Manguezais são ecossistemas localizados na confluência de terra e mar, característicos de áreas tropicais e subtropicais, cobrindo cerca de 18,1 milhões de hectares do planeta. A grande biodiversidade encontrada nestes ambientes ressalta a importância da busca por conhecimentos à seu respeito, como o estudo sobre novos princípios ativos derivados de microrganismos endofíticos presentes nas plantas de manguezais. Desta forma, o propósito do presente trabalho foi determinar a diversidade genética da comunidade de fungos endofíticos presentes em folhas e ramos das principais espécies arbóreas de manguezais de Cananéia e Bertioga (situados no estado de São Paulo, Brasil), e avaliar o potencial biotecnológico destes fungos em relação à produção de antibióticos contra os patógenos humanos Staphylococcus aureus e Escherichia coli, e contra o fitopatógeno Xanthomonas axonopodis citri . Os resultados da primeira etapa do trabalho, que envolveu o isolamento e a caracterização de fungos endofíticos filamentosos, mostraram que a comunidade fúngica associada às plantas de manguezais é formada por pelo menos 35 gêneros diferentes, sendo que os gêneros mais frequentes foram Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Colletotrichum e Xylaria. Grande parte dos gêneros encontrados neste trabalho é de fungos de solo, indicando que eles estão adaptados às condições adversas dos manguezais. Os resultados mostraram que, dentre as linhagens produtoras de antibiótico, 29,41% pertencem ao gênero Diaporthe, o qual apresentou maior frequência na comunidade fúngica estudada. Após a avaliação de 344 fungos quanto ao potencial de atividade antimicrobiana, foi selecionada a linhagem 41.1(1) de D. phaseolorum, um endófito de folha de Laguncularia racemosa, para elucidação da estrutura química do seu antibiótico purificado. Por meio das técnicas de Ressonância Magnética Nuclear e de Espectrometria de Massas o antibiótico foi identificado como ácido 3-hidroxipropiônico o qual apresentou atividade frente aos patógenos humanos Staphylococcus aureus e Salmonella tiphy. A estrutura química deste antibiótico foi modificada por meio de reação química de esterificação de Fischer-Speier para avaliar a relação da estrutura química e atividade biológica deste composto. O produto final da reação química de esterificação do antibiótico ácido 3-hidroxipropiônico não apresentou atividade antimicrobiana, indicando que o grupo hidroxila removido na reação é importante na atividade farmacológica desse composto. Além disso, a linhagem 41.1(1) de D. phaseolorum foi transformada geneticamente pelo sistema Agrobacterium tumefaciens, visando a obtenção de transformantes deficientes para produção de antibiótico e, com isso, a identificação de genes relacionados com a via de biossíntese do antibiótico ácido 3-hidroxipropiônico. A análise das sequências que flanqueiam o T-DNA, obtidas por TAIL-PCR, mostraram que os genes interrompidos nos transformantes estão relacionados com proteínas de domínios conservados envolvidos com diferentes funções como: translação de proteínas, homeostase do íon orgânico Mg2+, transporte intracelular, migração, adesão e proliferação celular e outras funções celulares. A caracterização da biblioteca de agrotransformantes constitui uma ferramenta importante para o estudo da biologia molecular de fungos que produzem compostos bioativos por meio do seu metabolismo secundário. / Mangroves are ecosystems situated beyond land and sea. They are more frequently found in tropical and subtropical areas englobing around 18.1 millions of hectares in the planet. The great biodiversity found in these ecosystems shows the importance of researching them, including studies regarding new compounds derived from endophytic fungi that inhabit these ecosystems. Therefore, the goal of this study was to determine the genetic diversity of the fungal endophytic community found in leaves and branches of the main arboreal species from mangrove of Cananéia and Bertioga (situated in São Paulo state, Brazil), and to evaluate the biotechnological potential of these fungi concerning the production of antibiotics against the human pathogens Staphylococcus aureus and Escherichia coli, and against the phytopathogen Xanthomonas axonopodis citri . The results of the first part of this work, including the isolation and characterization of the filamentous endophytic fungi, showed that the mangrove fungal community is made up of at least 35 different genera, from which the most frequent are Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Colletotrichum and Xylaria. Most of the fungal genera found in this study come from soil, which suggests that they are adapted to the adverse conditions of mangroves. The results show that among the antibiotic-produncing strains, 29.41% belong to the genus Diaporthe, which was the most frequently found in the studied fungal community. After the analysis of 344 fungi regarding the antibiotic activity potential, a strain of D. phaseolorum (a leaf endophyte of Laguncularia racemosa) was selected to unveil the chemical structure of their purified antibiotic. The nuclear magnetic resonance and the mass spectrometry techniques allowed the identification of the antibiotic as 3-hidroxypropionic acid, which displayed activity against the pathogens Staphylococcus aureus and Salmonella tiphy. The chemical structure of this antibiotic was modifyed by the chemical reaction of Fischer-Speier sterification in order to evaluate the chemical structure and biological activity of this compound. The final product of the chemical reaction of 3-hidroxipropionic acid sterification had no antibiotic activity, which suggests that the hydroxil group removed from the reaction is important to the pharmachological activity of this compound. Additionally, the strain 41.1(1) of D. phaseolorum was genetically transformed by the Agrobacterium tumefaciens system, in order to generate antibioticdeficient transformants, which would help to identify genes related to the biosynthesis pathway of the 3- hidroxypropionic acid antibiotic. The TAIL-PCR analysis revealed that the interrupted genes in the tranformants are related to proteins from conserved domains involved in different functions such as protein translation, Mg2+ ion homeostasis, intracellular transport, migration, adhesion and cellular proliferation and other cellular functions. The characterization of the agrotransformants library is an important tool to unveiling the molecular biology of fungi that produce bioactive compounds by the secondary metabolism.

Este trabalho objetivou explorar o óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) como matéria prima para produção de biodiesel, propondo uma via através da qual se possibilite a produção do biodiesel apesar da alta acidez do óleo. O processo proposto ocorreu em duas etapas de catálise homogênea, a primeira foi a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4; e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes catalisada por álcali (KOH). A utilização das ondas ultrassônicas também foi investigada neste trabalho como potencializador do processo. Para determinação das melhores condições reacionais foi utilizado o delineamento experimental e para validação dos resultados utilizou-se análise de variância do modelo para as variáveis respostas índice de acidez na etapa de pré-tratamento e conversão de ésteres etílicos na etapa de transesterificação alcalina. Os resultados foram avaliados utilizando o software MINITAB 16. Na etapa de pré-tratamento os resultados demonstram que utilizando quantidades de H2SO4 de 2% (em massa), razão molar óleo:etanol de1:9 e temperatura de 50 ºC o índice de acidez foi reduzido de 19,25 mgKOH/g para 1,46 mgKOH/g em 2 h de reação. Com estes resultados foi possível a aplicação da reação de transesterificação alcalina. Na etapa etapa de transesterificação alcalina com agitação mecânica as melhores condições determinadas pelo delineamento experimental foram de 1,5% (massa) de KOH, razão molar de 1:6 e temperatura de 45 ºC em 30 min de reação as conversões alcançadas foram em torno de 100%. As reações processadas em banho ultrassônico e sonda ultrassônica apresentaram como principal vantagem a redução de tempo, sendo em que 10 min foram atingidas conversões próximas a 100%. As análises efetuadas nos ésteres etílicos de amêndoa de macaúba, obtidos a partir do processo em duas etapas, mostram que a viscosidade cinemática e densidade estão dentro dos parametros estabelecidos pela ANP. Os níveis de glicerina total e livre também estão dentro do estabelecido pelas normas e indica que a purificação dos produtos de reação foi adequada. / This study aimed to explore Macauba oil (Acrocomia aculeata) as an alternative raw material to the production of biodiesel, despite the high acid value of the oil. It was proposed a two-step process of homogeneous catalysis. The first step is the ethylic esterification of free fatty acids, catalyzed by H2SO4; the second is the transesterification catalyzed by alkali (KOH). The use of ultrassonic irradiation was also investigated in this work. Factorial design was used to determine the best reaction conditions and analysis of variance was used to evaluate the mathematical model for the variable responses, such as the acid level in the pre-treatment and conversion of ethyl esters in alkaline transesterification step. The results were evaluated using the software MINITAB 16. In the first step, the acid catalyzed reaction was carried out with 9:1 molar ratio ethanol-to-oil in the presence of 2% w/w H2SO4 at 50 ºC for 2 hours and the acid value of Macauba oil was reduced from 19 mgKOH/g to 1,46 mgKOH/g. With these results, it was possible the application of alkaline transesterification reaction. In the alkaline transesterification under mechanical stirring, the optimal experimental conditions were 1.5% (mass) of KOH molar ratio of 1:6 and temperature of 45 ºC in 30min. Conversions of approximately 100 %. were achieved in this process The reactions that were processed in ultrasonic bath and probe presented as the major advantage the reduction of the time, conversions of approximately 100% were achieved in 10 min. The analysis of the ethyl esters obtained from this two-step process show that the kinematic viscosity and density are within the parameters established by the ANP. The levels of total and free glycerol are also within the established standards and indicate that purification of products were adequate.

Este trabalho objetivou explorar o óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) como matéria prima para produção de biodiesel, propondo uma via através da qual se possibilite a produção do biodiesel apesar da alta acidez do óleo. O processo proposto ocorreu em duas etapas de catálise homogênea, a primeira foi a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4; e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes catalisada por álcali (KOH). A utilização das ondas ultrassônicas também foi investigada neste trabalho como potencializador do processo. Para determinação das melhores condições reacionais foi utilizado o delineamento experimental e para validação dos resultados utilizou-se análise de variância do modelo para as variáveis respostas índice de acidez na etapa de pré-tratamento e conversão de ésteres etílicos na etapa de transesterificação alcalina. Os resultados foram avaliados utilizando o software MINITAB 16. Na etapa de pré-tratamento os resultados demonstram que utilizando quantidades de H2SO4 de 2% (em massa), razão molar óleo:etanol de1:9 e temperatura de 50 ºC o índice de acidez foi reduzido de 19,25 mgKOH/g para 1,46 mgKOH/g em 2 h de reação. Com estes resultados foi possível a aplicação da reação de transesterificação alcalina. Na etapa etapa de transesterificação alcalina com agitação mecânica as melhores condições determinadas pelo delineamento experimental foram de 1,5% (massa) de KOH, razão molar de 1:6 e temperatura de 45 ºC em 30 min de reação as conversões alcançadas foram em torno de 100%. As reações processadas em banho ultrassônico e sonda ultrassônica apresentaram como principal vantagem a redução de tempo, sendo em que 10 min foram atingidas conversões próximas a 100%. As análises efetuadas nos ésteres etílicos de amêndoa de macaúba, obtidos a partir do processo em duas etapas, mostram que a viscosidade cinemática e densidade estão dentro dos parametros estabelecidos pela ANP. Os níveis de glicerina total e livre também estão dentro do estabelecido pelas normas e indica que a purificação dos produtos de reação foi adequada. / This study aimed to explore Macauba oil (Acrocomia aculeata) as an alternative raw material to the production of biodiesel, despite the high acid value of the oil. It was proposed a two-step process of homogeneous catalysis. The first step is the ethylic esterification of free fatty acids, catalyzed by H2SO4; the second is the transesterification catalyzed by alkali (KOH). The use of ultrassonic irradiation was also investigated in this work. Factorial design was used to determine the best reaction conditions and analysis of variance was used to evaluate the mathematical model for the variable responses, such as the acid level in the pre-treatment and conversion of ethyl esters in alkaline transesterification step. The results were evaluated using the software MINITAB 16. In the first step, the acid catalyzed reaction was carried out with 9:1 molar ratio ethanol-to-oil in the presence of 2% w/w H2SO4 at 50 ºC for 2 hours and the acid value of Macauba oil was reduced from 19 mgKOH/g to 1,46 mgKOH/g. With these results, it was possible the application of alkaline transesterification reaction. In the alkaline transesterification under mechanical stirring, the optimal experimental conditions were 1.5% (mass) of KOH molar ratio of 1:6 and temperature of 45 ºC in 30min. Conversions of approximately 100 %. were achieved in this process The reactions that were processed in ultrasonic bath and probe presented as the major advantage the reduction of the time, conversions of approximately 100% were achieved in 10 min. The analysis of the ethyl esters obtained from this two-step process show that the kinematic viscosity and density are within the parameters established by the ANP. The levels of total and free glycerol are also within the established standards and indicate that purification of products were adequate.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T14:53:05Z No. of bitstreams: 1 ADRIANO SANT'ANA SILVA - PPGEP TESE 2011..pdf: 12696755 bytes, checksum: 3f702ca1b940a9bb7e2fc2feb1499709 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T14:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANO SANT'ANA SILVA - PPGEP TESE 2011..pdf: 12696755 bytes, checksum: 3f702ca1b940a9bb7e2fc2feb1499709 (MD5) Previous issue date: 2011-04 / Capes / 0 biodiesel é um biocombustível proveniente de fontes renováveis, tais como óleos vegetais e gordura animal, e que foi proposto como alternativa ao óleo diesel derivado do petróleo. Normalmente, este biocombustível é obtido a partir do óleo de soja, por meio da reação de transesterificação, a qual faz uso de catalisadores homogéneos alcalinos que ao término da reação não são reutilizados e ainda exigem matéria prima refinada e isenta de água. Diante disso, o uso de catalisadores heterogéneos tem-se consolidado cada vez mais no meio académico e industrial pela possibilidade do seu reuso e por permitir o uso de diferentes fontes lipídicas. Ademais, a busca por fontes lipídicas de menor custo, como óleo de algodão, e que não concorram com outros seguimentos industriais, como a indústria de alimentos, tornou-se foco atual de diversas pesquisas. Sendo assim, o objetivo desta tese foi sintetizar, caracterizar e avaliar os catalisadores suportados M0O3-MCM-41 e NiOMCM-41 nas reações de transesterificação e esterificação, etílica e metílica do óleo de algodão, usando sistema reacional estático. O suporte MCM-41 foi obtido pelo método de síntese a temperatura ambiente. Os catalisadores foram sintetizados pelo método de dispersão física em três concentrações distintas (1, 3 e 5% em massa) e foram caracterizados por DRX, FTIR, análise textural e EDX. Por meio de um planejamento fatorial 23 avaliou-se os efeitos das variáveis independentes: temperatura, razão molar de óleo: álcool e concentração de catalisador, sobre as variáveis dependentes éster e de triacilglicerídeo, na reação de transesterificação. Na reação de esterificação avaliou-se os efeitos destas variáveis sobre a conversão dos ácidos graxos livres em éster. Os resultados de caracterização indicaram que a fase hexagonal da MCM-41 foi obtida e que o procedimento de dispersão física dos óxidos foi viável para síntese dos catalisadores em estudo. Nos testes catalíticos o catalisador 5%Mo03-MCM-41 apresentou os melhores resultados para a transesterificação etílica e metílica; e esterificação metílica, com conversão de cerca de 53, 48,1 e 78,7%, respectivamente. Para a reação de esterificação etílica o catalisador 3%Mo03-MCM-41 apresentou o maior conversão, cerca de 67,9%. O catalisador NiO-MCM-41 não apresentou atividade catalítica nas reações estudadas. A temperatura, de acordo com o planejamento experimental foi a variável de maior influência nas reações de transesterificação e esterificação. As reações conduzidas em sistema estático foram viáveis para a obtenção do biodiesel / Biodiesel is a biofuel produced from renewable sources such as vegetable oils and animal fat, which was proposed as an alternative to petroleum diesel. Typically, this biofuel is made from soybean oil, by transesterification with alkaline homogeneous catalysts that at the end of the reaction are not reused and still require refined oil. Thus, the use of heterogeneous catalysts has been increasingly in industry by the possibility of its reuse and for allowing the use of different lipid sources. Furthermore, the search for low cost lipid sources, such as cottonseed oil, has become the current focus of several studies. Therefore, the objective of this thesis was to synthesize, characterize and evaluate the catalysts M0O3-MCM-41 and NiO-MCM-41 in ethyl and methyl, transesterification and esterification reactions of cottonseed oil, using a static reaction system. The support MCM-41 was obtained by synthesis at room temperature. The catalysts were synthesized by the method of physical dispersion in three different concentrations (1, 3 and 5% in weight) and were characterized by XRD, FTIR, EDX and textural analysis. Through a 23 factorial design the effects of independent variables: temperature, molar ratio of oil: the percentage of alcohol and catalyst on the dependent variables éster and triglycerides in the transesterification reaction, were evaluated. In the esterification reaction the effects of these variables on the conversion of free fat acid was evaluated. The characterization results indicated that the hexagonal phase of MCM-41 was obtained and the procedure of physical dispersion of the oxides was viable for the synthesis of the catalysts under study. In the catalytic tests the catalyst 5%Mo03-MCM-41 showed the best results for the methyl and ethyl transesterification and for methyl esterification, with conversion of about 53, 48.1 and 78.7%, respectively. For the reaction of ethyl esterification, the catalyst 3%MoC«3-MCM-41 showed the highest conversion, about 67.9%. The catalyst NiO-MCM-41 showed no catalytic activity. The temperature, according to the experimental design, was the variable that most influenced the reactions.

118 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-11T17:50:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - PDF[1].pdf: 2378495 bytes, checksum: 988193a81cd9a137da1f1458daa95968 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-05-14T17:22:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - PDF[1].pdf: 2378495 bytes, checksum: 988193a81cd9a137da1f1458daa95968 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-14T17:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - PDF[1].pdf: 2378495 bytes, checksum: 988193a81cd9a137da1f1458daa95968 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES / Devido aos inúmeros incentivos governamentais que impulsionam a produção do Biodiesel no mundo, tal combustível está sendo produzido largamente, e um fator preocupante frente a esse crescimento é o destino do glicerol excedente, já que seu uso é condicionado ao seu grau de pureza, que deve estar usualmente acima de 95%. No caso do glicerol bruto, resultante do processo de transesterificação do biodiesel, são necessários processos complexos e onerosos para que essa matéria-prima alcance as exigências em grau de pureza necessária para seu emprego. Além disso, os mercados tradicionais que o consomem (indústria de cosméticos, resinas, indústria farmacêutica, têxtil e alimentícia) têm uma capacidade limitada de absorção de quantidades maiores desse sub-produto. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo promover modificações estruturais na molécula do glicerol (comercial, alcalino e bruto), utilizando como agentes oxidantes os sais de bismuto (Zn(BiO3)2 e NaBiO3), NaClO e KBrO3/NaHSO3. As reações foram realizadas em ácido acético , ácido lático, acetona, água, com variação de tempo, temperatura, concentração dos reagentes e catalisadores. Essa metodologia sintética tem como finalidade gerar produtos com maior valor agregado tornando o glicerol um sub-produto mais reaproveitado e competitivo no mercado. Os melhores resultados na conversão do glicerol para os produtos mono, di e triacetilados foram alcançados utilizando 1mol% do catalisador NaBiO3 em diferentes concentrações de ácido acético glacial. Na ausência do catalisador a reação também ocorre, porém com tempo elevado. Em nenhum dos experimentos ocorreu à oxidação do glicerol. O modelo experimental realizado mostrou que é necessário excesso de ácido a fim de promover o equilíbrio na direção da conversão do glicerol e seletividade para os produtos mais valiosos comercialmente, o di e triacetilados. / Salvador

In order to produce alternative fuels derived from renewable resources (biomass) and environmentally friendly, it was investigated in this work the catalytic activity of three metal complexes showing Lewis acid character: Butyltin chloride dihydroxide (BCDH-Sn), Butyltintrichloride (BTC-Sn) and dibutyltin dichloride (DBDC-Sn).These complexes were tested for catalytic soybean oil methanolysis and esterification of oleic acid in order to obtain a mixture of Fatty Acid Alkyl-Esters, when it is used as a fuel known as biodiesel. In methanolysis experiments, the reactions were performed in a glass reactor equipped with a reflux condenser or a closed reactor. The reactions were performed at temperatures ranging from 80 ° C, 120 ° C and 150 ° C, and the reaction time ranged from 15 minutes to 10 hours. The reaction products, obtained by transesterification, were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). In case of esterification of the oleic acid, was subjected to the same conditions of methanolysis using only the closed reactor. In this case, monoester analysis content was determined by acid-base titration. For characterization of catalysts, spectroscopic techniques were used in infrared and nuclear magnetic resonance. To determine reaction mechanism (trans) esterification, a set of reactions were made with subsequent NMR study 1H and 119Sn. In transesterification, the sequence in terms of catalytic efficiency was: BTC-Sn>BCDHSn>DBDC-Sn. In the esterification, the sequence was: BTC- Sn> DBDC -Sn>BCDHSn. These reactive differences were attributed to factors such as steric hindrance, catalyst solubility in reaction environment, interactions between the catalyst and substrate reaction and the acid strength of the catalysts. RMN's results of 1H and 119Sn indicated that the reactions of transesterification and esterification using three organometallic complexes of tin occur through Lewis´s acid-base mechanism. / No intuito de produzir combustíveis alternativos oriundos de recursos renováveis (biomassa) e ambientalmente corretos, foi investigada neste trabalho a atividade catalítica de três complexos organometálicos exibindo caráter ácido de Lewis: n-butilclorodihidróxiestanho (BCDH-Sn), nbutiltricloroestanho (BTC-Sn) e di n-butildicloroestanho (DBDC-Sn). Esses complexos foram testados na metanólise do óleo de soja e na esterificação do ácido oléico visando obtenção de uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos (biodiesel). Nos experimentos de metanólise, as reações foram realizadas em um reator de vidro acoplado a um condensador de refluxo ou num reator fechado. As reações foram realizadas em temperaturas de 80 °C, 120 ºC e 150 °C, e o tempo reacional variou de 15 min a 10 h. Os produtos reacionais, obtidos por transesterificação, foram analisados por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG-FID). No caso da esterificação do ácido oléico, foram empregadas as mesmas condições da metanólise empregando apenas reator fechado. Nesse caso, a análise do teor de monoéster foi determinada por titulação ácido-base. Para caracterização dos complexos, foram usadas técnicas de espectroscopia no infravermelho e ressonância magnética nuclear de hidrogênio. A fim de estabelecer o mecanismo reacional de transesterificação e esterificação, foi realizado um conjunto de reações com acompanhamento por espectroscopia de RMN de 1H e 119Sn. Na transesterificação, a seqüência em termos de eficiência catalítica foi: BTC-Sn>BCDH-Sn>DBDC-Sn. Já na esterificação, a seqüência foi: BTC-Sn>DBDC-Sn>BCDH-Sn. Essas diferenças reacionais foram atribuídas a fatores como impedimento estéreo, solubilidade do catalisador no meio reacional, interações entre o catalisador e o substrato na reação e força ácida dos catalisadores. Resultados de RMN´s de 1H e 119Sn indicaram que as reações de transesterificação e esterificação usando os 3 complexos organometálicos de estanho ocorrem através de mecanismo ácido-base de Lewis.

Manguezais são ecossistemas localizados na confluência de terra e mar, característicos de áreas tropicais e subtropicais, cobrindo cerca de 18,1 milhões de hectares do planeta. A grande biodiversidade encontrada nestes ambientes ressalta a importância da busca por conhecimentos à seu respeito, como o estudo sobre novos princípios ativos derivados de microrganismos endofíticos presentes nas plantas de manguezais. Desta forma, o propósito do presente trabalho foi determinar a diversidade genética da comunidade de fungos endofíticos presentes em folhas e ramos das principais espécies arbóreas de manguezais de Cananéia e Bertioga (situados no estado de São Paulo, Brasil), e avaliar o potencial biotecnológico destes fungos em relação à produção de antibióticos contra os patógenos humanos Staphylococcus aureus e Escherichia coli, e contra o fitopatógeno Xanthomonas axonopodis citri . Os resultados da primeira etapa do trabalho, que envolveu o isolamento e a caracterização de fungos endofíticos filamentosos, mostraram que a comunidade fúngica associada às plantas de manguezais é formada por pelo menos 35 gêneros diferentes, sendo que os gêneros mais frequentes foram Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Colletotrichum e Xylaria. Grande parte dos gêneros encontrados neste trabalho é de fungos de solo, indicando que eles estão adaptados às condições adversas dos manguezais. Os resultados mostraram que, dentre as linhagens produtoras de antibiótico, 29,41% pertencem ao gênero Diaporthe, o qual apresentou maior frequência na comunidade fúngica estudada. Após a avaliação de 344 fungos quanto ao potencial de atividade antimicrobiana, foi selecionada a linhagem 41.1(1) de D. phaseolorum, um endófito de folha de Laguncularia racemosa, para elucidação da estrutura química do seu antibiótico purificado. Por meio das técnicas de Ressonância Magnética Nuclear e de Espectrometria de Massas o antibiótico foi identificado como ácido 3-hidroxipropiônico o qual apresentou atividade frente aos patógenos humanos Staphylococcus aureus e Salmonella tiphy. A estrutura química deste antibiótico foi modificada por meio de reação química de esterificação de Fischer-Speier para avaliar a relação da estrutura química e atividade biológica deste composto. O produto final da reação química de esterificação do antibiótico ácido 3-hidroxipropiônico não apresentou atividade antimicrobiana, indicando que o grupo hidroxila removido na reação é importante na atividade farmacológica desse composto. Além disso, a linhagem 41.1(1) de D. phaseolorum foi transformada geneticamente pelo sistema Agrobacterium tumefaciens, visando a obtenção de transformantes deficientes para produção de antibiótico e, com isso, a identificação de genes relacionados com a via de biossíntese do antibiótico ácido 3-hidroxipropiônico. A análise das sequências que flanqueiam o T-DNA, obtidas por TAIL-PCR, mostraram que os genes interrompidos nos transformantes estão relacionados com proteínas de domínios conservados envolvidos com diferentes funções como: translação de proteínas, homeostase do íon orgânico Mg2+, transporte intracelular, migração, adesão e proliferação celular e outras funções celulares. A caracterização da biblioteca de agrotransformantes constitui uma ferramenta importante para o estudo da biologia molecular de fungos que produzem compostos bioativos por meio do seu metabolismo secundário. / Mangroves are ecosystems situated beyond land and sea. They are more frequently found in tropical and subtropical areas englobing around 18.1 millions of hectares in the planet. The great biodiversity found in these ecosystems shows the importance of researching them, including studies regarding new compounds derived from endophytic fungi that inhabit these ecosystems. Therefore, the goal of this study was to determine the genetic diversity of the fungal endophytic community found in leaves and branches of the main arboreal species from mangrove of Cananéia and Bertioga (situated in São Paulo state, Brazil), and to evaluate the biotechnological potential of these fungi concerning the production of antibiotics against the human pathogens Staphylococcus aureus and Escherichia coli, and against the phytopathogen Xanthomonas axonopodis citri . The results of the first part of this work, including the isolation and characterization of the filamentous endophytic fungi, showed that the mangrove fungal community is made up of at least 35 different genera, from which the most frequent are Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Colletotrichum and Xylaria. Most of the fungal genera found in this study come from soil, which suggests that they are adapted to the adverse conditions of mangroves. The results show that among the antibiotic-produncing strains, 29.41% belong to the genus Diaporthe, which was the most frequently found in the studied fungal community. After the analysis of 344 fungi regarding the antibiotic activity potential, a strain of D. phaseolorum (a leaf endophyte of Laguncularia racemosa) was selected to unveil the chemical structure of their purified antibiotic. The nuclear magnetic resonance and the mass spectrometry techniques allowed the identification of the antibiotic as 3-hidroxypropionic acid, which displayed activity against the pathogens Staphylococcus aureus and Salmonella tiphy. The chemical structure of this antibiotic was modifyed by the chemical reaction of Fischer-Speier sterification in order to evaluate the chemical structure and biological activity of this compound. The final product of the chemical reaction of 3-hidroxipropionic acid sterification had no antibiotic activity, which suggests that the hydroxil group removed from the reaction is important to the pharmachological activity of this compound. Additionally, the strain 41.1(1) of D. phaseolorum was genetically transformed by the Agrobacterium tumefaciens system, in order to generate antibioticdeficient transformants, which would help to identify genes related to the biosynthesis pathway of the 3- hidroxypropionic acid antibiotic. The TAIL-PCR analysis revealed that the interrupted genes in the tranformants are related to proteins from conserved domains involved in different functions such as protein translation, Mg2+ ion homeostasis, intracellular transport, migration, adhesion and cellular proliferation and other cellular functions. The characterization of the agrotransformants library is an important tool to unveiling the molecular biology of fungi that produce bioactive compounds by the secondary metabolism.

Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FilletiJunior_Waldomiro_D.pdf: 2256473 bytes, checksum: a4d5c2dac7243338b34b3de5e93ffedc (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nos últimos anos houve um crescente interesse por alimentos mais saudáveis e também por produtos com baixo teor de gordura, um segmento novo na indústria de alimentos, impulsionado, principalmente, por uma nova consciência do consumidor que deseja melhor qualidade de vida, consumir produtos naturais e mais saudáveis. A tendência será a de se encontrar métodos mais ¿naturais¿ de processar óleos e gorduras. Os lipídios estruturados podem apresentar a solução para a obtenção de uma gordura ¿saudável¿, desvinculada da associação com obesidade e doenças coronárias. Assim, a hidrogenação e a interesterificação, que são processos químicos largamente utilizados atualmente na indústria de óleos (tidos como artificiais ou não naturais) poderiam ser substituídos por processos enzimáticos, que são considerados ¿naturais¿. Os lipídios estruturados também mostram sua importância no campo da medicina e nutrição, como em fórmulas para bebês prematuros (similar ao leite materno) e em produtos para nutrição enteral e parenteral (para pacientes com necessidades especiais de nutrição). Também podem ser utilizados em alimentos voltados para esportistas, que necessitam de uma fonte de energia rápida e ao mesmo tempo usufruir os benefícios à saúde dos ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa. Neste trabalho foi realizada a otimização, por metodologia de superfície de resposta, da síntese de lipídios estruturados a partir da gordura de ucuúba (Virola sebifera) rica em ácido mirístico e ésteres etílicos de óleo de canola (com alto teor de ácido oléico) e de óleo de algas (com alto teor de ácido docosahexaenóico ¿ DHA), utilizando-se as lipases sn-1,3-específica do Rhizomucor miehei (IM 60) e a não específica SP435 (Candida antarctica). As faixas ótimas das condições das reações enzimáticas com IM60, foram de 50 a 61ºC, 12 a 33 h de tempo de reação, % enzima/substrato 5 a 7% e razão molar gordura:éster etílico 1:6 e 1:8 para uma incorporação de 51% de ácido oléico no lipídio estruturado. Para as reações com SP435, para uma incorporação de cerca de 27% de DHA, a faixa de temperatura ótima foi de 45 a 54ºC, tempo de reação >22h, % enzima/substrato 6,5% e razão molar gordura:éster etílico 1:7 / Abstract: There has been a growing interest in healthier foods and also in products with low fat content recently. It¿s a new segment, in the industry of foods, impelled, mainly, by a new conscience of the consumers, that they want a better life quality, and to consume natural and healthier products. The trend will be the one of finding "more natural" methods of processing oils and fats. The structured lipids can be the way to find "healthy" fats and to disentail their association with obesity and coronary illnesses. Thus the hydrogenation and the interesterification, that are chemical processes broadly used now in the industry of oils (considered as artificial or not natural) could be substituted by enzymatic processes, that are considered ¿natural¿. The structured lipids also show their importance in the field of the medicine and nutrition, as in formulas for premature babies (trying to imitate the maternal milk) and in products for enteral and parenteral nutrition (for patients with special needs of nutrition). They can also be used in foods directed to sportsmen, which need a fast source of energy and at the same time to enjoy the benefits to the health of the long chain polyunsaturated fatty acids. In this work the synthesis of structured lipids were accomplished starting from the ucuúba oil (Virola sebifera) rich in miristic acid, canola oil ( high in oleic acid) and algae oil (high in Docosahexaenoic - DHA fatty acid), using the lipases sn-1,3-specific of Rhizomucor miehei (IM 60) and the non-specific SP435 (Candida antarctica). The optimum ranges of the enzymatic reaction parameters with IM60 were 50 to 61oC, 12 to 33h o reaction time, % enzyme / substrate from 5 to 7% and molar ratio of 1:6 and 1:8 to incorporate 51% of oleic acid in the structured lipid. For the reactions with SP435, for an incorporation of 27% DHA, the optimum range of temperature was from 45 to 54oC, reaction time>22h, % enzyme/substrate 6.5% and molar ratio 1:7 / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

A esterificação do sec-butanol com ácido acético, submetida à catálise homogênea, apresenta poucos resultados experimentais de cinética reacional e equilíbrio químico disponíveis na literatura. A presente dissertação visa determinar os parâmetros cinéticos e de equilíbrio químico desta reação de esterificação, empregando modelo cinético de 2ª ordem baseado em atividades. Os experimentos cinéticos foram realizados em reator batelada com auxílio da metodologia Karl Fischer para análise do teor de água e determinação do perfil de frações molares ao longo da reação. A principal dificuldade na modelagem desta esterificação consistiu em representar satisfatoriamente as não-idealidades da mistura em fase líquida, em espacial nas reações cuja fração molar inicial de ácido acético foi superior a 50%. Netas condições admitiu-se a ocorrência de dissociação do ácido acético levando ao surgimento de interações iônicas. O modelo empregado para obtenção das atividades, com base em frações molares, foi o NRTL. Este modelo representou bem as interações moleculares em condição de baixa acidez, mas apresentou desvios em condições de acidez e teores de água mais elevados. O estudo também visou o desenvolvimento de modelos de calibração para um método analítico on-line visando determinar o perfil de frações molares ao longo da reação. O método empregado foi a espectroscopia de infravermelho próximo (NIR), em vista à capacidade deste método analítico em determinar quantitativamente frações molares de água, além dos demais compostos envolvidos. Outro fator determinante ao emprego do NIR é a seu crescente uso no meio industrial, e o presente trabalho visou também contribuir para o uso futuro desta técnica de monitoramento no processo industrial. Modelos de calibração multivariável com conjuntos de calibração interna por validação cruzada se mostraram adequados ao sistema estudado. Calibrações externas resultaram em modelos imprecisos, não sendo possível determinar claramente os fatores responsáveis pela imprecisão. / There is a lack of literature data on the reaction kinetics and equilibrium of the homogeneously catalyzed esterification of sec-butanol with acetic acid. This work aims at obtaining the kinetic parameters and chemical equilibrium parameters of this esterification reaction by using a second order kinetic model based on activities. The kinetic experiments were performed in a batch reactor and the Karl Fischer analytical method was used to determine the molar fraction of water along the reaction progress. The main challenge of modeling this reaction was to represent the highly non-ideal mixture in liquid phase, specially for reactions runs starting with acetic acid mole fraction higher than 50%. In these conditions, it was assumed the occurrence of acetic acid dissociation that leads to ionic interactions. The thermodynamic model used to calculate the activities was the NRTL. This model predicted well the molecular interactions on low acidity conditions but presented deviations when molar fractions of acid and water were higher. The present study also aims to develop calibration models for analytical on-line method to obtain molar fraction profiles along the reaction. Near infrared spectroscopy (NIR) was used due to the possibility of quantitatively analyze water mole fraction, besides the mole fractions of the other components. Another important reason to choose NIR was its crescent use in industry, and the present work intended to contribute towards the future use of this on line monitoring technique in industrial applications. Multivariate calibration models using internal set of calibration and cross-validation seems to be suitable for this system. External set of calibration leads to less accurate models, and the causes of this lack of accuracy were not clearly identified.

The catalytic activity of metal complex exhibiting Lewis acid character (dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, butylstannoic acid and di-n-butyl-oxostannane) was investigated. These catalytic complexes have been tested in the alcoholysis of soybean and castor oils, aiming to obtain a mixture of fatty acid alkyl esters, called biodiesel. In the transesterification experiments of vegetable oils, the reactions were performed using three types of reactors. The first one consisted in a glass reactor connected to a reflux condenser (RVCR). The second device consisted of a stainless steel reactor (RP), hermetically sealed, fitted with a pressure gauge and a temperature controller. The third one was adapted to be used on a microwave system. On the last two reactor systems, the alcoholysis of triglycerides was also developed at vigorous conditions, at temperatures ranging from 80 °C and 150 °C. Comparing all reactions, the results show that the most reactive catalysts using the RVCR on the methanolysis of soybean oil are DBTDA and DBTDL with comparable performances. However, in the same reaction conditions, very low yields were observed using castor oil, and no generalizations could be pointed out. When RP were employed, better yields were obtained. When the temperature raise from 80 to 150 ºC, all catalytic systems display similar performances, indicating that temperature and solubility have significant influences on these type of catalytic systems. Very low reaction yield were observed when the microwave reactor was employed. This observation must be due to the very low rate of stirring performed on this type of reactor. In a second part of this work, it was evaluated the performance of catalysts based on tin oxide (SnO2), sulfated or not, in transesterification or esterification reactions of soybean oil and its fatty acids derivatives, respectively, in the presence of methanol. The low activity verified on these systems must be related to their structural characteristics. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foi investigada a atividade catalítica de quatro complexos metálicos exibindo caráter ácido de Lewis: dibutildiacetato de estanho, dibutildilaurato de estanho, óxido de dibutil estanho e ácido butilestanóico. Esses complexos catalíticos foram testados na alcoólise do óleo de soja e de mamona, visando a obtenção de uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos, denominada biodiesel. Nos experimentos de transesterificação dos óleos vegetais, as reações foram realizadas em três tipos de reatores. O primeiro equipamento foi composto de um reator de vidro acoplado a um condensador de refluxo (RVCR). O segundo equipamento foi composto de um reator de aço inox (RP), hermeticamente fechado, equipado com um manômetro e um controlador de temperatura. O terceiro reator empregado era adaptado para ser utilizado em um sistema de microondas. Nos dois últimos sistemas de reatores, a alcoólise dos triglicerídeos foi desenvolvida em condições mais enérgicas de reação, em temperaturas que variaram entre 80 °C e 150 °C. Comparando-se todas as reações, os resultados obtidos indicam que o emprego do RVCR na metanólise do óleo de soja, os catalisadores mais ativos são o DBTDA e o DBTDL com desempenhos comparáveis. Por outro lado, empregando-se o óleo de mamona, nessa condição reacional, os rendimentos foram muito baixos, não permitindo obter generalizações. Quando do uso do RP, rendimentos superiores aos observados com o RVCR são obtidos e à medida que a temperatura aumenta de 80 a 150 ºC as reatividades dos sistemas catalíticos tornam se bastante semelhantes, indicando que fatores como temperatura e solubilidade têm influência significativa nesse tipo de sistemas catalíticos. Com o emprego do reator microondas, os rendimentos reacionais foram inferiores, provavelmente devido à baixa velocidade de agitação que tal reator pode realizar. Numa segunda parte do trabalho, foi realizado um estudo do desempenho de catalisadores a base de óxido de estanho (SnO2), sulfatado ou não, em reações de transesterificação ou esterificação de óleo de soja e seus ácidos graxos, respectivamente, na presença de metanol. A baixa atividade dos catalisadores foi relacionada às características texturais dos mesmos.