Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Eleonora Cano Carmona / Resumo: Atualmente, a biotecnologia é acompanhada dos estudos sobre o funcionamento, estrutura e utilização, principalmente na indústria, das enzimas obtidas a partir de microorganismos, o que têm despertado grandes interesses em pesquisadores da área. De modo especial, os fungos filamentosos vêm se destacando como grandes produtores de enzimas, principalmente o gênero Aspergillus, pertencente aos ascomicetos. Dentre as enzimas de interesse biotecnológico encontramos a tanino acil hidrolase (EC 3.1.1.20),, também conhecida como tanase, a qual pode ser produzida por fungos filamentosos, leveduras e bactérias. Desta forma, foi objetivo deste trabalho o estudo da produção de tanases pelo fungo filamentoso Aspergillus carbonarius padronizando-se as melhores condições físico-químicas para o crescimento do micro-organismo, visando a obtenção de tanases em níveis elevados assim purificando e caracterizando-as bioquimicamente. Os maiores níveis enzimáticos em FSS foram obtidos utilizando folhas de chá verde trituradas como fonte de carbono umedecidas com água de torneira (1:1 m/v) a 30°C por 3 dias.A tanase foi purificada 11,3 vezes com recuperação de 98%, após dois passos cromatográficos, DEAE-Celulose e Sepharose CL-6B. A enzima possui massa molar de 134,89 kDa com 50% de carboidratos. A temperatura ótima de atividade foi de 60°C e o pH ótimo foi 5,0. A tanase se mostrou bastante estável entre as temperaturas de 40°C a 65°C e em pH ácido. A atividade enzimática foi aumentada em 32% na presença de Ag+, e foi inibida por Mg+ , Fe2+, Zn2+, Al3+ e Cu2+ . Os parâmetros cinéticos foram analisados, sendo que a enzima apresentou maior afinidade pelo substrato metil galato (Km de 1,42mM) se comparado acido tânico (Km de 2,2mM). Portanto conclui-se que a tanase produzida por Aspergillus carbonarius possui um bom potencial biotecnológico e é promissora para o emprego industrial. / Abstract: Nowadays, biotechnology is accompanied by functional, structural and application studies, mainly in industry, of microbial enzymes, which have aroused great interest in researchers around the world. Specially filamentous fungi have been highlighted as the major enzymes producers, mostly Aspergillus genera, an ascomycete. Among the enzymes of biotechnological interest we can found the tannin acyl hydrolase (EC 3.1.1.20), also known as tannase that can be produced by filamentous fungi, yeasts and bacterias. Acoording to the this objective of this work was to study the production of tannase by Aspergillus carbonarius standardizing the best physico-chemical conditions for the microorganism growth, in order to obtain high levels of tannase, purifying and characterizing them biochemically. The higher enzymes levels in SSF were obtained when it was used green tea leaves as carbon source moistured with tap water (1: 1 w / v) at 30° C for 3 days. Tannase was purified 11,3 fold with 98% of recover after two chromatographic steps: DEAE-celulose and Sepharose CL-6B. The enzyme has a molecular weight of 134,89 kDa with 50% of carbohydrates. The optimal temperature of activity was 60ºC and the optimal pH was 5.0. Tannase showed quite stability to temperatures between 40ºC and 65ºC and under acid pH. The enzyme activity was strongly inhibited by Mg+, Fe2+, Zn2+, Al3+ e Cu2+. The kinetic parameters were analyzed and the enzyme showed higher affinity to the substrate methyl gallate (Km 1.42mM) in it compared to tannic acid (Km 2.2mM). Therefore it is concluded that the tannase produced by Aspergillus carbonarius has great biotechnological potential and it is promising for industrial use. / Mestre

Segundo as estimativas da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), na safra de março de 2013/14 o Brasil produziu aproximadamente 12,8 milhões de toneladas de arroz, apresentando um acréscimo de 8% em relação à safra de 2012/13. O processamento deste grão resulta em subprodutos como o farelo de arroz, que apresenta vitaminas do complexo B, proteínas, tocoferóis e mais de 40% de carboidratos, justificando sua utilização em processos fermentativos, como a produção de vinagre. O vinagre é composto por 80% (v/v) de água e 20% de uma grande variedade de outros compostos, como ácidos orgânicos, álcoois, sais minerais, polifenóis, aminoácidos, entre outros. Os substratos utilizados na sua produção devem apresentar carboidratos fermentescíveis para que seja possível realizar as etapas de produção: fermentações alcoólica e acética. Tendo em vista estas considerações, os principais objetivos deste trabalho foram investigar o processo de hidrólise do farelo de arroz desengordurado por via enzimática, avaliar a etapa de fermentação alcoólica para otimizar a produção de etanol, e realizar a produção do vinagre por meio de fermentação submersa, bem como a caracterização do produto final. Para a otimização da etapa de sacarificação dos açúcares complexos do farelo de arroz desengordurado (FAD), realizou-se uma estratégia sequencial de planejamento experimental. Inicialmente aplicou-se um planejamento Fracionário 25-1 com as variáveis concentração de (FAD) (razão farelo/água (g.L-1)), concentração e tempo de atuação da -amilase e da amiloglucosidade (AMG), tendo-se como resposta, a concentração de açúcares redutores (AR); após análise do Planejamento Fracionário, foram aplicados dois Delineamentos Compostos Central Rotacional (DCCR) 22, onde avaliou-se os efeitos das concentrações de ambas enzimas. A validação das condições otimizadas para a hidrólise enzimática foi realizada por meio de dois testes em triplicata, nas vizinhanças das condições otimizadas. Na etapa subsequente de fermentação alcoólica, inicialmente desenvolveu-se um teste objetivando avaliar o efeito do tamanho do inoculo e da agitação para posterior aplicação de um DCCR 23, onde foram avaliados os efeitos da concentração de inoculo, pH e temperatura sobre a resposta de rendimento em etanol (%). Após a análise dos resultados do primeiro DCCR, objetivando-se aumentar o rendimento em etanol, realizou-se um segundo teste preliminar, para avaliar os efeitos da adição de protease e da exposição da suspensão de farelo de arroz desengordurado ao tratamento ultrassônico, anteriormente a etapa de hidrólise enzimática, visto que diversos estudos indicam que a produção de etanol pode ser aumentada nestas condições, devido a maior exposição dos grânulos de amido às enzimas amilolíticas do processo de sacarificação, após a ação de proteases. Os resultados obtidos permitiram definir a sequência do estudo, na qual um segundo DCCR foi aplicado para a avaliação dos efeitos da concentração de inoculo e temperatura em faixas ajustadas, visando alcançar a otimização da fermentação alcoólica, realizando-se a adição de protease anteriormente a hidrólise enzimática. Uma vez otimizada a etapa de fermentação alcoólica, foi realizada uma batelada de produção do vinagre (fermentação acética) com os parâmetros otimizados nas etapas anteriores. A caracterização do vinagre foi realizada por meio da determinação dos parâmetros exigidos na legislação vigente (teor alcoólico residual, acidez total e ácido acético, pH, extrato seco total e reduzido, cinzas e açúcares redutores e totais). A otimização da hidrólise enzimática foi alcançada nos ensaios com concentração de 200 g.L-1 de FAD, 30 µL.g-1 de -amilase e 40 µL.g-1 de amiloglucosidade, com os tempos de atuação das mesmas em 2 e 3 horas, respectivamente. No primeiro teste preliminar, realizado na etapa de fermentação alcoólica, observou-se que a agitação influenciou de forma positiva apenas nos ensaios com 2,0 e 5,0% de inoculo, sendo que o maior rendimento de etanol obtido foi de 1,90% com a utilização de 0,5% de inoculo, em condições estacionárias. Com os resultados obtidos no primeiro teste, ajustou-se as faixas das variáveis do primeiro DCCR onde o teor máximo de etanol obtido foi de 2,10%, com a temperatura em 30°C, 2,8% de inoculo e pH 5,0. Por meio da aplicação do segundo teste verificou-se que, nas condições aplicadas, o tratamento ultrassônico não apresentou efeito significativo na resposta de concentração de etanol, entretanto com a utilização da protease, foi possível aumentar para 3,6% o rendimento de etanol, após as 72h de fermentação alcoólica. Visando alcançar a otimização da fermentação alcoólica, realizou-se um novo DCCR, sendo fixada a concentração de 15 µL.g-1 de protease para atuação anteriormente ao processo de hidrólise enzimática dos polissacarídeos e sendo ajustadas as faixas das variáveis significativas no primeiro DCCR (temperatura: 28 a 35 °C; concentração de inoculo: 1 a 7%), onde foi possível alcançar rendimento de 4,10% de etanol. A fermentação acética foi concluída após oito dias da inoculação das bactérias acéticas, por meio do vinagre forte de etanol, sendo que o produto gerado, vinagre a base de farelo de arroz, não atendeu a legislação em vigor, apenas no parâmetro de cinzas, o qual pode ser ajustado com a aplicação de uma etapa de filtração. / According to estimates of the National Supply Company (CONAB), in the period March 2013/14, Brazil produced approximately 12.8 million tons of rice, an increase of 8 % compared to the period of 2012/13. The grain processing results in by-products such as rice bran, which has B vitamins, proteins, tocopherols and over 40% carbohydrates, justifying their use in fermentation processes such as vinegar production. Vinegar is composed of 80% (v/v) water and 20% of a wide variety of other compounds such as organic acids, alcohols, minerals, polyphenols, amino acids, among others. The substrates used in vinegar production must provide fermentable carbohydrates to alcoholic fermentation, which is followed by acetic fermentation. The aims of this study were to investigate the hydrolysis process of defatted rice bran by enzymatic way, assess the stage of alcoholic fermentation to optimize ethanol production, and carry out production of vinegar by submerged fermentation and characterizing the final product. METHODS: Optimization of enzymatic hydrolysis was achieved using a sequential strategy of experimental design. Firstly, a Fractional Factorial Fesign including 25-1 trials plus 3 center points (19 runs) was applied to evaluate the effects of concentration of amylolytic enzymes, action timeand the dilution rate of defatted rice bran (DRB) on response of reducing sugars (RS) released, followed by two CCRDs (Central Composite Rotatable Design); after the analysis of the effects of Fractional Design, the optimum values of enzymes concentration was reached by the two sequential CCRD. Validation of the optimal conditions for the enzymatic hydrolysis was performed in triplicate in two tests, in the vicinity of the optimized conditions. In the step of alcoholic fermentation, initially was developed a test to evaluate the effect of inoculum size and agitation for application of a CCRD 23 that evaluated the effects of inoculum concentration, pH and temperature on the response of ethanol yield (%). After the analysis the first CCRD, aiming to increase the ethanol yield, the second test was performed to evaluate the effects of protease addition and exposure of the suspension of defatted rice bran to ultrasonic bath treatment, prior to enzymatic hydrolysis with amylases, since several studies indicate that the ethanol production can be increased under these conditions, because of increased exposure of the starch granules to amylolytic enzymes in the saccharification, after the action of proteases. The results allowed to determine the sequence of the study in the second CCRD was used to evaluate the effect of inoculum concentration and temperature, with adjusted tracks to achieve the optimization of fermentation, performing the addition of protease hydrolysis previously enzyme. Once the alcoholic fermentation step was optimized, a batch of vinegar production (acetic fermentation). The characterization of vinegar was performed by determination the parameters required by Brazilian legislation (residual alcohol content, total acidity and acetic acid, pH, total and reduced dry extract, ash and total and reducing sugars). The optimization of enzymatic hydrolysis was achieved with concentration of 200 g•L-1 FAD, 30 g•L-1 α- amylase and 40 g•L-1 amyloglucosidase, with action times of 2 and 3 hours, respectively. In the first preliminary test performed on the alcoholic fermentation step, it was observed that shaking positively influenced only in the tests with 2.0 and 5.0% of inoculums, and the higher yield of ethanol obtained was 1.90 % with the use of 0.5% inoculums, under stationary conditions. with the results obtained in the first test, the tracks of the variables were defined for the first CCRD, where the maximum ethanol content was obtained 2.10%, with the temperature at 30 °C, 2.8% of inoculums and pH 5.0. By applying the second test it was found that under the conditions applied, the ultrasonic treatment had no significant effect on the response of ethanol concentration; however, with the use of protease the yield was increased to 3.6% ethanol, after 72 hours of alcoholic fermentation. A new CCRD was performed, in order to achieve the optimization of the alcoholic fermentation; in this step, the concentration of protease was fixed at 15 μLg-1, before the enzymatic hydrolysis of polysaccharides with the amylases and the ranges studied for the significant variables in the first CCRD was adjusted (temperature: 28 - 35 °C; inoculum concentration: 1 - 7%), being achieved yield of 4.00% ethanol. The acetic fermentation was completed after eight days of inoculation of acetic bacteria (strong ethanol vinegar), and the vinegar produced answered current Brazilian legislation in all parameters, except for ash, which can be adjusted by applying a filtration step. These results may generate technological innovation for the industrial sector, as the results obtained in this work demonstrate the possibility of performing the use of rice bran as raw material for the production of vinegar.

Segundo as estimativas da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), na safra de março de 2013/14 o Brasil produziu aproximadamente 12,8 milhões de toneladas de arroz, apresentando um acréscimo de 8% em relação à safra de 2012/13. O processamento deste grão resulta em subprodutos como o farelo de arroz, que apresenta vitaminas do complexo B, proteínas, tocoferóis e mais de 40% de carboidratos, justificando sua utilização em processos fermentativos, como a produção de vinagre. O vinagre é composto por 80% (v/v) de água e 20% de uma grande variedade de outros compostos, como ácidos orgânicos, álcoois, sais minerais, polifenóis, aminoácidos, entre outros. Os substratos utilizados na sua produção devem apresentar carboidratos fermentescíveis para que seja possível realizar as etapas de produção: fermentações alcoólica e acética. Tendo em vista estas considerações, os principais objetivos deste trabalho foram investigar o processo de hidrólise do farelo de arroz desengordurado por via enzimática, avaliar a etapa de fermentação alcoólica para otimizar a produção de etanol, e realizar a produção do vinagre por meio de fermentação submersa, bem como a caracterização do produto final. Para a otimização da etapa de sacarificação dos açúcares complexos do farelo de arroz desengordurado (FAD), realizou-se uma estratégia sequencial de planejamento experimental. Inicialmente aplicou-se um planejamento Fracionário 25-1 com as variáveis concentração de (FAD) (razão farelo/água (g.L-1)), concentração e tempo de atuação da -amilase e da amiloglucosidade (AMG), tendo-se como resposta, a concentração de açúcares redutores (AR); após análise do Planejamento Fracionário, foram aplicados dois Delineamentos Compostos Central Rotacional (DCCR) 22, onde avaliou-se os efeitos das concentrações de ambas enzimas. A validação das condições otimizadas para a hidrólise enzimática foi realizada por meio de dois testes em triplicata, nas vizinhanças das condições otimizadas. Na etapa subsequente de fermentação alcoólica, inicialmente desenvolveu-se um teste objetivando avaliar o efeito do tamanho do inoculo e da agitação para posterior aplicação de um DCCR 23, onde foram avaliados os efeitos da concentração de inoculo, pH e temperatura sobre a resposta de rendimento em etanol (%). Após a análise dos resultados do primeiro DCCR, objetivando-se aumentar o rendimento em etanol, realizou-se um segundo teste preliminar, para avaliar os efeitos da adição de protease e da exposição da suspensão de farelo de arroz desengordurado ao tratamento ultrassônico, anteriormente a etapa de hidrólise enzimática, visto que diversos estudos indicam que a produção de etanol pode ser aumentada nestas condições, devido a maior exposição dos grânulos de amido às enzimas amilolíticas do processo de sacarificação, após a ação de proteases. Os resultados obtidos permitiram definir a sequência do estudo, na qual um segundo DCCR foi aplicado para a avaliação dos efeitos da concentração de inoculo e temperatura em faixas ajustadas, visando alcançar a otimização da fermentação alcoólica, realizando-se a adição de protease anteriormente a hidrólise enzimática. Uma vez otimizada a etapa de fermentação alcoólica, foi realizada uma batelada de produção do vinagre (fermentação acética) com os parâmetros otimizados nas etapas anteriores. A caracterização do vinagre foi realizada por meio da determinação dos parâmetros exigidos na legislação vigente (teor alcoólico residual, acidez total e ácido acético, pH, extrato seco total e reduzido, cinzas e açúcares redutores e totais). A otimização da hidrólise enzimática foi alcançada nos ensaios com concentração de 200 g.L-1 de FAD, 30 µL.g-1 de -amilase e 40 µL.g-1 de amiloglucosidade, com os tempos de atuação das mesmas em 2 e 3 horas, respectivamente. No primeiro teste preliminar, realizado na etapa de fermentação alcoólica, observou-se que a agitação influenciou de forma positiva apenas nos ensaios com 2,0 e 5,0% de inoculo, sendo que o maior rendimento de etanol obtido foi de 1,90% com a utilização de 0,5% de inoculo, em condições estacionárias. Com os resultados obtidos no primeiro teste, ajustou-se as faixas das variáveis do primeiro DCCR onde o teor máximo de etanol obtido foi de 2,10%, com a temperatura em 30°C, 2,8% de inoculo e pH 5,0. Por meio da aplicação do segundo teste verificou-se que, nas condições aplicadas, o tratamento ultrassônico não apresentou efeito significativo na resposta de concentração de etanol, entretanto com a utilização da protease, foi possível aumentar para 3,6% o rendimento de etanol, após as 72h de fermentação alcoólica. Visando alcançar a otimização da fermentação alcoólica, realizou-se um novo DCCR, sendo fixada a concentração de 15 µL.g-1 de protease para atuação anteriormente ao processo de hidrólise enzimática dos polissacarídeos e sendo ajustadas as faixas das variáveis significativas no primeiro DCCR (temperatura: 28 a 35 °C; concentração de inoculo: 1 a 7%), onde foi possível alcançar rendimento de 4,10% de etanol. A fermentação acética foi concluída após oito dias da inoculação das bactérias acéticas, por meio do vinagre forte de etanol, sendo que o produto gerado, vinagre a base de farelo de arroz, não atendeu a legislação em vigor, apenas no parâmetro de cinzas, o qual pode ser ajustado com a aplicação de uma etapa de filtração. / According to estimates of the National Supply Company (CONAB), in the period March 2013/14, Brazil produced approximately 12.8 million tons of rice, an increase of 8 % compared to the period of 2012/13. The grain processing results in by-products such as rice bran, which has B vitamins, proteins, tocopherols and over 40% carbohydrates, justifying their use in fermentation processes such as vinegar production. Vinegar is composed of 80% (v/v) water and 20% of a wide variety of other compounds such as organic acids, alcohols, minerals, polyphenols, amino acids, among others. The substrates used in vinegar production must provide fermentable carbohydrates to alcoholic fermentation, which is followed by acetic fermentation. The aims of this study were to investigate the hydrolysis process of defatted rice bran by enzymatic way, assess the stage of alcoholic fermentation to optimize ethanol production, and carry out production of vinegar by submerged fermentation and characterizing the final product. METHODS: Optimization of enzymatic hydrolysis was achieved using a sequential strategy of experimental design. Firstly, a Fractional Factorial Fesign including 25-1 trials plus 3 center points (19 runs) was applied to evaluate the effects of concentration of amylolytic enzymes, action timeand the dilution rate of defatted rice bran (DRB) on response of reducing sugars (RS) released, followed by two CCRDs (Central Composite Rotatable Design); after the analysis of the effects of Fractional Design, the optimum values of enzymes concentration was reached by the two sequential CCRD. Validation of the optimal conditions for the enzymatic hydrolysis was performed in triplicate in two tests, in the vicinity of the optimized conditions. In the step of alcoholic fermentation, initially was developed a test to evaluate the effect of inoculum size and agitation for application of a CCRD 23 that evaluated the effects of inoculum concentration, pH and temperature on the response of ethanol yield (%). After the analysis the first CCRD, aiming to increase the ethanol yield, the second test was performed to evaluate the effects of protease addition and exposure of the suspension of defatted rice bran to ultrasonic bath treatment, prior to enzymatic hydrolysis with amylases, since several studies indicate that the ethanol production can be increased under these conditions, because of increased exposure of the starch granules to amylolytic enzymes in the saccharification, after the action of proteases. The results allowed to determine the sequence of the study in the second CCRD was used to evaluate the effect of inoculum concentration and temperature, with adjusted tracks to achieve the optimization of fermentation, performing the addition of protease hydrolysis previously enzyme. Once the alcoholic fermentation step was optimized, a batch of vinegar production (acetic fermentation). The characterization of vinegar was performed by determination the parameters required by Brazilian legislation (residual alcohol content, total acidity and acetic acid, pH, total and reduced dry extract, ash and total and reducing sugars). The optimization of enzymatic hydrolysis was achieved with concentration of 200 g•L-1 FAD, 30 g•L-1 α- amylase and 40 g•L-1 amyloglucosidase, with action times of 2 and 3 hours, respectively. In the first preliminary test performed on the alcoholic fermentation step, it was observed that shaking positively influenced only in the tests with 2.0 and 5.0% of inoculums, and the higher yield of ethanol obtained was 1.90 % with the use of 0.5% inoculums, under stationary conditions. with the results obtained in the first test, the tracks of the variables were defined for the first CCRD, where the maximum ethanol content was obtained 2.10%, with the temperature at 30 °C, 2.8% of inoculums and pH 5.0. By applying the second test it was found that under the conditions applied, the ultrasonic treatment had no significant effect on the response of ethanol concentration; however, with the use of protease the yield was increased to 3.6% ethanol, after 72 hours of alcoholic fermentation. A new CCRD was performed, in order to achieve the optimization of the alcoholic fermentation; in this step, the concentration of protease was fixed at 15 μLg-1, before the enzymatic hydrolysis of polysaccharides with the amylases and the ranges studied for the significant variables in the first CCRD was adjusted (temperature: 28 - 35 °C; inoculum concentration: 1 - 7%), being achieved yield of 4.00% ethanol. The acetic fermentation was completed after eight days of inoculation of acetic bacteria (strong ethanol vinegar), and the vinegar produced answered current Brazilian legislation in all parameters, except for ash, which can be adjusted by applying a filtration step. These results may generate technological innovation for the industrial sector, as the results obtained in this work demonstrate the possibility of performing the use of rice bran as raw material for the production of vinegar.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-17Bitstream added on 2014-06-13T19:25:38Z : No. of bitstreams: 1 000737257.pdf: 922725 bytes, checksum: fb2bb0332f62886b65e70ed460f1265f (MD5) / Os biocombustíveis apresentam grande importância para suprir a demanda global de energia. São produzidos a partir de biomassa vegetal, emitem menor quantidade de dióxido de carbono e partículas poluentes ao ambiente quando utilizados apresentando grande vantagem por serem combustíveis renováveis. Entre as matérias-primas com potencial para produção de etanol destaca-se o sorgo sacarino. Este estudo objetivou comparar o processamento do genótipo CVSW80007 (sorgo sacarino) e da cultivar RB966928 (cana-de-açúcar) para produção de bioetanol em início de safra. Foram realizadas análises de Brix, pH, AR, ART, acidez total, compostos fenólicos totais e amido do caldo extraído, caldo clarificado e mosto; análises microbiológicas e análises do vinho, calculando-se os rendimentos, eficiência e produtividade. Os resultados indicaram melhores índices de Brix, AR, ART, Compostos fenólicos e Amido para a cana-de-açúcar. O desenvolvimento do processo fermentativo ocorreu de forma adequada para ambas, com produção de maior teor alcoólico no vinho decorrente de mosto de cana-de-açúcar. A levedura FT-858 apresentou maior porcentagem de viabilidade celular. A produtividade de etanol na cana-de-açúcar foi de 551,67 L/ha/mês e no sorgo sacarino foi de 466,4 L/ha/mês. / Biofuels have a great importance to supply the global energy demand. These fuels are produced from plant’s biomass, they emit less carbon dioxide and particulate pollutants to the environment when used and have great advantage of being renewable fuels. Among the raw materials with potential to produce ethanol sweet sorghum stands out. This study aimed to compare the processing of genotype CVSW80007 (sweet sorghum) and the RB966928 (sugar cane) cultivar for bioethanol production in early season. Analyses of Brix, pH, AR, ART, phenolic compounds and extracted juice starch, clarified juice and must; microbiological and wine analyzes and efficiency and productivity were calculated. The results indicated better rates of Brix, AR, ART, phenolic compounds and starch for sugar cane. The development of fermentation occurred appropriately for both, and the wine produced from sugarcane must had higher alcohol content. The FT-858 yeast presented higher percentage of cell viability. The ethanol productivity in sugar cane was 551.67 L/ha/month and for sweet sorghum was 466.4 L/ha/month.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:18:53Z : No. of bitstreams: 1 freita_la_me_jabo.pdf: 771576 bytes, checksum: 5c054287ca1668cdbbb562ff1c39fa58 (MD5) / O aumento da demanda por combustíveis tem intensificado a busca por fontes renováveis de energia principalmente as biomassas, destacando-se a canade- açúcar na produção de bioetanol. Além desta a cultura do sorgo sacarino apresenta elevado potencial principalmente por utilizar o mesmo complexo industrial de produção e ser processado no período de entressafra da cana. Objetivou-se com a presente pesquisa avaliar o potencial de produtividade, características químicotecnológicas e processo fermentativo de três genótipos de sorgo utilizado como matéria-prima complementar para produção de etanol, no período de início de safra. O delineamento experimental foi o em Blocos ao Acaso num modelo Fatorial 3x7, com três repetições, para Avaliações Biométricas, sendo que para as Características Químico–tecnológicas e Processo Fermentativo (para cada uma das leveduras estudadas) utilizou-se o modelo 3x2x6. Avaliou-se a Altura (m) das plantas, Diâmetro da base, Diâmetro da ponta, número de folhas, comprimento da panícula (cm), biomassa total (t/ha), colmos limpos (t/ha) e % de colmos, nas analises biométricas; o teor de sólidos solúveis (Brix), Açúcares Redutores Totais (ART), pH, Acidez Total, Compostos Fenólicos Totais e Teor de Amido do caldo extraído nas analises químico-tecnológicas e a viabilidade celular, viabilidade de brotos e brotamento no processo fermentativo. Os resultados obtidos indicam que os genótipos CVSW80007 e CVWS80147 apresentam melhores características químico-tecnológicas... / The increased in demand for combustible has intensified the search for renewable energies mainly from biomass, especially the sugarcane for bioethanol production. Besides of this crop, sweet sorghum has shown great potential in the production of biofuels, mainly because it allows the use of the same industrial park production of sugarcane, and can be processed in the off-season of this crop. The objective of this research was to evaluate the potential of three genotypes of sorghum harvested with and without leaves on the productivity, technologicalchemical characteristics, and ethanol production in laboratorial scale using two yeast strains, from the beginning of the sugarcane harvest. The experimental design was randomized blocks in a 3x7 factorial design, with three replicates for biometric analysis. For chemical and technological characteristics and fermentation process (for each of the yeasts studied) was used 3x2x6 model. Was evaluated height (m) of plant, base and tip stalk diameter, leaf number, panicle length (cm), total biomass yield (t/ha), clean stalk yield (t/ha) and percentage stem, in biometrics analyses. Soluble solids content (Brix), total reducing sugars (TRS), pH, total acidity, total phenolic compounds and starch content of the juice extracted in chemicaltechnological analyses. Was evaluated the cell viability, viability and budding of the yeasts in the fermentation process. Was evaluated the cell viability, viability of sprouts and budding of the yeasts in the fermentation process. Was determined the ethanol production (L/ha and L/t) in laboratory scale. The results indicate that the genotypes CVSW80007 and CVWS80147 have better chemical and technological characteristics, with useful industrialization period (UIP) of 45 days... (Complete abstract click electronic access below)

Orientadora: Daniela Alonso Bocchini / Coorientadora: kelly Johana Dussan Medina / Banca: Rubens Monti / Banca: Jonas Contiero / Resumo: Celulases microbianas têm sido empregadas na sacarificação de materiais lignocelulósicos para a obtenção de glicose, visando a produção de etanol celulósico. Entretanto, o custo dessas enzimas encarece o processo, e por isso a produção das mesmas a partir de fungos filamentosos cultivados em materiais lignocelulósicos, substratos de baixo custo, amplamente disponíveis e indutores da síntese enzimática, torna-se uma boa opção. Neste trabalho, com o objetivo de melhorar a produção de celulases através de metodologias de planejamento de experimentos, foram utilizados dois fungos endofíticos, cultivados por fermentação submersa (FSbm), usando como substratos o farelo de soja e a palha de cana de açúcar pré-tratada hidrotermicamente, cedida pela empresa GranBio, em cultivos isolados e co-cultivos, agitados. As atividades máximas obtidas nos extratos enzimáticos produzidos por planejamento experimental foram de 3,77 U/mL e 3,66 U/mL de endoglucanase, e 18,8 U/mL e 17,5 U/mL de β-glicosidase, no co-cultivo dos fungos Botryosphaeria sp. AM01 e Saccharicola sp. EJC04, e no cultivo isolado de Botryosphaeria sp. AM01, respectivamente. As condições ótimas de atividade das enzimas endoglucanase e β-glicosidase do melhor extrato foram pH 5,5 e 60 ºC. Estas enzimas foram estáveis quando incubadas por 24 horas em pH 5,0 e 5,5, e menos de 20% da atividade de ambas foi perdida entre 35 e 55 ºC. Os ensaios de inibição por glicose mostraram que a β-glicosidase tem sua atividade reduzida proporci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Microbial cellulases have been used in the saccharification of lignocellulosic materials to obtain glucose, aiming to produce cellulosic ethanol. However, the cost of these enzymes makes the process expensive, so their production from filamentous fungi grown in lignocellulosic materials, low-cost and widely available substrates and inducers of enzymatic synthesis, is a good option. In order to improve cellulase production through experiment planning methodologies, two endophytic fungi, were cultivated by submerged fermentation (FSbm). Soybean meal and hydrothermally pretreated sugarcane straw, provided by GranBio, were used as substrate, in agitated isolated cultures and co-cultivations. The maximal activities obtained in the enzymatic extracts produced by the experimental design were 3.77 U/mL and 3.66 U/mL endoglucanase and 18.8 U/mL and 17.5 U/mL β-glycosidase in the co-cultivation of the fungi Botryosphaeria sp. AM01 and Saccharicola sp. EJC04, and in the isolated cultivation of Botryosphaeria sp. AM01, respectively.. The optimal activity conditions of the endoglucanase and β-glucosidase enzymes from the best selected extract were pH 5.5 and 60 ° C. These enzymes were stable when incubated for 24 hours at pH 5.0 and 5.5, and less than 20% of the activity of both of them was lost at 35-55 °C. The glucose-inhibition assays showed that β-glucosidase activity was reduced proportionally to the supply of this sugar, but even with the maximum amount of glucose supply (12 mmol/L)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2014. / Submitted by Marília Freitas (marilia@bce.unb.br) on 2014-09-29T11:56:40Z No. of bitstreams: 1 2014_SumaraTeixeiraAlves.pdf: 1020568 bytes, checksum: cf3ec2286acf892b45078fb17375e732 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2014-09-29T12:20:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_SumaraTeixeiraAlves.pdf: 1020568 bytes, checksum: cf3ec2286acf892b45078fb17375e732 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-29T12:20:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_SumaraTeixeiraAlves.pdf: 1020568 bytes, checksum: cf3ec2286acf892b45078fb17375e732 (MD5) / Na busca de novas tecnologias, muitas pesquisas estão sendo desenvolvidas visando à produção de energias mais limpas. Uma das fontes de energias renováveis mais pesquisadas são os resíduos de biomassas lignocelulósicas, como a madeira de eucalipto, que fornecem materiais como celulose, hemicelulose e lignina, para a produção de biocombustíveis, como briquetes e etanol. A biomassa estudada foi o eucalipto da espécie Eucalyptus urophylla. O processo de conversão destes materiais a etanol é separado em três etapas ¿ pré-tratamento ¿ hidrólise ¿ fermentação. O pré-tratamento foi realizado em duas etapas a primeira foi ácida com 1,5 % de H2SO4 e a segunda etapa foi alcalina com 4% de NaOH. Em seguida foi realizada a etapa de hidrólise enzimática. Na etapa de fermentação foi analisado o comportamento da levedura Saccharomyces cerevisiae, que é largamente utilizada no processo de fermentação. O pré-tratamento tem o objetivo de disponibilizar a celulose presente na biomassa e a hidrólise enzimática de quebrar esta celulose em glicose. Durante os procedimentos de pré-tratamento há a formação de compostos inibidores que podem interferir na fermentação, sendo o rendimento do etanol comprometido. Estes produtos são os derivados do furano, como o furfural e o 5-hidroximetilfurfural, os ácidos alifáticos, como o ácido acético, e os derivados fenólicos. O foco deste trabalho é avaliar a produção de etanol a partir da celulose resultante das etapas citadas acima. Na fermentação do meio hidrolisado a levedura não se desenvolveu completamente e a produção de etanol não foi eficiente. Com isso, foram analisados diferentes meios de fermentação e foi constado que além da presença de inibidores no meio hidrolisado, há a falta de nutrientes para o crescimento do microrganismo, pois a levedura obteve resultados opostos quando analisado o meio sintético contendo inibidores e o meio hidrolisado suplementado com sais minerais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In search of new technologies, many researches are being developed aiming at the production of cleaner energy. One of the most researched sources of renewable energy is waste from lignocellulosic biomass such as eucalyptus wood, providing materials such as cellulose, hemicellulose and lignin for the production of biofuels such as ethanol and briquettes. His biomass was studied eucalypt species Eucalyptus urophylla. The process of conversion of these materials to ethanol is separated into three phases – pre-treatment – Hydrolysis – Fermentation. The pre-treatment was performed in two stages with the first acid was 1.5% H2SO4 and the second stage was alkaline with 4% NaOH. After the enzymatic hydrolysis step was carried out. In the fermentation step was analyzed the behavior of the yeast Saccharomyces cerevisiae, is widely used in the fermentation process. Pretreatment aims to provide this in biomass and enzymatic hydrolysis of cellulose into glucose break this pulp. During the following pre-treatment for the formation of inhibitory compounds that can interfere with the fermentation, and the yield of ethanol compromised. These products are furan derivatives such as furfural and 5-hydroxymethylfurfural, aliphatic acids such as acetic acid and phenolic derivatives. The focus of this study is to evaluate the production of ethanol from cellulose resulting from the steps mentioned above. In the fermentation of yeast hydrolysate medium not fully developed and ethanol production was inefficient. Thus, different fermentation media was analyzed and consisted that in addition to the presence of inhibitors in the hydrolyzate environment, there is a lack of nutrients for growth of the microorganism, as opposed to yeast results obtained when analyzing the synthetic medium containing inhibitors and the hydrolyzate medium supplemented mineral salts.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Física, Instituto de Química, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, 2014. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2014-11-24T16:16:54Z No. of bitstreams: 2 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte_Apendice.pdf: 2706317 bytes, checksum: 59d322fa49a6e65dae338f3c0eb02e70 (MD5) 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte.pdf: 2056211 bytes, checksum: 4e6556e60b685ceffb72a33cb5f8cb66 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-25T15:14:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte_Apendice.pdf: 2706317 bytes, checksum: 59d322fa49a6e65dae338f3c0eb02e70 (MD5) 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte.pdf: 2056211 bytes, checksum: 4e6556e60b685ceffb72a33cb5f8cb66 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-25T15:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte_Apendice.pdf: 2706317 bytes, checksum: 59d322fa49a6e65dae338f3c0eb02e70 (MD5) 2014_FlaviaTocciBoeingDuarte.pdf: 2056211 bytes, checksum: 4e6556e60b685ceffb72a33cb5f8cb66 (MD5) / Este trabalho surgiu de um interesse profissional em desenvolver atividades que estimulassem o aprendizado dos discentes quanto ao conteúdo, visando minimizar os problemas no ensino de ciências, e ainda promover um ensino centrado no conhecimento de conceitos científicos, fundamentais para sua formação. Para isso, propomos concretizar um ensino por meio de oficinas temáticas, com o intuito de oferecer significado ao conceito de transformação química, além dos outros conceitos envolvidos no tema: Fermentação Alcoólica. Essa é uma proposta contextualizada e interdisciplinar, que permite a inter-relação dos conceitos científicos, oferendo estímulo ao aluno, para que ele perceba as suas relações com seu cotidiano; levando em consideração as concepções prévias dos discentes para orientar a construção do módulo de ensino. A aplicação do módulo orientado foi por meio de uma oficina de experimentação e, posteriormente, verificou-se a apropriação de novas concepções científicas, principalmente sobre a aprendizagem do conceito de transformação química. O módulo foi aplicado em três dias durante a amostra científica para alunos da modalidade EJA, de uma escola pública do DF. Os resultados demonstram que a apropriação do conceito de transformação química foi eficaz, além de outros conceitos. Também demonstram que atividades experimentais, práticas dialógicas e avaliações a partir de registros em diário de classe são estratégias eficientes no processo de ensino-aprendizagem de ciências. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work originated from a professional interest in developing activities that stimulate students ' learning about the content in order to minimize problems in science education and even promote a centered teaching of scientific knowledge , concepts fundamental to their training . We propose finish teaching through thematic workshops, in order to provide meaning to the concept of chemical transformation, in addition to other concepts involved in the topic: Alcoholic Fermentation. This is a contextualized and interdisciplinary approach, allowing the interrelation of scientific concepts, offering encouragement to the student so that he realizes their relationship with their daily lives; taking into account the students prior conceptions to guide the construction of the teaching module. The application module has been driven through a workshop of experimentation and subsequently verified the ownership of new scientific concepts, especially about learning the concept of chemical transformation. This module was implemented in three days during the scientific sample of students EJA embodiment, a public school in the District Federal. The results demonstrate that the appropriation of the concept of chemical change was effective and other concepts. Also dismantle that experimental activities, dialogic practices and reviews from records in gradebook strategies are effective in the teaching and learning of science process.

Leveduras do gênero Dekkera/Brettanomyces causam sérios problemas ao vinho, afetando as propriedades sensoriais do produto final. O objetivo deste trabalho foi investigar a capacidade de duas linhagens de Saccharomyces cerevisiae em inibir a atividade de Brettanomyces custersianus na vinificação em tinto e durante a fase inicial de envelhecimento, assim como investigar a capacidade deste microrganismo (Br. custersianus) em inibir a atividade metabólica de Sacch. cerevisiae. Foram realizadas vinificações com 4 inoculações diferentes. O tratamento 1 (T1) foi inoculado com a linhagem neutra Sacch. cerevisiae EMBRAPA 1vvt/97, T2-Sacch. cerevisiae EMBRAPA 91B/84 killer, T3-EMBRAPA 1vvt/97 e Br. custersianus, T4-EMBRAPA 91B/84 killer e Br. custersianus e T5-Br. custersianus. Também foram realizados, testes de velocidade fermentação, inibição ou estímulo do metabolismo e tolerância ao SO2. Durante a fase tumultuosa realizaram-se análises de açúcares redutores totais e etanol. Observou-se que durante todo o período da fermentação, o consumo de substrato de T1 e T2 foi mais rápido, do que em T3 e T4. A velocidade de fermentação da Br. custersianus (T5) foi muito inferior às demais linhagens. Mesmo com uma velocidade de crescimento baixa, a linhagem contaminante quando inoculada juntamente com Sacch. cerevisiae retarda a fermentação tumultuosa, podendo comprometer o processo de vinificação. Br. custersianus (T5) não teve sua atividade metabólica afetada na presença de 125 mg/L de SO2, logo conclui-se que as concentrações normalmente utilizadas no processo de vinificação, 30 a 70 mg/L, não seriam suficientes para impedir sua atividade. / Dekkera/Brettanomyces yeasts cause serious problems to the wine, affecting the sensorial properties of the final product. The objective of this work was to investigate the capacity of two strains of Saccharomyces cerevisiae in inhibiting the activity of Brettanomyces custersianus in the vinification in red wine and during the early stage of aging of the wine, as well as to investigate the ability of this microorganism (Br. custersianus) to inhibit metabolic activity of Saccharomyces cerevisiae. Vinifications were performed with 4 different inoculations. Treatment 1 (T1) was inoculated with the neutral strain Sacch. cerevisiae EMBRAPA 1vvt/97, T2-killer Sacch. cerevisiae EMBRAPA 91B/84, T3-EMBRAPA 1vvt/97 and Br. custersianus, T4-EMBRAPA 91B/84 and Br. custersianus and T5-Br. custersianus. There were also carried out tests of speed fermentation, inhibition or stimulation of metabolism and tolerance to SO2. During the tumultuous phase analysis was performed of total reducing sugars and ethanol. It was observed that throughout the period of fermentation, the substrate consumption in T1 and T2 was faster than in T3 and T4. The speed of fermentation of Br custersianus (T5) was much lower than the other strains. Even with a low rate of growth, the strain contaminant when inoculated with Saccharomyces cerevisiae. delays the tumultuous fermentation, being able to compromise the vinification process. Br. custersianus (T5) did not have its metabolic activity affected in the presence of 125 mg/L of SO2, then it was concluded that the concentrations normally used in the vinification process, 30 to 70 mg/L, would not be enough to prevent their activity.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-12T13:58:24Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Graciely Gomes Corrêa.pdf: 2438516 bytes, checksum: a95852e5811a7fda5cb9187fdec3ccc8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T13:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Graciely Gomes Corrêa.pdf: 2438516 bytes, checksum: a95852e5811a7fda5cb9187fdec3ccc8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CNPQ; CAPES / O bioma Caatinga é o principal ecossistema da Região Nordeste que apresenta características peculiares devido ao seu clima quente e seco, típico do semi-árido. As actinobactérias de regiões de condições extremas são importantes em decorrência dos mecanismos de adaptação que estimulam a produção de novos compostos com potencial biotecnológico. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi isolar e identificar actinobactérias da rizosfera da Caatinga, além de determinar a atividade antimicrobiana. O isolamento dos micro-organismos rizosféricos foi realizado pela técnica de diluição seriada, utilizando diferentes temperaturas e meios de cultura. Foram realizados testes antimicrobianos para seleção de actinobactérias com atividade para bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e fungos. No ensaio primário em blocos de gelose, foi selecionada a actinobactéria que apresentou melhor resultado no ensaio primário e, em seguida, realizado o ensaio secundário (fermentação), utilizando os meios MPE, M1, ISP3 e Ciclamicina. A partir da fermentação da actinobactéria selecionada, no melhor meio de produção e tempo de fermentação, foram realizados experimentos de extração do princípio bioativo da biomassa e do líquido metabólico, em diferentes pHs. Em seguida, foi determinada a concentração mínima inibitória (CMI) do extrato bruto, da biomassa e do líquido metabólico. A identificação das actinobactérias foi realizada pela técnica do microcultivo e análise molecular. Foram isoladas 96 actinobactérias, das quais 68% (65) foram oriundas da temperatura de 37° C e 46% (48) provenientes do meio de cultura HV-ágar. No ensaio em bloco de gelose, 55% (53) dos isolados apresentaram atividade contra pelo menos um dos micro-organismos testados. Após este ensaio, a actinobactéria 74 (HT 1A+17) foi selecionada para os testes secundários por apresentar excelentes halos de inibição frente às bactérias Gram positivas. Esta linhagem foi identificada como Sreptomyces sp. através de testes moleculares e verificou-se que o meio MPE foi o melhor para a produção do biocomposto em 72 horas de fermentação, os melhores solventes foram acetona e hexano, ambos em pH 7,0, para extração da biomassa e do líquido metabólico, respectivamente. O isolado 74 (HT 1A+17) apresentou resultados promissores na produção do composto bioativo e estudos mais detalhados deverão ser realizados para melhor caracterização.