias. O uso de CTM encapsuladas melhorou esse aspecto, uma vez que a resposta foi menor em ratos nos quais esse tipo celular foi implantado, devido ao efeito imunomodulador dessas células. O tratamento com antiinflamatório prednisolona também diminuiu a resposta inflamatória gerada contra as microcápsulas implantadas na cavidade peritoneal de camundongos normais e MPS I. As células encapsuladas permaneceram viáveis após os 15 dias de implante. A liberação de enzima para o meio extracapsular é maior nas cápsulas recuperadas de animais tratados com prednisolona. Níveis de atividade de IDUA circulante passaram de indetectáveis para 2,4 nmol/h/mL de soro nos animais MPS I tratados. Outra estratégia utilizada foi a superexpressão de M6PR para melhorar a captação enzimática. Avaliamos os níveis de M6PR em fibroblastos de pacientes com Leucodistrofia Metacromática (LDM) e normais após o tratamento com o sobrenadante de células BHK superexpressando ARSA (BHKARSA), por imunocitoquímica e PCR em Tempo Real. Finalmente foi avaliado se o pré-tratamento de fibroblastos MPS I com o sobranadante de BHKARSA e posterior tratamento com o sobrenadante de BHKIDUA melhorava a captação de IDUA nessas células devido ao aumento na expressão dos M6PR. O tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA levou a um aumento na expressão, em cerca de 2 vezes, dos M6PR em fibroblastos de pacientes com LDM e de indivíduos normais. O pré-tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA também levou a um aumento de 2 vezes na expressão dos M6PR e aumentou a captação de IDUA por fibroblastos de pacientes com MPS I. Juntos esses resultados sugerem que as células microencapsuladas podem ser uma boa estratégia para a entrega de produtos terapêuticos desde que sua biocompatibilidade seja melhorada e que a partir da descoberta dos mecanismos que levam à superxpressão dos M6PR, o sobrenadante de BHKARSA poderá ser usado como adjuvante no tratamento com TRE ou células encapsuladas. / Lysosomal Diseases (LD) are a group of genetically inherited diseases, caused by total or partial failure of enzymes involved in the degradation of macromolecules in lysosomes. Therapies to increase enzyme levels in LD include transplantation of hematopoietic stem cells (THSC) and enzyme replacement therapy (ERT). These treatments are based on the properties of lysosomal enzymes to be secreted and uptaken by neighboring cells through the mannose 6-phosphate receptor (M6PR). Since current therapies have limitations, new therapeutic approaches are under investigation. Microencapsulation of genetically modified cells overexpressing therapeutic products and the improvement in the uptake of lysosomal enzymes via M6PR seem to be promising strategies. In this work, we aimed to improve the delivery system of lysosomal enzymes overexpressed by microencapsulated recombinant cells for LD treatment. In vivo biocompatibility was evaluated using distinct cell lines (BHK and HepG2), alginate concentrations (1 and 1.5%), duration (7 and 21 days), and implant sites (peritoneal, subcutaneous and in the vastus medialis muscle) in Wistar rats. Inflammatory response was observed and characterized. Then we used encapsulated mesenchymal stem cells (MSC) to evaluate whether their immunomodulatory effect could decrease this response in rats. Subsequently, the anti-inflammatory effect of prednisolone was evaluated in normal and MPSI mice, both treated with encapsulated BHK cells overexpressing IDUA (BHKIDUA) and implanted in intraperitoneal cavity for 15 days. The enzyme release to the extra-capsular medium was measured in recovered capsules after 24h culture. The in vivo biocompatibility of microcapsules is a typical foreign body reaction in all parameters evaluated. This reaction occurs due to fibrosis and inflammatory infiltrate formation, but decreases after 21 days. The use of encapsulated MSC improved this aspect, since the response was milder in rats that received this cell type, due to the immonomodulatory effect of MSC. Treatment with prednisolone also decreased the response generated against alginate microcapsules implanted in the peritoneal cavity of both normal and MPS I mice. The encapsulated cells remained viable 15 days after the implant. The enzyme release to the extracapsular medium was higher in capsules recovered from prednisolone treated animals. Circulating levels of IDUA increased from undetectable to 2.4 nmol/h/mL of serum. Another strategy evaluated by our group was the up regulation of M6PR to enhance enzyme uptake. We evaluated M6PR levels in MLD and normal fibroblasts after treatment with the conditionated medium from cells overexpressing ARSA (BHKARSA), by immunocytochemistry and real time PCR. Finally we verified if pre-treatment of MPS I fibroblasts with BHKARSA followed by treatment with conditionated medium of BHKIDUA improved IDUA uptake. MLD and normal fibroblasts treated with BHKARSA had a 2-fold increase in M6PR expression. Pre-treatment with BHKARSA and after with BHKIDUA also led to a 2-fold increase in the expression of M6PR, and IDUA uptake was improved in these cells. Together these results suggest that microencapsulated cells may be an interesting strategy for delivery of therapeutic products as long as its biocompatibility is improved. Once the mechanism leading to M6PR over expression is defined, the conditionated medium of BHKARSA could be used as an adjuvant in ERT or with encapsulated cells.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2016-01-09T03:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149212.pdf: 7603175 bytes, checksum: b4759f2779989c3bd1fdf5392f01482c (MD5) Previous issue date: 1999 / O poder catalítico que as enzimas apresentam, tem chamado a atenção dos cientistas, no sentido de buscar explicações mecanísticas para a ação enzimática. Devido a grande complexidade estrutural destas biomoléculas, surge a necessidade de criar modelos mais simples, para que através destes possamos compreender os fatores responsáveis pelo poder catalítico destas macromoléculas. Neste trabalho, monoamidas derivadas dos anidridos 1,8-naftálicos substituídos na posição 4 foram sintetizadas e caracterizadas, posteriormente estudou-se hidrólises intramolecular destas monoamidas como modelo de catálise enzimática e o efeito do grupo substituinte na velocidade das reações. Os estudos cinéticos propõem que as reações de hidrólise das amidas ocorrem intramolecularmente com a participação do grupamento carboxílico na sua forma não dissociada. O efeito do substituinte 4-cloro e 4-bromo nas reações de hidrólise das amidas, parece não causar grandes mudanças na velocidade de reação e no mecanismo reacional proposto quando comparados a respectiva amida não substituída.Verificou-se que os derivados 4-nitro e 4-amino do anidrido naftálico 1,8 naftálico, causam mudanças extremas na reatividade e na estabilidade destes sistemas, resultando em dificuldades na síntese e caracterização, ou ainda nos estudos cinéticos de reações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-15T04:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334747.pdf: 9033118 bytes, checksum: 027254caae7a74df7d45fa337ad31361 (MD5) Previous issue date: 2015 / O mercado de cogumelos comestíveis se expande rapidamente, demandando um aumento na sua produção. Para isso, é fundamental o fornecimento de inoculantes de qualidade, que na falta representa um gargalo importante na produção. Os grãos de cereais utilizados tradicionalmente na produção de inoculantes, fornecem nutrientes para o crescimento miceliano do fungo e o prepara para a rápida colonização do substrato. Esses são produzidos usando-se resíduos agrícolas, reciclando-se assim o material lignocelulósico. Alguns fungos comestíveis estão entre os únicos organismos capazes de degradar lignina, transformando-a em biomassa de valor nutricional. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma alternativa biotecnológica para o processo de fermentação em estado sólido, tradicionalmente utilizado na produção dos inoculantes. Um inoculante em alginato de cálcio foi desenvolvido utilizando o processo de fermentação submersa com aditivos nutrientes a fim de simular as condições do inoculante em grãos, induzindo a produção de enzimas lignocelulolíticas (peroxidases e ß-glicosidases). Foi possível cultivar Lentinula edodes e Pleurotus ostreatus var. florida em condições submersas com aeração em frascos estáticos utilizando farinha de trigo integral e serragem de eucalipto como aditivos e a biomassa obtida foi encapsulada em alginato de cálcio. Os inoculantes em alginato aditivados de L. edodes colonizaram o substrato mais rapidamente do que o inoculante em alginato não aditivado, mas não foram observadas diferenças de colonização entre os inoculantes em alginato de P. ostreatus var. florida. A viabilidade dos inoculantes em alginato foi mantida em 100 % por pelo menos seis meses, ultrapassando em quatro meses a viabilidade dos inoculantes tradicionais. Um biorreator airlift foi utilizado com sucesso no cultivo de P. ostreatus var. florida utilizando farelo de trigo como aditivo. Uma grande quantidade de biomassa foi obtida, assim como uma pequena produção de exopolissacarídeos. Atividade para as duas enzimas estudadas foi detectada. Este trabalho possibilitou a produção de um inoculante em alginato de cálcio de qualidade em menor tempo que o inoculante tradicional, com alta viabilidade, utilizando aditivos para preparar o metabolismo fúngico e com grande potencial para produção e uso comercial. O uso de um biorreator airlift se mostrou eficiente na produção de quantidades desejáveis de biomassa para a produção de inoculante.<br> / Abstract : The edible mushroom market is expanding rapidly, demanding an increased production. Ergo, it is necessary a regular supply of high quality grain spawn, making it the bottleneck of the process. The cereal grains used in spawn making provide nutrients for mycelium growth and prepare the fungus for the rapid colonization of the substrate. Mushrooms are grown on agro industrial residues, thus recycling the lignocellulosic materials. Some edible mushrooms are amongst the only organisms capable of degrading lignin, transforming this recalcitrant material in a valuable biomass. The aim of this work was to develop a biotechnological alternative to the solid-state fermentation, traditionally used to produce spawn. An alginate-based inoculant was developed using submerged fermentation using additives so to mimic the conditions in the grain spawn, inducing the fungi to produce lignocellulolytic enzymes, namely peroxidases and ß-glucosidases. It was possible to grow both Lentinula edodes and Pleurotus ostreatus var. florida in submerged conditions provided with aeration in static flasks using whole-wheat flour and eucalypt sawdust as additives. The biomass obtained was encapsulated in calcium alginate. The alginate-based inoculants were capable of colonizing the substrate for mushroom production. L. edodes additivated alginate inoculants colonized the substrate faster than the non-additivated alginate inoculant, but no differences in colonization were observed between P. ostreatus var. florida alginate inoculants. The inoculants maintained a 100 % viability for at least six months, surpassing in four months that for the traditional grain spawn. An airlift bioreactor was used to successfully cultivate P. ostreatus var. florida using wheat bran as additive. A high yield of biomass was obtained as well as a small production of exopolysaccharides. Activity for both enzymes studied was detected. This work made possible to produce an alginate inoculant of quality in less time than the grain spawn, with high viability, using additives to prepare the fungus metabolism with great potential for production and commercial use. The use of an airlift bioreactor proved to be efficient in producing desirable amounts of biomass for inoculant production.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309605.pdf: 2444803 bytes, checksum: e4dbe219196b1e3c35b537991c4883d9 (MD5) / As enzimas celulásicas vêm sendo amplamente utilizadas em substituição aos produtos químicos nas indústrias têxteis em etapas de biopolimento, conferindo aos artigos têxteis maior maciez e melhor acabamento superficial através de um processo ambientalmente correto. Neste contexto, o foco deste trabalho foi avaliar a etapa de biopolimento sob diferentes condições reacionais. Os processos enzimáticos, e em particular a aplicação de celulase investigada neste trabalho, apresentam limitantes como a inibição proporcionada pelos produtos solúveis da reação, afetando diretamente a cinética enzimática. Além disso, a aplicação de celulase na etapa de biopolimento forma como subproduto microfibrilas insolúveis de algodão, que após secas geram um fino pó que acompanham principalmente os artigos felpudos acabados, dando um aspecto indesejável ao produto final. Neste trabalho, aplicou-se celulase comercial sobre tecido felpudo na presença dos inibidores glicose e celobiose, com o objetivo de avaliar o grau de redução da atividade enzimática, a adsorção da celulase sobre o substrato, perda de massa da amostra e geração do pó resultante da clivagem das fibras de algodão pela celulase e posterior análise de suas características físicas. Inicialmente, em escala de bancada, o processo de biopolimento foi simulado utilizando-se concentrações enzimáticas de 5,0 a 50,0 L/gsubstrato e agitação orbital branda, através de shaker em banho termostático, na presença de concentrações iniciais dos inibidores glicose e celobiose. Nesta etapa avaliou-se o efeito dos inibidores (a) em tratamento com diferentes concentrações de celulase após 1 h de hidrólise e (b) através de cinética enzimática a uma concentração de 50,0 L/gsubstrato, onde amostras foram coletadas ao longo do período de reação. Por meio destes experimentos foi possível observar uma maior ação inibitória da glicose sobre as enzimas que compõem o complexo celulásico. Já para a celobiose não se observou um grande inibidor nas condições de teste. No processo com sobrecarga enzimática (342,5 L/gsubstrato), 3 h de tratamento e agitação mecânica intensa através de equipamento laboratorial de tingimento e testes de solidez à lavagem, os resultados foram similares ao processo anterior, contudo o efeito de inibição da celobiose tornou-se mais pronunciado após 1 h de tratamento. Além disso, observou-se ao longo do processo um aumento na adsorção da celulase sobre o substrato quando aplicado glicose e celobiose, obtendo-se uma adsorção ao fim de 180 min de 3,84 e 3,54 mg/gsubstrato, respectivamente. Já na ausência de concentrações iniciais dos inibidores, a adsorção foi de 2,91 mg/gsubstrato. Foi possível, através da utilização de sobrecarga enzimática, a obtenção e quantificação do pó de algodão. Este pó, após tratamento de lavagem, secagem e pesagem, foi submetido à análise de difração de raio X para avaliação do grau de cristalinidade e imagens superficiais através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados de cristalinidade e análise superficial dos fragmentos de algodão não apresentaram diferenças expressivas para os tratamentos na ausência e na presença de concentrações iniciais dos inibidores glicose e celobiose. Os resultados deste trabalho são importantes para balizar a aplicação do biopolimento de tecidos felpudos de algodão na indústria têxtil, evitando as condições que favoreçam a geração de pó no produto final. / The cellulase enzymes are being largely used substituting the chemicals agents in textile industry in bio-polishing process, giving to the textile fabrics softness and superficial finishing through an environmental correct process. Over this context, the focus of this work is to evaluate the bio-polishing process with different reaction conditions. The enzymatic processes, through the cellulase application, have limitations as an inhibition proportionate by the soluble products of the reaction, directly affecting the enzymatic kinetics. Moreover, the cellulase application in the bio-polishing step makes insoluble microfibrils of cotton as byproduct, generating a fine powder that, after dried, accompany the terry towels until the consumer, making an unwanted aspect to the final product. In this work, commercial cellulase was applied on terry cloth in the presence of inhibitors glucose and cellobiose, in order to evaluate the reduction of enzymatic activity degree, the cellulase adsorption on the substrate, weight losses of the sample and obtainment of cotton powder followed by analysis of their physical characteristics. Initially in bench scale, the bio-polishing process was simulated under conditions of enzyme concentration ranging from 5,0 to 50,0 L/gsubstrate and mild orbital agitation, through shaker in termostated bath, in the presence of inhibitors glucose and cellobiose. In this stage the inhibitors' effects was evaluated (a) in treatment with different celulase concentrations after 1 hour of hydrolysis and (b) through enzyme kinetics at a concentration of 50,0 L/gsubstrate, on which samples were collected througout the period of reaction. Through these experiments it was possible to observe a greater glucose inhibitory action over the enzymes that compose the celulasic complex. Yet the cellobiose was not observed as a great inhibitor in the test conditions. In the process with enzymatic overload (342,5 L/g), 3 hour treatment and intense mechanical agitation through the laboratory equipment of dyeing and wash fastness test, obtained similar results comparing to the previous process, however the cellobiose´s inhibitory effect became more pronounced after 1 hour treatment. Furthermore, it was observed through the process a raise in the cellulase adsorption over the substrate when applied glucose and cellobiose, yielding an adsorption of 3,84 and 3,54 mg/gsubstrate at the end of 180 minutes, respectively. Yet in the absence of initial inhibitors concentration, the adsorption was 2,91 mg/gsubstrate. It was possible, through the use of enzymatic overload, to obtain and quantificate the cotton powder. This powder, after washing, drying and weighing treatment, was subjected to x-ray diffraction analysis to evaluate the crystallinity index and superficial images by Scanning Electron Microscope (SEM). The results of cristallinity and superficial analysis of cotton's fragments didn't show expressive differences to the treatments in the absence and presence of initial concentrations of inhibitors glucose and cellobiose. The results of this issue are important to guide the application of bio-polishing of cotton terry fabrics in the textily industry, avoiding the conditions that foment the beget of powder in the final product.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em Biotecnologia / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225093.pdf: 325315 bytes, checksum: d212dc9ded12ee738948d769206717c9 (MD5) / Fungos como os basidiomicetes podem crescer e frutificar em substratos lignocelulósicos em função de sua capacidade de produzir enzimas hidrolíticas e oxidativas e as liberar para o meio extracelular. Resultado disso é a degradação da lignocelulose e correspondente produção de biomassa vegetativa. O monitoramento da degradação pode fornecer importantes informações sobre a eficiência na conversão da lignocelulose. No presente trabalho definiu-se o perfil enzimático de Agaricus brasiliensis em cultivo tradicional (Substrato compostado) e axênico (Substrato não compostado), assim como monitorou-se a produção de massa miceliana e a degradação da lignocelulose através de análises da lignina Klason, espectroscopia de infravermelho (FTIR), pH e relação C/N. A. brasiliensis produziu enzimas como lacase, manganês peroxidase, ß-glicosidase e xilanase em ambos substratos. A atividade de lacase foi elevada quando comparada a Mn peroxidase, principalmente em cultivo axênico. A xilanase apresentou níveis mais elevados de atividade enzimática em cultivo tradicional. Houve a formação de maior massa miceliana em cultivo tradicional. A atividade de lacase e a biossíntese de proteínas apresentaram correlação significativa com a biomassa vegetativa produzida em cultivo tradicional. No cultivo tradicional houve aumento na concentração relativa de lignina, em cultivo axênico houve redução. Os espectros de infravermelho evidenciaram consumo mais acentuado dos polissacarídeos (1110cm-1) no cultivo tradicional. As variações de pH evidenciaram uma tendência para acidificação em ambos substratos. A relação C/N reduziu-se no tradicional e elevou-se no axênico. Os resultados obtidos indicam que o fungo tem maior facilidade de crescimento em substratos degradados, no entanto, pode crescer nos dois tipos de substratos, utilizando os componentes lignocelulósicos de forma diferenciada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em Biotecnologia / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221599.pdf: 325315 bytes, checksum: d212dc9ded12ee738948d769206717c9 (MD5) / Fungos como os basidiomicetes podem crescer e frutificar em substratos lignocelulósicos em função de sua capacidade de produzir enzimas hidrolíticas e oxidativas e as liberar para o meio extracelular. Resultado disso é a degradação da lignocelulose e correspondente produção de biomassa vegetativa. O monitoramento da degradação pode fornecer importantes informações sobre a eficiência na conversão da lignocelulose. No presente trabalho definiu-se o perfil enzimático de Agaricus brasiliensis em cultivo tradicional (Substrato compostado) e axênico (Substrato não compostado), assim como monitorou-se a produção de massa miceliana e a degradação da lignocelulose através de análises da lignina Klason, espectroscopia de infravermelho (FTIR), pH e relação C/N. A. brasiliensis produziu enzimas como lacase, manganês peroxidase, ß-glicosidase e xilanase em ambos substratos. A atividade de lacase foi elevada quando comparada a Mn peroxidase, principalmente em cultivo axênico. A xilanase apresentou níveis mais elevados de atividade enzimática em cultivo tradicional. Houve a formação de maior massa miceliana em cultivo tradicional. A atividade de lacase e a biossíntese de proteínas apresentaram correlação significativa com a biomassa vegetativa produzida em cultivo tradicional. No cultivo tradicional houve aumento na concentração relativa de lignina, em cultivo axênico houve redução. Os espectros de infravermelho evidenciaram consumo mais acentuado dos polissacarídeos (1110cm-1) no cultivo tradicional. As variações de pH evidenciaram uma tendência para acidificação em ambos substratos. A relação C/N reduziu-se no tradicional e elevou-se no axênico. Os resultados obtidos indicam que o fungo tem maior facilidade de crescimento em substratos degradados, no entanto, pode crescer nos dois tipos de substratos, utilizando os componentes lignocelulósicos de forma diferenciada.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:30:12Z : No. of bitstreams: 1 161180.pdf: 3717444 bytes, checksum: a542739122a1b4e91024f9a09b9542ec (MD5) / Ciclizações intramoleculares podem ser estudadas como modelos miméticos de catálise enzimática. Esses modelos fundamentam-se no princípio de que os parâmetros físico-químicos que governam a reatividade entre dois grupamentos funcionais em uma reação intramolecular, estejam presentes também no mecanismo da ação enzimática. Os brometos de 2-(w-bromoalquiloxi)anilínio e 2-(w-bromoalquiloxi)-3-metilanilínio foram sintetizados com o objetivo de formular novos modelos miméticos. A rota sintética utilizada foi a alquilação do 2-nitrofenol e 6-nitro-2-metilfenol com dibrometos de alquila, com subseqüente hidrogenação catalítica dos nitro-compostos. As reações de ciclização das anilinas foram acompanhadas por espectroscopia de UV/Vis, em meio aquoso (solução de hidróxido de sódio 10-3 M) e em solventes orgânicos (metanol, etanol e acetonitrila, e misturados na proporção 1 : 1 com água), monitorando o aparecimento do produto ciclizado. Os resultados cinéticos indicam que as reações de ciclização dos compostos com o grupo metila são aproximadamente 3 e 14 vezes mais rápidas, para os anéis de 8 e 7 membros respectivamente, comparadas às ciclizações dos compostos sem metila. Cálculos de modelagem molecular sustentam o mecanismo via substituição nucleofílica intramolecular.