Orientador: Fumio Yokoya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frederick_MarianneKarinBiben_M.pdf: 14040093 bytes, checksum: 73e03f31aac86a5bc48f97cd313028c7 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Os microrganismos contaminantes das domas de fermentação alcoólica causam grandes prejuízos econômicos à indústria do álcool. Entre estes contaminantes, sabe-se que o Lactobacillus fermentum provoca a floculação de leveduras Saccharomyces cerevisiae, diminuindo o contato destas com o substrato e reduzindo o rendimento, além do aumentar o tempo de fermentação. A capacidade de flocular leveduras não é encontrada em todas as linhagens de L. fermentum, e quando presente pode ser perdida após seguidos subcultivos. Este trabalho procurou estudar o fator responsável pela capacidade de floculação através da caracterização genética, fisiológica e molecular de linhagens e isolados de L.fermentum FTPT 1405, 1405 NF1, 1405 NFIM, FTPT 1407, 1407 P2 e 1407 F3, floculadoras e não-floculadoras de leveduras. Foi observada grande instabilidade do fator na população de L. fermentum FTPT 1405, na proporção 598:1 colônias floculadoras:colônias não floculadoras. Utilizando os métodos de extração de DNA plasmidial descritos por ANDERSON & McKAY (1983) e PORTNOY (1981) não foi possível a detecção de plasmídios. As culturas floculadoras e não-floculadoras assimilaram os mesmos açúcares (galactose, trealose, frutose rafinose, maltose , manose e ribose), foramcatalase e benzidina negativas, produtoras de gás com crescimento positivo à 45°C e negativo à 15°C. A caracterização molecular realizada através de perfis de ácidos graxos e proteínas não apresentou diferenças marcantes entre as culturas floculadoras e não-floculadoras. A dificuldade de lise dos lactobacilos foi superada utilizando-se 10 mg/ml de lisozima à 37°C por 1h para posterior extração de DNA plasmidial e 5 mg/ml de lisozima à 37°C por uma noite para extração de proteínas. Não se observou remoção de proteínas superficiais em tratamentos com intensa agitação ou temperatura, indicando que tais proteínas devem estar intrinsecamente ligadas à parede bacteriana / Abstract: The microbial contaminants of fermentation vats are responsible for considerable economical loss in fuel alcohol industry. Among these contaminants, Lactobacilus fermentum is known to cause flocculation of yeasts cells with reduction on yield and productivity of fermentation process. The flocculation ability is found only in some strains of L. fermentum, and it may be lost by consecutive subculture. This work is carried out to investigate the factor responsible of flocculation ability by genetical, molecular and physiological characterization of flocculating and non-flocculating strains of L. fermentum. It was observed that flocculating ability was quite instable but the plasmids were not detected by methods of Anderson and Mckay (1983) or Portnoy (1981). No difference in biochemical and physiological properties was found between flocculant and non-flocculant strains of L. fermentum. Also there was no detectable difference in fatty acids and protein composition between these strains. Surface protein could not be removed by vigorous shaking or temperature treatment indicating that it is firmly bound to cell envelope / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Vanderlei Perez Canhos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_ElianaPinheirode_D.pdf: 13172271 bytes, checksum: fc181b5af526ffda5325f5d347b05c37 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Para o levantamento da microbiota em amostras de diferentes etapas da produção de polvilho azedo, foram utilizados os meios Plate Count Agar (PCA) e Man Rogosa e Sharpe Agar (MRSA) em condições de aerobiose e anaerobiose. As contagens totais dos microrganismos aeróbios e anaeróbios não foram alteradas durante a fermentação da fécula, demonstrando que ocorre uma mudança no tipo de microbiota, devido ao decréscimo do pH. Foram selecionadas 590 culturas das quais 23 (3,9%) perderam a viabilidade de crescimento, sendo portanto identificados 567 isolados do quais 18 (3,1 %) eram bactérias gram-negativo; 13 (2,2%) leveduras; 46 (7,8%) bactérias dos gêneros Bacillus e Corynebacterium; 14 (2,4%) Staphylococcus e Micrococcus como contaminantes do processo, e 476 (80,6%) como bactérias ácido-láticas, mostrando predominância deste último grupo. A identificação dos isolados foi feita através de matrizes de similaridade colocadas em um programa de computação. A água utilizada no processo também foi analisada, onde o número de aeróbios mesófilos foi de 1,1 x 103/ml; 9,5 x 103/l00ml de coliformes totais e 2,5 x 103/100ml de coliformes fecais. O gênero Lactobacillus foi predominante no processo, com 189 isolados (32,0%), seguido por Leuconostoc (21,0%) e cocos homofermentativos como Lactococcus (12,6%), Enterococcus (8,3%), Pediococcus (5,9%) e Streptococcus (0,8%). As linhagens de Lactobacillus foram classificadas como homofermentativos: L.farciminis (0,84%); L crispatus (1,19%); L sharpae (2,71%); L. vitulinus (0,34%); como heterofermentativos facultativos: L agilis (0,50%); L maltaromicus (3,56%); L. murinus (6,95%), L. plantarum (2,54%); L. sake (2,71%); L casei rhamnosus (4,58%); L. coryniformis torquens (0,51%); L. coryniformis coryniformis (0,34%); como heterofermentativos obrigatórios: L fermentum (0,50%),; L. bifermentum (0,17%); L. halotolerans (0,50%); L v;r;descens (0,17%) e Lactobacillus sp (3,89%). As linhagens de Leuconostoc foram classificadas como Leuconostoc mesenteroides mesenteroides (3,05%); Leuconostoc mesenteroides dextranicum (14,91%); Leuconostoc oenos (1,35%); Leuconostoc paramesenteroides (0,17%) e Leuconostoc sp (1,52%). As linhagens de Lactococcus foram classificadas como: Lactococcus lactis cremoris (1,02%); Lactococcus raffino/actis (4,41%); Lactococcus lactis lactis (7,0%), Lacotococcus sp (0,17%); de Pediococcus como Pediococcus inopinatus (5,90%); de Enterococcus como: E. faecium (2,38%); E. faecalis (2,38%); E. avium (1,35%); E. pseudoavium (1,35%) e Enterococcus sp (0,84%); e de Streptococcus como S. hansenii (0,17%) e Streptococcus sp (0,67%) / Abstract: To survey the bacterial microflora of samples collected in differents steps of the production of "polvilho azedo", it was utilized the Plate Count Agar (PCA) and Man Rogosa & Sharpe Agar(MR.SA) in both aerobic and anaerobic conditions. The total counting of both aerobic and anaerobic microorganisms was not altered during fermentation of the cassava starch, shown that a shift of the bacterial microflora occurs, due to a pH decreasing. It was selected 590 cultures of which 23 (3,9%) were lost , it was therefore identified 567 isolateds of which 18 (3,1%) gram-negative bacteria, 13 (2,2%) yeast; 46 (7,8%) bacteria of the genera Bacillus and Corynebacterium; 14 (2,4%) Staphylococcus and Micrococcus as a contaminant of the process, and 476 (80,6%) as acid lactic bacteria, show predominance of the later group. The isolated identification was carried out by the use of probability matrices using a computer program. The water utilized in the process was also analyzed. The number of aerobie mesophilics of this water was 1,1 x 103/ml~ 9,5 x 103/l00ml of total coliforms, and 2,5 x 103/100ml fecal coliforms. The Lactobacillus sp. was prevailent in the process, with 189 strains (32,0%), followed fermentum (0,50%); L. bifermentum (0,17%); L. halotolerans (0,50%); L. viridescens (0,17%) Lactobacillus sp (3,89%). by strains of the Leuconostoc (21,0%) and homofermentative cocei such as Lactococcus (12,6%), Enterococcus (8,3%), Pediococcus (5,9%) and Streptococcus (0,8%). The Lactobacillus strains were classified as L. farciminis (0,84%); L. crispatus (1,19%); L. sharpae (2,71%); L. vitulinus (0,34%); L. agilis (0,50%); L maltaromiclls (3,56%); L. murinus (6,95%); L. plantarum (2,54%); L. sake (2,71%); L. casei rhamnosus ( 4,58%); L. coryniformis torquens (0,51%); L. coryniformis coryniformis (0,34%); L. / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T14:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_PatriciadeOliveira_M.pdf: 4587748 bytes, checksum: 8626d637d850bd98e99e26485fec4ed0 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Foram analisadas a composição de ácidos graxos de 384 linhagens de microorganismos e selecionados 4 fungos que apresentaram em sua composição o ácido y-linolênico. A linhagem LB-54 identificada como Mucor sp foi selecionada por apresentar maior porcentagem de ácido ylinolênico entre os ácidos graxos totais de sua constituição ( 14,7 % ) e maior conteúdo de lipídeos totais ( 1,2 g/l ) após 5 dias de incubação à 28°C em meio de cultura composto de glicose, 20 g/l e extrato de levedura, 10 g/l. Nas condições descritas, 24,8 % dos lipídeos totais extraídos se referem aos ácidos graxos totais e 7,2 % à matéria insaponificável presente no óleo da linhagem LB-54 de Mucor sp O valor do pH inicial do meio de cultura e a presença de íons metálicos não alteraram significativamente o conteúdo de lipídeos totais produzidos pelo fungo. Analisando-se diferentes fontes de carbono e de nitrogênio, verificou-se que com o uso de glicose e extrato de levedura nas concentrações de 20 g/l e 10 g/l respectivamente obtém-se uma produção de 41,5 mg de ácido y-linolênico por litro de meio de cultura. A diminuição da concentração de nitrogênio, resultou em maior acúmulo de lipídeos pela linhagem LB-54 de Mucor sp. A temperatura ótima para produção de lipídeos totais nas'. condicões descritas acima, pela linhagem LB-54 de Mucor sp foi de 28°C. O aumento na biossíntese de ácidos graxos insaturados, em especial do ácido linoleico e ácido y-linolênico foi observado quando se utilizou a temperatura de incubação de 12°C. Objetivando-se aumentar a produção de ácido y-linolênico foram modificadas as condições de cultivo, o que levou à obtenção de 74,07 mg de ácido y-linolênico por litro de meio de cultura pela linhagem LB-54 de Mucor sp. Este alto nível foi obtido quando o microorganismo foi incubado por 4 dias à temperatura de 28°C em meio de cultura contendo glicose, 20 g/l e extrato de levedura, 10 g/l; seguido de realimentação com glicose na concentração de 7 % p/v e reincubação por 3dias na temperatura de 12°C. O fracionamento dos lipídeos totais da linhagem LB-54 de Mucor sp através da cromatografia em coluna de Silicagel 60 mostrou que a linhagem é composta de 63% de lipídeos neutros e 19% de fosfolipídeos quando foi cultivada por 4 dias à temperatura de 28°C em meio de cultura contendo glicose, 20 g/l e extrato de levedura, 10 g/l. Estes valores foram alterados para 48% e 36% respectivamente após 5 dias de incubação no mesmo meio na temperatura de 12°C Os principais ácidos graxos encontrados na composição da linhagem LB-54 de Mllcor sp foram o ácido palmítico, oleico, linoleico e ácido y-linolênico. A separação dos lipídeos neutros por cromatografia em camada delgada mostrou a presença de triacilglicerol, diacilglicerol, monoacilglicerol e pequenas quantidades de ácidos graxos livres. Na fração de fosfolipídeos foram identificados a fosfatidilcolina e a fosfatidiletanolamina. A presença de ácido y-linolênico na linhagem LB-54 de Mllcor sp foi detectada por cromatografia gasosa e confinnada por espectrometria de massa / Abstract: Four fungal strains producers of y-linolenic acid were selected out of three hundred eighty four strains of microorganisms. The LB-54 strain identified as Mucor sp showed the highest percentage of y-linolenic acid among the total fatty acid of its constituition (14.7 %) and total lipids (1.2 g/l) content, after five days of incubation at 28°C, in a culture medium containing glucose (20 g/l) and yeast extract (10 gIl). Under the conditions of the experimental, 24.8% of the total lipids extracted from this strain were fatty acids, and 7.2% unsaponifiable material. The inicial pH of the culture medium and the presence of metalic ions did not change greatly the totallipid content p,roduced by the fungus. Analyzing the effect of different carbon and nitrogen sources, it was verified that with the use of glucose and yeast extract at 20 and 10g/1 , respectively, a production of 41,5 mg of y- linolenic acid per liter of culture medium was obtained. The decrease of the nitrogen concentration resulted in higher accumulation of lipid by LB-54 strain of Mucor sp. The temperature for maximal lipid produetion, under the eonditions described above was of 28°C. Tpe increase in the biosynthesis of unsaturated fatty , acid, particularly of the linoleic acid and y-linolenic aeids was observed when the incubation temperature of 12°C was used. Optimal production of y-linolenic acid (74.07 mg of y-linolenic acid per liter of culture medium) was obtained from the LB-54 strain by incubating first for four days at the temperature of 28°C in culture medium containing glucose (20 g/l) and yeast extract (10 g/l) and then supplementing with extra 7% (w/v) glucose followed by additional incubation for three days at the temperature of 12°C. Fraetionation of the total lipids of the LB-54 strain of Mucor sp by column chromatography, on Silicagel 60, showed that the cell is composed of 63% ' neutrallipids and 19% phospholipids when cultured for four days at the temperatm"e', of28°C in medium containing glucose (20 g/l) and yeast extract (10 g/l). These values were modified to 48 and 36%, respectvely, after five days of incubation in the same ' medium but at 12°C. The main fatty acids in the LB-54 strain ofMucor sp composition were palmitie, oleie and y-linolenie aeids. The separation of neutral lipids by thin layer chromatography showed the presence of triacylglycerols, diacylglycerols, monoacylglycerols and small amounts of free fatty acids. ln the phospholipid fraction were identified the phosphatidylcholine and the phosphatidylethanolamine. The identity of the y-linolenic acid found in the LB-54 strain of Mucor sp was detected by gas chromatography and confirmed by mass spectrometry. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Iracema de Oliveira Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capalbo_DeiseMariaFontana_M.pdf: 3233361 bytes, checksum: b0ea05440de31a1e03139f590b6297a5 (MD5) Previous issue date: 1982 / Resumo: Das técnicas de fermentação disponíveis para obtenção do inseticida microbiano, a fermentação continua tem sido pouco utilizada, apesar das tantas vantagens que apresenta. Visando estabelecer as melhores condições para obtenção desse tipo de inseticida, a partir de Bacillus thuringiensis, pela técnica de cultura contínua, estudou-se o efeito da taxa de diluição e tempo de residência, sobre a esporulação desse bacilo. Conseguiu-se um aumento na esporulação, com o decréscimo da taxa de diluição; a taxa de diluição mais eficiente esteve entre 0,05 e 0,10 h -1, para as condições estudadas. Verificou-se também que nessas condições, a fermentação contínua é bem sucedida quando efetivada em múltiplos estágios, com o último deles atuando como fermentador descontínuo. / Abstract: The continuous fermentation technique has received little attention for utilization to produce bacterial insecticide by fermentation. Investigations on the dilution rate and residence time was made to establish the maximum growth and sporulation rate of Bacillus thuringiensis in continuous culture.The results obtained confirmed that the sporulation rate increased when the dilution rate decreased; the best range of dilution rate was from 0,05 to 0,10 h -1 , for the operational conditions used. The continuous fermentation of Bacillus thuringiensis here developed, run well when it was done in multiple stages, and the last one run as a descontinuous fermentor. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_RomildoMartins_M.pdf: 3460804 bytes, checksum: e7b9b08730b456faf3979edcf9c103dc (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Grande número de leveduras, bactérias e fungos, são conhecidos pela capacidade que possuem em consumir diversos tipos de hidrocarbonetos, produzindo biomassa de rica composição proteica. Neste tipo de fermentação, esses microrganismos são também responsáveis pela biodegradação do substrato utilizado, através da produção de um bioemulsificante extracelular no meio de fermentação . Esse mecanismo é importante na limpeza e remoção de poluentes de petróleo de ecossistemas contaminados. A biodegradação é acompanhada pela emulsificação do substrato no meio de crescimento, devido à produção de lipoproteínas e lipopolissacarídeos que atuam reduzindo a tensão interfacial e aumentando a área interfacial do substrato no meio. No presente trabalho, a levedura Saccharomyces lipolytica CCT 0913 (NCYC 825), foi cultivada em meios de cultura contendo óleo-diesel comercial como principal fonte de carbono. A influência de três meios de diferentes composições, três níveis de pH (4,00, 4,50 e 5,00) e duas diferentes concentrações de substrato (3 e 5% de óleo-diesel) na produção do bioemulsificante e no rendimento celular, foram estudados. As fermentações foram primeiramente conduzidas em frascos agitados, e depois, já com as melhores condições operacionais selecionadas, em um fermentador de bancada. Nos frascos agitados, o bioemulsificante produzido apresentou uma maior atividade quando se utilizou pH 5,00 e concentração de substrato de 3%. Para essas condições, os valores de rendimento celular foram de 4,7 g/l, 5,7 g/l e 6,3 g/l para os diferentes meios utilizados. O teor de proteína variou de 39,1% a 39,8% em base seca. Os meios de cultura que continham cloreto de amônio como fonte nitrogenada, mostraram maior eficiência que o meio que continha sulfato de amônio.No fermentador de bancada, as condições operacionais foram pH 5,00, com e sem controle ao longo da fermentação, concentração de substrato de 3% e 5%. Obteve-se uma melhora acentuada na produção de biomassa e do bioemulsificante, e uma redução no tempo total de fermentação. O melhor rendimento celular (8,1 g/l), foi conseguido com pH 5,00 controlado e concentração de substrato de 3%. Por sua vez, as maiores atividades do bioemulsificante foram obtidas com pH 5,00 sem controle, e concentração de substrato de 5% / Abstract: Many yeasts, bacteria and fungi are known for their capacity of assimilating hydrocarbons producing Single Cell Protein (SCP) of rich protein composition. In this type of fermentation these microrganisms are also capable of emulsifying these hydrocarbons due to the production of extracellular bioemulsifier in the fermentation medium. This mechanism is important in the cleaning and removal of petrolleum pollutants of contaminated areas. Biodegradation is due the production of lipoproteins and lipopolyssacharides which reduce the interfacial tension and increase the interfacial area of the substrate in the medium. In the present work, the yeast Saccharomyces lipolytica CCT 0913 (NCYC 825) was cultured in a medium containing comercial diesel-oil as the main carbon source. The influence of three different compositions of the fermentation medium (medium 1,2 and 3), three levels of pH (4.00, 4.50 and 5.00) and two different substrate concentrations (3 and 5% of diesel-oil) in the production of the bioemulsifier and cellular yield were studied. The fermentations were first conducted in shake flasks. With the best conditions obtained in this system, a run was made in a 6 liters fermentation unit. The bioemulsifier produced in the shake flasks showed the higher activity when medium 2 with pH 5.00 and substrate concentration of 3% was utilized. Values for cellular yields under these conditions were 4.7 g/1, 5.3 g/1 and 6.3 g/1 for medium 1, 2 and 3 respectively. Culture medium containing ammonium chloride were more efficient than medium containing ammonium sulphate. Protein yield was 39,1% to 39,8 % (dry basis). Operational conditions in the 6 liters fermentor were pH 5.00 (controlled and not controlled during the fermentation), substrate concentration 3 and 5% and culture medium 2. The best results in the cellular production and the bioemulsifier and also a reduction in the fermentation total time was achieved. The best cellular yield (8.1 g/1) was obtained with the maintenance of pH 5.00 during fermentation and substrate concentration of 3%. The higher bioemulsifier activity were obtained with pH 5.00, not controlled during fermentation, and substrate concentration of 5% / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Ariovaldo José da Silva, Bruna de Souza Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-30T07:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GracieteMarydos_M.pdf: 3271887 bytes, checksum: 539f68130eb11eac441d2bca07c2e7da (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: No Brasil, o efluente industrial produzido em maior quantidade é a vinhaça, caracterizada por altos níveis de ácidos orgânicos, fósforo, cálcio, potássio e magnésio. O reaproveitamento energético da vinhaça mostra-se como uma alternativa interessante para produção de biocombustíveis ou sub-produtos. Este trabalho avaliou o potencial da vinhaça como fonte de substrato e nutrientes para produção de álcoois e ácidos orgânicos voláteis (AOV) por meio fermentação em batelada utilizando consórcio anaeróbio (lodo de bovinocultura) pré-tratados com choque térmico (TT) e choque ácido-térmico (AT). Foram utilizados dois meios diferentes, de sacarose (S) e de vinhaça (V), sendo a sacarose a principal fonte de carbono. A vinhaça provou ser uma excelente fonte de nutrientes para os microrganismos envolvidos na fermentação butírica, uma vez que a adição de vinhaça melhora significativamente a produção de ácido butírico em comparação com meio de cultura sintético. As máximas concentrações de ácido butírico, iso-butírico e acético foram de 14,13 ± 0,77 g L-1 na amostra ATV B3; 10,34 ± 0,43 g L-1na amostra ATV B2 e; 4,13 ± 0,06 g L-1na amostra TTV B3, respectivamente. O rendimento dos AOV acético, iso-butírico e butírico e de etanol foi mais elevado nas amostras ATV B3 e TTV B3, atingindo valores máximos de 0,14; 0,28; 0,69 e; 0,26 g g-1 carboidratos totais, respectivamente. Não foram encontradas diferenças significativas entre métodos de pré-tratamento e enriquecimento de inóculo, AT e TT no que diz respeito a produção de ácido butírico e etanol. Em escala maior, operando em reator de 1,5 L, a fermentação de vinhaça bruta e melado de cana por consórcio microbiano AU mostrou potencial para produção de solventes como o butanol, uma vez que concentrações elevadas de ácido butírico foram produzidas, com concentração máxima, rendimento e produtividade de 13,85 g L-1; 0,64 g g-1 e; 199,98 mg L h-1, respectivamente. A caracterização microbiológica, pirosequenciamento, revelou a ocorrência em maior abundância de bactérias do gênero Clostridium, principalmente no consórcio AU e Lactobacillus mais abundante nos consórcios TT e AT. Foi identificada uma espécie conhecida pela produção de butanol, o C. pasteurianum no consórcio AU. Contudo, o presente trabalho representa um passo importante no desenvolvimento de um processo industrial para reutilização da vinhaça. A exploração de novos microrganismos e estudo dos fatores que interferem no processo de fermentação como pH, temperatura, nutrientes, densidade da cultura, cargas aplicadas e características do substrato, são fundamentais para o entendimento dos efeitos sinérgicos e antagônicos da associação de culturas / Abstract: In Brazil, industrial waste produced in the greatest amount is vinasse, characterized by high levels of organic acids, phosphorus, calcium, potassium and magnesium. The energy reuse of vinasse shows up as an interesting alternative for the production of biofuels or byproducts. This study evaluated the potential of vinasse as a source of substrate and nutrients for the production of alcohols and volatile fatty acids (VFA) through fermentation batch using anaerobic consortium (cattle sludge) pre-treated with heat shock (TT) and acid-shock thermal (AT). We used two different media, sucrose (S) and vinasse (V), with sucrose being the main source of carbon. The vinasse proved to be an excellent source of nutrients for microorganisms involved in the butyric fermentation, since the addition of vinasse significantly improves the production of butyric acid as compared to synthetic culture medium. The maximum concentrations of butyric acid, iso-butyric and acetic acid were 14.13 ± 0.77 g L-1 in the sample ATV B3; 10.34 ± 0.43 g L-1 in ATV B2 and 4.13 ± 0.06 g L-1 in TTV B3, respectively. The yield of acetate, iso-butyric acid, butyrate and ethanol was higher in ATV B3 and TTV B3 samples, reaching maximum values of 0.14; 0.28; And 0.69; 0.26 g g-1 total carbohydrates, respectively. There were no significant differences between pretreatment and enrichment methods inoculum, TA and TT as regards the production of butyric acid and ethanol. On a larger scale, operating at 1.5 L reactor, crude fermentation vinasse and molasses of sugar cane from AU microbial consortium showed potential for producing butanol as the solvent, since high concentrations of butyric acid was produced, with maximum concentration, yield and productivity of 13.85 g L-1 0.64 g g-1 and 199.98 mg h L-1, respectively. Microbiological characterization, pyrosequencing, revealed the occurrence in greater abundance of the genus Clostridium bacteria, particularly the AU and most abundant Lactobacillus in consortium TT and AT consortia. C. pasteurianum, known for the production of butanol was identified in AU consortium. However, this study represents an important step in the development of an industrial process for reuse of vinasse. The exploration of new microorganisms and study of the factors that interfere in fermentation process such as pH, temperature, nutrients, cultures, applied loads and characteristics of the substrate are critical for understanding the synergistic and antagonistic effects of culture associatio / Mestrado / Agua e Solo / Mestra em Engenharia Agrícola

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-10-05T20:52:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Dayana Montero Rodríguez.pdf: 3675132 bytes, checksum: 2a5c5744d98911b1fed6561e9d43ef21 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-22T20:00:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Dayana Montero Rodríguez.pdf: 3675132 bytes, checksum: 2a5c5744d98911b1fed6561e9d43ef21 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-22T20:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Dayana Montero Rodríguez.pdf: 3675132 bytes, checksum: 2a5c5744d98911b1fed6561e9d43ef21 (MD5) Previous issue date: 2017-10-23 / Serratia marcescens UCP 1549 foi investigada quanto à produção de prodigiosina e biossurfactante, considerando a sua habilidade de biotransformar substratos agroindustriais. A produção simultânea dessas biomoléculas por fermentação em estado sólido (FES), foi avaliada utilizando um planejamento fatorial 2². O máximo rendimento de pigmento vermelho (33,99 g/kg de substrato seco) e menor valor de tensão superficial (27,9 mN/m) foram evidenciados no ensaio 2 do planejamento, no meio constituído de 10 g de farelo de trigo e solução umedecedora contendo sais (KH₂PO₄, K₂HPO₄, MgSO₄.7H₂O e (NH₄)₂SO₄) e 5% de óleo de soja pós-fritura. O pigmento foi caracterizado como prodigiosina pelo pico máximo de absorbância a 536 nm e valor de R de 0.9 em CCD. Um estudo subsequente utilizando este meio permitiu obter 39,81 g/kg do pigmento, que foi identificado como prodigiosina pelo resultado positivo em teste presuntivo. O pico máximo de absorbância a 537.1 nm, valor de R de 0.89 em CCD e massa molecular de 323,199 m/z verificaram a presença da prodigiosina, e foi demonstrado seu potencial para tingimento de tecidos e velas. A produção simultânea de prodigiosina e biossurfactante foi estudada por fermentação submersa utilizando diferentes substratos agroindustriais e os melhores resultados foram obtidos no meio constituído por farelo de milho 1%. Uma fermentação adicional neste meio foi desenvolvida e o pigmento vermelho produzido foi extraído e identificado como prodigiosina pelo pico máximo de absorbância a 535 nm e valor de Rf de 0.9 em CCD. A prodigiosina presente no meio de cultivo demonstrou maior efetividade no tingimento de tecidos e velas, quando comparado com o pigmento extraído em metanol. O biossurfactante produzido foi extraído por precipitação ácida seguida de precipitação com etanol (2,15 g/l) e caracterizado como um composto aniônico com capacidade de reduzir a tensão superficial e interfacial a 29,3 mN/m e 9,4 mN/m, respectivamente. O biossurfactante mostrou estabilidade em diferentes valores de pH, temperatura e concentração de NaCl, além de excelentes propriedades para a emulsificação, dispersão e o incremento da viscosidade de diferentes substratos hidrofóbicos, o que sugere sua potencial aplicação em diversas indústrias. Portanto, os resultados obtidos evidenciam o potencial biotecnológico de S. marcescens UCP 1549 na produção de prodigiosina e biosurfactante por fermentações em estado sólido e submersa utilizando substratos agroindustriais, o que minimiza os elevados custos de produção das duas biomoléculas. / Serratia marcescens UCP 1549 was investigated for the production of prodigiosin and biosurfactant, considering its ability to biotransform agroindustrial substrates. The simultaneous production of both biomolecules by solid state fermentation (SSF) was evaluated using a 2² factorial design. The maximum yield of red pigment (33.99 g/kg of dry substrate) and lower value of surface tension (27.9 mNm) were evidenced in the assay 2 of the design, in medium constituted of 10 g of wheat bran and impregnating solution containing salts (KH₂PO₄, K₂HPO₄, MgSO₄.7H₂O and (NH₄)₂SO₄) and 5% waste soybean oil. The pigment was characterized as prodigiosin by the maximum absorbance peak at 536 nm and R value of 0.9 in TLC. A subsequent study using this medium yielded 39.81 g/kg of the pigment, which was identified as prodigiosin by the positive result in presumptive test. The maximum absorbance peak at 537.1 nm, R value of 0.89 in TLC and molecular mass of 323.199 m/z verified the presence of prodigiosin, and its potential for dyeing of textile and candles was demonstrated. Simultaneous production of prodigiosin and biosurfactant was studied by submerged fermentation using different agroindustrial substrates and the best results were obtained in a medium consisting of 1% corn bran. Further fermentation was carried out using this medium and the red pigment obtained was extracted and identified as prodigiosin by the maximum absorbance peak at 535 nm and Rf value of 0.9 in TLC. The prodigiosin present in the culture medium showed greater effectiveness in the dyeing of textile and candles when compared to the pigment extracted in methanol. The biosurfactant produced was extracted by acid precipitation followed by precipitation with ethanol (2.15 g/l) and characterized as an anionic compound able to reduce surface and interfacial tension at 29.3 mN/m and 9.4 mN/m, respectively. The biosurfactant showed stability at different values of pH, temperature and NaCl concentration, as well as excellent properties for the emulsification, dispersion and increase of the viscosity of different hydrophobic substrates, which suggests its potential application in several industries. Therefore, the results obtained evidenced the biotechnological potential of S. marcescens UCP 1549 in the production of prodigiosin and biosurfactant by solid state and submerged fermentations using agroindustrial substrates, which minimizes the high production costs of the two biomolecules.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-10-09T21:10:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Dayvison Soares Ferreira.pdf: 1198693 bytes, checksum: 380d0a706f7aa1cc0632a0069ea59a3a (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-21T19:33:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Dayvison Soares Ferreira.pdf: 1198693 bytes, checksum: 380d0a706f7aa1cc0632a0069ea59a3a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-21T19:33:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Dayvison Soares Ferreira.pdf: 1198693 bytes, checksum: 380d0a706f7aa1cc0632a0069ea59a3a (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / CAPES / A fermentação alcóolica é um processo amplamente usado no setor sucroalcooleiro brasileiro que usa a cana de açúcar como a principal matéria prima e a levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae como agente fermentativo. Muito se conhece sobre o funcionamento da fermentação e as diversas variáveis físicas, químicas e biológicas a que ela está sujeita. No entanto, dentre essas variáveis, o papel da suplementação mineral ainda não foi bem esclarecido, fato que se deve as variações na composição química das matérias-primas decorrentes do tipo de solo, variedade da cana de açúcar e suas condições de cultivo. Sabe-se que o uso inadequado da suplementação mineral pode diminuir o rendimento fermentativo, além de causar toxicidade celular nas células de levedura do processo. Por isso, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do magnésio e do cobre no metabolismo de S. cerevisiae, íons esses comumente usados nas suplementações minerais. As amostras de caldo de cana e melaço utilizadas no estudo foram coletadas em destilarias localizadas na Paraíba e em Pernambuco, respectivamente. Estes meios foram fracionados em duas amostras, uma para a análise da composição mineral de Cu⁺⁺ e Mg⁺⁺ no Instituto de Tecnologia de Pernambuco e a outra para a análise do crescimento celular e realização dos ensaios fermentativos para avaliação dos metabólitos produzidos, como glicerol, ácidos e álcool a partir dos açúcares presentes nos meios. Todos os ensaios foram realizados com a linhagem industrial JP1 da S.cerevisiae por ela ser utilizada com maior frequência em fermentações industriais da região Nordeste. Após os ensaios, constatou-se que o magnésio tem um papel importante no direcionamento metabólico de S.cerevisiae, estimulando a rota fermentativa da levedura e inibindo a produção de biomassa pela célula. Ao se analisar o ensaio fermentativo, verificou-se que os nas amostras de caldo de cana suplementados apresentaram um maior rendimento fermentativo, porém nas amostras de melaço suplementadas, houve uma redução no rendimento fermentativo. Quanto à toxicidade mineral para a levedura, nenhum dos dois minerais testados afetou a viabilidade e o brotamento celular, estas permanecendo com valores > 95% e >5%, respectivamente 20 horas após o término da fermentação. Ao compararmos o efeito do magnésio em diferentes meios de cultura e com diferentes minerais (cálcio e manganês) além do cobre, concluímos que a concentração do magnésio possui uma grande influência no direcionamento metabólico de S. cerevisiae, mais do que a própria concentração mineral no meio. / The alcoholic fermentation is a widely used process in the Brazilian sugar and ethanol industry that uses sugarcane as the main raw material and the yeast Saccharomyces cerevisiae species as fermentation agent. Much is known about the functioning of fermentation and the several variables physical, chemical and biological to which it is subject. However, among these variables, the role of mineral supplementation is not yet well understood, a fact that is due to the variations in the chemical composition of raw materials resulting from soil type, variety of sugarcane and your cultivation. It is known that misuse of mineral supplementation can reduce the fermentative yield and cause cell toxicity in the process the yeast cells. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of magnesium and copper in the metabolism of S. cerevisiae, these ions commonly used in the mineral supplementation. Samples of sugarcane juice and molasses used in the study were collected in distilleries located in Paraíba and Pernambuco, respectively. These medium were fractionated into two samples, one for analyzing the mineral Cu ++ and Mg ++ composition in Instituto de Tecnologia de Pernambuco and another for analysis of cell growth and carrying out fermentation test for evaluating the produced metabolites such as glycerol, acids and alcohol from the sugars present in the medium. All assays were performed with the JP1 industrial strain of S. cerevisiae because it is used more frequently in industrial fermentations in the Northeast. After the tests, it was found that magnesium has an important role in the metabolic targeting of S. cerevisiae, stimulating the fermentation route and inhibiting yeast biomass production by the cell. When analyzing the fermentation test, it was found that the sugarcane juice supplemented samples exhibited an increased fermentation yield, but in molasses supplemented samples, there was a reduction in fermentation yield. As the mineral toxicity to yeast, neither tested mineral affected cell viability and budding, these remaining values with> 95% and> 5%, respectively, 20 hours after fermentation. Comparing the effect of Mg in different culture media with different mineral (calcium and manganese) in addition to copper, we conclude that the concentration magnesium has a great influence on the metabolic S. cerevisiae targeting more than the actual mineral concentration medium.

Na fermentação alcoólica de substratos oriundos da cana-de-açúcar (caldo e/ou melaço), a sacarose é o principal açúcar e sofre inicialmente a ação da invertase da levedura, sendo transformada em glicose e frutose. Ao que parece essa hidrólise é muito mais rápida que a metabolização das hexoses, ocorrendo acúmulo dos monossacarídeos, os quais podem exercer um estresse osmótico à levedura, bem como disponibilizar tais hexoses para o crescimento de lactobacilos contaminantes do processo fermentativo industrial. Neste trabalho foi quantificada a atividade de invertase de 5 linhagens de Saccharomyces cerevisiae (PE-2, BG-1, CAT-1, FLE e IZ-1904) todas pertencentes à coleção de leveduras do Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ/USP. A atividade de invertase foi determinada tanto nos meios de crescimento (caldo, mosto misto e melaço) como também nas leveduras após a autólise com bicarbonato de sódio. Ambas as quantificações levaram à conclusão de que, em ordem crescente, a atividade de invertase dessas linhagens foi a seguinte: CAT-1, PE-2, BG-1, IZ-1904 e FLE. A segunda etapa deste trabalho consistiu em estudar a interação levedura-bactéria durante a fermentação alcoólica, buscando correlacionar a atividade de invertase com a contaminação bacteriana. Nesta etapa, foram comparadas as leveduras descritas acima, buscando melhor entender as relações tróficas entre Saccharomyces e Lactobacillus em co-cultura. Os estudos conduzidos consistiram em ensaios de fermentação com reciclos, procurando-se imitar as condições industriais e concluiu-se que, nessas condições, a atividade de invertase não exerceu influência sobre os níveis de contaminação por L. fermentum / not available

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:50:13Z : No. of bitstreams: 1 souza_dm_me_sjrp.pdf: 205423 bytes, checksum: 58061b7108c21ee390f437cf468d69fb (MD5) / A produção de polissacarídeos de origem microbiana deve ser realizada sob um controle rígido dos parâmetros de fermentação (pH, temperatura, velocidade de agitação, tempo de fermentação e composição do meio de cultura) para que a obtenção destes produtos tenha características homogêneas. Além das condições controladas é necessário utilizar espécies bacterinas puras para que os problemas de variação de estrutura possam ser evitados. Assim, é fundamental que qualquer estudo dirigido ao desenvolvimento de tecnologias para a fabricação de biopolímeros seja acompanhado pela caracterização do material produzido, principalmente a sua composição química em relação aos grupamentos acetila e piruvato que conferem viscosidadeàs soluções dos polissacarídeos. Nesta pesquisa foram utilizadas três culturas de bactérias produtoras de biopolímeros do gênero Bacillus, isoladas da rizosfera e codenominadas de 13F, 16F e 24F. Este estudo teve como objetivo determinar alguns parâmetros de fermentação para aumentar a produção dos biopolímeros pelas três bactérias. Foi testado o efeito de diferentes concentrações de glicose, sacarose, manitol e frutose, utilizadas como fontes de carbono; o efeito de diferentes concentrações de nitrato de potássio e nitrato de sódio, em substituição ao sulfato de amônia, comumente encontrado nos meios de cultura, e o efeito de diferentes temperaturas e pH. Para a produção dos biopolímeros foi determinado o meio de fermentação que proporcionou a maior produção e o melhor rendimento para cada bactéria em estudo. A maior produção de biopolímero pela bactéria 13F foi obtida com manitol 4% e sacarose 2%, 20 mM de KNO3 e a 30°C e pH 7. A melhor produção de biopolímero pela bactéria 16F foi obtida com manitol 4%, 10 mM de NaNO3 e a 30°C e pH 8 e para a bactéria... / The production of polysaccharide of microbial origin has to be carried out under strict control of the fermentation parameters (pH, temperature, agitation speed, fermentation time and composition of the culture medium) so that the products are obtained under homogenic characteristics. In addition to controlled characteristics it is necessary to use pure species of bacteria in order to avoid problems with the variation of structure. Thus, it is fundamental that any study focus on the development of new technologies for the production of biopolymers should be accompanied by the characterization of the product, especially with regards to its chemical composition, more specifically, the acetyl and pyruvate groups which give viscosity to the polysaccharide solutions. In this study the production of biopolymer by three bacteria belonging to the genus Bacillus were studied. The bacteria were isolated from the rhizosphere and received the respective code names 13F, 16F and 24F. The objective was to determine the fermentation parameters in order to increase the production of biopolymers. It was evaluated the effect of different concentrations of the source of carbon (glucose, sucrose, mannitol and fructose); the effect of different concentrations of potassium nitrate and sodium nitrate in substitution to ammonia sulfate, usually found in culture media. The effects of different temperatures and pH. The fermentation parameter... (Complete abstract click electronic access below)