Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-22Bitstream added on 2014-06-13T19:08:55Z : No. of bitstreams: 1 silveira_ea_me_araiq.pdf: 555848 bytes, checksum: 89c80bc437beb0f21db690492633ec23 (MD5) / Para o aprimoramento do processo industrial de produção de bioetanol, é fundamental o conhecimento da bioquímica e fisiologia dos microrganismos envolvidos. Assim, este estudo tem o objetivo de obter informações bioquímicas de leveduras industriais, principalmente ao que se refere à hidrólise da sacarose e maltose pela enzima invertase (β-frutofuranosidase, EC 3.2.1.26) e maltase (α- glicosidase, EC 3.2.1.20) respectivamente. As linhagens industriais Ethanol RedTM (Fermentis/Lasaffre - linhagem francesa) PE-2, SA-1, CAT-1 e BG (linhagens brasileiras) foram cultivadas em meios contendo diferentes fontes de carbono (sacarose, glicose, frutose, maltose e galactose), suplementados com peptona e extrato de levedo, e avaliadas com relação a produção de biomassa, consumo da fonte de carbono, viabilidade celular e níveis de atividade invertásica e maltásica. Resultados mostraram que todas as linhagens apresentam crescimento rápido e intenso em sacarose, glicose e frutose, porém apresentam comportamento diferente em meios contendo maltose e galactose. Todas as linhagens crescem lentamente em galactose. Ethanol RedTM é mais adaptada para o crescimento em maltose do que as linhagens brasileiras PE-2 e SA-1. As outras linhagens brasileiras (CAT-1 e BG) não crescem em maltose devido à ausência de atividade maltásica. Com relação aos níveis de atividade invertásica, foi identificada a presença de três categorias de linhagens: uma com altos níveis de atividade (Ethanol RedTM), outra com níveis mais baixos (PE-2, CAT-1), e uma terceira categoria com atividade intermediária entre estas duas primeiras categorias (SA-1 e BG). Além do valor acadêmico, os resultados obtidos têm importância aplicada na medida em que indicam que as linhagens industriais produtoras de etanol combustível apresentam diferentes características fisiológicas, que podem ser exploradas para aperfeiçoar o processo de fermentação alcoólica / For the improvement of the industrial ethanol fuel-producing process, it is crucial to understand the biochemistry and physiology of the microorganisms involved. This study aims to obtain biochemical information of industrial yeasts, especially when it refers to the hydrolysis of sucrose and maltose by the enzyme invertase (β-frutofuranosidase, EC 3.2.1.26) and maltase (α-glicosidase, EC 3.2.1.20) respectively. The industrial strains Ethanol RedTM (Fermentis/Lasaffre - French strain) PE-2, SA-1, CAT-1 and BG (Brazilian strains) were cultured in media containing different carbon sources (sucrose, glucose, fructose, maltose and galactose) supplemented with peptone and yeast extract, and evaluated relative to biomass production, carbon source consumption, cell viability and levels of invertase and maltase activities. Results showed that all strains exhibit rapid and intense growth in presence of sucrose, glucose and fructose, but they have differing behavior in media containing maltose and galactose. All strains grow slowly on galactose. Ethanol RedTM is more adapted for growing in maltose than Brazilian PE-2 and CAT- 1. The remaining Brazilian strains (BG and CAT-1) do not grow in maltose, due to the absence of maltase activity. As far as the levels of invertase activity is concerned, three categories of strains have been identified: with high activity levels (Ethanol RedTM), with lower levels (PE-2, CAT-1), and a third category with intermediate activity levels between these first two categories (SA-1 and BG). Besides academic value, the results obtained have applied significance in indicating that industrial ethanol fuel-producing strains exhibit different physiological characteristics that can be exploited to improve the fermentation process

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-31Bitstream added on 2014-06-13T19:49:47Z : No. of bitstreams: 1 mirandajunior_m_me_araiq.pdf: 686702 bytes, checksum: 60f77d46ef23d1dcf0148d9acf436dfc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho teve como objetivo geral identificar as etapas ou estados fisiológicos importantes que determinam o desempenho fermentativo de leveduras industriais em meio de cultivo suplementado com fontes de nitrogênio apresentando diferentes graus de complexidade estrutural, utilizando duas linhagens de leveduras empregadas em vinícolas. O objetivo específico foi estudar a utilização diferencial de glicose e frutose por leveduras vinícolas induzida por fontes nitrogenadas complexas. Os meios de cultura continham como fonte de carbono a glicose, a frutose e uma mistura de glicose mais frutose; e uma fonte de nitrogênio variou de um simples sal de amônio a hidrolisado ácido de proteínas (casaminoácidos) e hidrolisado enzimático de proteínas (peptona). Os estudos envolveram: determinação dos parâmetros fermentativos de duas leveduras vinícolas em meios contendo diferentes fontes de carbono e diferentes fontes de nitrogênio apresentando diferentes complexidades estruturais; analise da composição de aminoácidos livres e na forma peptídica presente nos meios de cultura antes e após a fermentação; analise da distribuição de peptídeos nos meios de cultura antes e após o processo fermentativo. Os cultivos foram realizados com e sem agitação, situações que permitem observar o efeito do oxigênio no metabolismo das leveduras. Nas culturas agitadas, no geral, quando as leveduras vinícolas são cultivadas em glicose, frutose e glicose mais frutose, a fonte nitrogenada peptona é a que propicia melhores condições de fermentação, com maior produção de biomassa e etanol. A presença de oxigênio exerce forte impacto no processo fermentativo, nos meios suplementados com casaminoácidos e sulfato de amônio, com baixa produção de biomassa e etanol e perda acentuada da viabilidade celular. / The present work had a general objective to identify the stages or physiological states important that determine the fermentative performance in industrial yeasts in media supplemented with nitrogen sources with different structural complexity, using wine yeasts. The specific aim of this work was to study the effect of the complexity of nitrogen source on the differential utilization of glucose over fructose. The culture media contained glucose, fructose and a mixture of glucose and fructose as carbon sources, and a nitrogen source that varied of a simple ammonium salt, to an acid protein hydrolyzates (casamino acids) and enzymatic protein hydrolyzates (peptone). The studies involved: determination of the fermentative parameters of industrial yeast in media containing various sources of different carbon and nitrogen sources with different structural complexities; analyses of amino acids composition in the free and peptide form present in the culture media before and after fermentation; analyses of peptides distribution in the culture media before and after the fermentative process. In general, when the wine yeasts are grown on glucose, fructose and a mixture of glucose and fructose, peptone is the nitrogen source with better fermentative conditions, inducing higher biomass and ethanol production. Conversely, agitation induced strong impact in the fermentative process in media supplemented with casamino acids and ammonium sulfate, with low biomass and ethanol production. In unshaken fermentation of glucose and glucose plus fructose, in all nitrogen supplements, despite low biomass production, sugars are efficiently utilized by both strains, with high production of ethanol and preserving yeast viability. As expected, wine strains do not ferment fructose as efficiently as glucose, and the nitrogen complexity of nitrogen source accentuate the glucose to fructose discrepancy.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T20:50:21Z : No. of bitstreams: 1 moraes_dc_me_sjrp.pdf: 1032470 bytes, checksum: d66ccd7f4f58518fa691cb97c39d482c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização dos resíduos da agroindústria para a criação de novos produtos com valor agregado é uma ferramenta muito importante que vem merecendo destaque no país e no mundo. O Brasil é considerado um dos países que mais geram resíduos, desta forma a transformação destes compostos em novos produtos é imprescindível já que contribui para a preservação ambiental promovendo a adequada disposição dos mesmos no ambiente. Neste contexto as indústrias vinícolas têm destaque, já que o subproduto gerado por elas é de lenta decomposição e acarreta em poluição do meio ambiente. A casca e a semente da uva são responsáveis pela maior parte dos resíduos deste setor (cerca de 20 a 48%). Esta é composta por celulose (glicose), hemicelulose (xilose, arabinose) e lignina. A glicose proveniente da celulose é facilmente fermentada pela levedura Saccharomyces cerevisiae, porém a xilose da hemicelulose não é fermentada por esta levedura. O presente trabalho busca selecionar a partir da casca de uva microrganismos capazes de fermentar a xilose dos materiais lignocelulósicos em etanol contribuindo para o aumento da produção de bioetanol além de reduzir o impacto ambiental causado por estes subprodutos. Foram selecionadas três variedades de uva (Rubi, Thompson e Niagara). Alíquotas destes materiais serviram de substrato em meio liquido para o crescimento de bactérias e leveduras. Os microrganismos isolados foram testados quanto à capacidade de assimilar xilose como fonte de carbono e realizar fermentação para produção de etanol a partir deste açúcar. Duas linhagens de leveduras denominadas RL1 e RL5 (da uva Rubi) mostraram-se promissoras neste tipo de fermentação. Também foram realizados ensaios para otimizar as condições de fermentação, verificar a tolerância em níveis mais elevados... / The use of agro-industrial residues to create new value-added products is a very important tool that is worth mentioning in the country and the world. Brazil is considered one of the countries that generate more residues, thus the transformation of these compounds into new products is essential as it contributes to environmental conservation by promoting the proper disposal of these compounds into the environment. In this context, the wine industries have highlighted, since by-product generated by them has a slow docomposition and lead to environmental pollution. The grape skin and seed are responsible for most of the residues from this sector (about 20 to 48%). The grape skin is composed of cellulose (glucose), hemicellulose (xylose, arabinose) and lignin. The glucose derived from cellulose is easily fermented by the yeast Saccharomyces cerevisiae, but xylose of hemicellulose is not fermented by this strain. This study aimed to select microorganisms of grape skins capable of fermenting xylose from lignocellulosic materials into ethanol contributing to the increase in bioethanol production and reducing the environmental impact caused by these products. Three grape varieties (Ruby, Thompson and Niagara) were selected.). Aliquots of these materials served as substrate in a liquid medium for bacteria and yeast growth. The isolated microorganisms were tested for their ability to assimilate xylose as carbon source and to carry out fermentation to ethanol production from this sugar. Two strains of yeast called RL1 and RL5 (Ruby grape) have shown promise in this type of fermentation. Additional tests were also performed to optimize the fermentation conditions and to verify the tolerance on higher levels of sugar in the wort, aerobic fermentation, to evaluate the glucose fermentation by the selected yeasts... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador : Profª. Drª. Luciana Porto Souza Vandenberghe / Coorientadores : Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol e Profª. Drª.Vanete Thomaz Soccol / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa: Curitiba, 15/06/2015 / Inclui referências : f. 145-166 / Área de concentração: Agroindústria e biocombustíveis / Resumo:As mananases são enzimas aplicadas nos mais diversos segmentos industriais devido à sua capacidade de decompor as cadeias de mananas, presentes na fração hemicelulósica da parede celular vegetal. São produzidas comercialmente por fermentação submersa (FSm) e também estudadas à partir da fermentação no estado sólido (FES) porém, são desconhecidos relatos que abordam sua produção à partir da fermentação semissólida (FESS). A técnica de FESS é uma alternativa para o escalonamento de processos com o emprego de biorreatores, pois une importantes características da FES e da FSm, como por exemplo, o emprego de subprodutos agroindustriais como substratos sólidos e a simplificada recuperação do produto final. Os principais objetivos deste trabalho foram investigar a produção de mananase por via convencional utilizando diferentes técnicas fermentativas (FES, FESS e FSm) e por via recombinante (expressão heteróloga), bem como avaliar a estabilidade do extrato enzimático após o uso de diferentes aditivos, para composição da formulação líquida de mananase. Para tanto, foi realizada seleção de subprodutos agroindutriais para seu emprego como substratos nos processos de FES e FESS, que visaram a produção de mananases por via convencional com o fungo filamentoso Aspergillus niger NRRL 328. A casca de soja (CS) foi o substrato mais eficiente para emprego em processos de FESS, o qual se mostrou viável para produção da mananase (76,86 U mL-1). O aumento da escala produtiva de mananases por FESS foi explorada em biorreatores do tipo Tanque Agitado (STR) e Coluna de Bolhas (BCR), sendo este último, o modelo que apresentou a melhor resposta (30,02 U mL-1). A produção de mananases por via recombinante foi realizada com sucesso quanto à clonagem, obtenção do plasmídeo recombinante e expressão heteróloga pela levedura Pichia pastoris GS115, com índice superior à mananase nativa proveniente da cepa parental A. niger, em condições fermentativas similares. A análise quantitativa aliada ao perfil protéico obtido por SDS-PAGE, revelaram que a mananase recombinante não foi totalmente secretada pela levedura e que sua expressão pode ser melhorada. A formulação líquida de mananases, avaliada quanto à sua estabilidade pela ação de diferentes aditivos e também quanto à sua toxicidade ao organismo teste Artemia salina (CL50), teve sua composição considerada ideal na presença do extrato mananolítico semi-purificado, acrescido de citrato de sódio (0,15%), glicerol (2,5 M) e EDTA (0,01%), com comprovada estabilidade da mananase (99%), sob condição acelerada de armazenamento (50 °C durante 15 dias). A mesma formulação, na faixa de concentração entre 1 e 1,35%, não apresentou toxicidade (CL50) para A. salina. No estudo de estabilidade normal, o armazenamento à 4 °C do extrato mananolítico semi-purificado na ausência de aditivos, impediu a contaminação microbiana e manteve 90% da atividade enzimática durante 120 dias. O desenvolvimento deste trabalho correspondeu às expectativas uma vez que possibilitou avanços importantes acerca da produção de mananases por via convencional e recombinante, bem como a obtenção de produto com bio-atividade e estabilidade comprovadas. Palavras-chave: Mananase, Fermentação Semissólida, Cascas de Soja, Biorreatores, Formulação Líquida, Expressão Heteróloga. / Abstract: Mannanases are enzymes applied in the most several industrial segments, due its capacity to breaking down mannan chains, founded in the hemicelulosic portion of plant cell wall. Comercially produced by submerged fermentation (SmF) and also studied from solid-state fermentation (SSF), the report from production using semisolid- state fermentation (SSSF) are unknow. The semi-solid-state fermentation technique is an alternative for process scale-up employing bioreactors since it combines important features of SSF and SmF, e.g. the use of agroindustrial byproducts as solid substrates and the simplified recovery of the final product. The main objectives of this work were to investigate the mannanase production by conventional way using different fermentative techniques (SSF, SmF and SSSF) and by recombinant way (heterologous expression), as well as, evaluate the stability of the enzyme extract by studying different additives, which were added to a liquid mananase-based formulation. For this, the screening of several agroindustrial byproducts was carried out to test them as solid substrate in the SSF and SSSF processes for mannanase production by conventional way with the filamentous fungus Aspergillus niger NRRL 328. Soybean husks (SH) was the most efficient substrate for mannanase production by SSSF processes (76.86 U mL-1). Mannanase production scale up by SSSF was exploited in Stirred Tank (STR) and Bubble Column (BCR) bioreactors. STR promoted a better response (30.02 U mL-1). Recombinant mannanase production was conducted success fully in respect to cloning, recombinant plasmimid achieving and heterologous expression by the yeast Pichia pastoris GS115. Superior rates of mannanase production were achieved in comparison to native mannanase from parental strain A. niger in similar fermentative conditions. Quantitative analyzes, combined to the protein profile obtained by SDSPAGE, revealed that the recombinant mannanase was not totally secreted by the yeast and the expression could be improved. The liquid mannanase formulation, evaluated with respect to its stability by the action of several additives and also its toxicity for the organism test Artemia salina (LC50), was composed by the mannanolytic semi-purified extract addicted of sodium citrate (0.15%), glycerol (2.5 M) and EDTA (0.01%). The formulation showed a mannanase stability of 99%, under accelerated storage conditions (50 °C during 15 days). The same formulation in the concentration range between 1 and 1.35%, did not show toxicity (LC50) for A.salina. In the normal stability study, the storage at 4 °C of the pre-purified mannanolytic extract, without additives, did not show microbial contaminations with 90% of enzymatic activity stability during 120 days. The development of this work allowed important advances concerning mannanases production by conventional and recombinant way, as well as, the definition of a mannanase-based product with proven bio-activity and stability. Key-words: Mannanase, Semi-solid-state Fermentation, Soybean Husks, Bioreactors, Liquid Formulation, Heterologous Expression.

Orientador: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Ranulfo Monte Alegre / Resumo: A utilização dos resíduos da agroindústria para a criação de novos produtos com valor agregado é uma ferramenta muito importante que vem merecendo destaque no país e no mundo. O Brasil é considerado um dos países que mais geram resíduos, desta forma a transformação destes compostos em novos produtos é imprescindível já que contribui para a preservação ambiental promovendo a adequada disposição dos mesmos no ambiente. Neste contexto as indústrias vinícolas têm destaque, já que o subproduto gerado por elas é de lenta decomposição e acarreta em poluição do meio ambiente. A casca e a semente da uva são responsáveis pela maior parte dos resíduos deste setor (cerca de 20 a 48%). Esta é composta por celulose (glicose), hemicelulose (xilose, arabinose) e lignina. A glicose proveniente da celulose é facilmente fermentada pela levedura Saccharomyces cerevisiae, porém a xilose da hemicelulose não é fermentada por esta levedura. O presente trabalho busca selecionar a partir da casca de uva microrganismos capazes de fermentar a xilose dos materiais lignocelulósicos em etanol contribuindo para o aumento da produção de bioetanol além de reduzir o impacto ambiental causado por estes subprodutos. Foram selecionadas três variedades de uva (Rubi, Thompson e Niagara). Alíquotas destes materiais serviram de substrato em meio liquido para o crescimento de bactérias e leveduras. Os microrganismos isolados foram testados quanto à capacidade de assimilar xilose como fonte de carbono e realizar fermentação para produção de etanol a partir deste açúcar. Duas linhagens de leveduras denominadas RL1 e RL5 (da uva Rubi) mostraram-se promissoras neste tipo de fermentação. Também foram realizados ensaios para otimizar as condições de fermentação, verificar a tolerância em níveis mais elevados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of agro-industrial residues to create new value-added products is a very important tool that is worth mentioning in the country and the world. Brazil is considered one of the countries that generate more residues, thus the transformation of these compounds into new products is essential as it contributes to environmental conservation by promoting the proper disposal of these compounds into the environment. In this context, the wine industries have highlighted, since by-product generated by them has a slow docomposition and lead to environmental pollution. The grape skin and seed are responsible for most of the residues from this sector (about 20 to 48%). The grape skin is composed of cellulose (glucose), hemicellulose (xylose, arabinose) and lignin. The glucose derived from cellulose is easily fermented by the yeast Saccharomyces cerevisiae, but xylose of hemicellulose is not fermented by this strain. This study aimed to select microorganisms of grape skins capable of fermenting xylose from lignocellulosic materials into ethanol contributing to the increase in bioethanol production and reducing the environmental impact caused by these products. Three grape varieties (Ruby, Thompson and Niagara) were selected.). Aliquots of these materials served as substrate in a liquid medium for bacteria and yeast growth. The isolated microorganisms were tested for their ability to assimilate xylose as carbon source and to carry out fermentation to ethanol production from this sugar. Two strains of yeast called RL1 and RL5 (Ruby grape) have shown promise in this type of fermentation. Additional tests were also performed to optimize the fermentation conditions and to verify the tolerance on higher levels of sugar in the wort, aerobic fermentation, to evaluate the glucose fermentation by the selected yeasts... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Maria das Graças de Almeida Felipe / Banca: Eutímio Gustavo Fernández Núñez / Resumo: As amilases são enzimas pertencentes à classe das hidrolases, atuando na estrutura do amido com a hidrólise das ligações glicosídicas dos tipos α-1,4 e α-1,6, do interior das cadeias de amilose e amilopectina, respectivamente. Atualmente são responsáveis por cerca de 30% do mercado mundial de enzimas e apresentam uma vasta gama de aplicações industriais. Os fungos capazes de produzir enzimas amilolíticas podem ser cultivados mediante insumos de baixo custo empregados na fermentação em estado sólido (FES), o que possibilita a valorização dos subprodutos da agroindústria, bem como fornece suporte semelhante ao encontrado pelo micro-organismo no ambiente natural. O presente estudo visa produzir amilases por Rhizopus microsporus var. oligosporus em FES utilizando o farelo de trigo como substrato, purificar parcialmente o extrato bruto enzimático obtido, caracterizar bioquimicamente o extrato enzimático parcialmente purificado e posteriormente realizar a sacarificação pela hidrólise do amido presente na quirera de arroz e fermentação alcoólica por Saccharomyces cerevisiae para produção de etanol. A atividade enzimática do extrato bruto foi 39,8 U/mL o que equivale a 358 U/g de substrato. O índice de purificação, após as etapas de cromatografia foi parcial, mas suficiente para que a caracterização bioquímica do extrato produzido fosse realizada. Estes testes demonstraram faixa ótima no pH 4,0 e pH 5,5, indicando as condições ácidas como as melhores para este estudo. A estabilidade do pH foi ampla variando do pH 3,5 ao pH 8,5 com cerca de 40 a 60% de atividade relativa. A temperatura ótima de atividade enzimática determinada como ideal foi de 60 a 65 °C, porém a enzima mostrou-se termoestável até 60 °C. Os testes do efeito de íons na reação enzimática amilolítica demonstraram que os íons Cu+2, Zn+2, Al+2 e Na+2 comportaram-se como inibidores da atividade. O íon Mn+2 destacou-se por potencializar em... / Abstract: Amylases are enzymes belonging to the class of hydrolases acting on starch structure with the hydrolysis of glycosidic bonds of α-1,4 and α-1,6 types, in the interior of the chains of amylose and amylopectin, respectively. Currently they are responsible for about 30% of the world market enzymes and show a wide range of industrial applications. Fungi capable of producing amylases can grow by low cost inputs in solid-state fermentation (SSF), which enables the recovery of the agricultural industry by-products and provides support similar to that found by the microrganism in the natural environment. This study aims to produce amylase by Rhizopus microsporus var. oligosporus in solid-state fermentation using wheat bran as substrate partially to purify the crude enzyme extract obtained biochemically characterize the partially purified enzyme extract and subsequently to carry out the hydrolysis saccharification of starch present in broken rice and fermentation of it by Saccharomyces cerevisiae for ethanol production. Enzymatic activity of the raw extract was 39.8 U/mL equivalent to 358 U/g substrate. The purification ratio after the chromatography step was partial, but sufficient for the biochemical characterization of the produced extract was taken. These tests showed optimal range of pH 4.0 to pH 5.5 indicating the acidic condition as the best for this study. The pH stability was wide range of pH 3.5 to pH 8.5 with 40 to 60% relative activity. The optimum temperature for enzyme activity determined as optimum was 60 to 65 °C, but the enzyme was thermostable up to 60 °C. Ion effect of the amylolytic enzyme tests showed that the reaction Cu+2, Zn+2, Al+2 and Na+2 ions behaved like activity inhibitors. The Mn+2 ions distinguished for enhancing at about 60% relative enzymatic activity to hydrolysis without addition of ions. The enzymatic hydrolysis of broken rice using as substrate allowed the complete conversion of starch to reducing sugars ... / Mestre

Resumo: O ácido lático é produzido preferencialmente durante o metabolismo fermentativo de carboidratos por bactérias láticas (BAL). Esse processo metabólico anaeróbio gera 2 moles de ácido lático partindo-se de 1 mol de glicose. Procurando-se obtenção de ácido em meios de cultivo de baixo custo, foram avaliados 3 meios de cultivo: CSN a base de caldo de canade- açúcar, MRS modificado (2% de glicose) e o meio Padrão (4% sacarose). Para cada meio utilizou-se 4 Erlenmeyer's de 250 mL sendo 1 deles o controle e os demais contendo as bactérias. Empregou-se após seleção prévia Lactobacillus delbrueckii 103.10.2 e linhagem selvagem não identificada na condição estática (30 ± 2°C) e agitada (150 rpm, temperatura de 30 ± 2°C) por 72 h. Os meios foram enriquecidos com extrato de tomate em diferentes concentrações (0; 0,5 ; 2 e 4%). O ácido lático produzido foi quantificado enzimaticamente pelo Accutrend Lactate® e a acidez total por titulometria. Acompanhou-se o consumo da glicose pelo método do ADNS. Verificou-se que 34,35gL-1 de ácido lático foram obtidos em 72 h de fermentação agitada pela linhagem selvagem não identificada, no meio CSN 12 brix acrescido de 4% de extrato de tomate, sendo consumidos 16,1 gL-1 de glicose. A linhagem Lactobacillus delbrueckii 103.10.2 produziu 27,90gL-1 de ácido lático em meio Padrão, contendo 0,5% de extrato de tomate, durante as 72h de cultivo. / Abstract: The lactic acid is produced preferably during fermentative metabolism of carbohydrate for lactic acid bacteria (BAL). In this anaerobic metabolic process, two lactic acid molecules are produced from each molecule of glucose. In this study Lactobacillus delbrueckii 103.10.2 and unidentified wild strain was assayed in three different culture media: modified MRS medium (2% glucose), CSN (sugar-cane juice supplemented with nutrients) and a standard medium (4% sucrose) with agitation or under stationary conditions, enriched with tomato extract (0; 0,5 ; 2 and 4%). The lactic acid produced was measured with the Accutrend Lactate® as well as titration method (verification of acidity); and glucose concentration was determined by ADNS method. The best strain for lactic acid production was unidentified wild strain, presenting 34,35 gL-1 of lactic acid in the CSN 12 brix medium enriched with 4% of tomato extract; 16,1 gL-1 of glucose was consumed, at 30 ± 2°C for 72h, under agitation at 150 rpm. / Orientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Coorientador: Jonas Contiero / Banca: Marta Cristina Teixeira Duarte / Banca: Octavio Antonio Valsechi / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Valéria Mart Gomes de Lima / Banca: Rondinelli Donizetti Herculano / Resumo: As amilases são enzimas que catalisam a hidrólise do amido, dentre as quais se destaca a α-amilase, a β-amilase e a glicoamilase. Apresentam grande importância biotecnológica devido sua aplicação em vários processos industriais, principalmente alimentício. Podem ser obtidas de plantas, animais e microorganismos, no entanto, enzimas microbianas encontram maior demanda industrial. Além da importância econômica destas enzimas, novas metodologias têm sido desenvolvidas com resíduos como substrato para muitos processos industriais. A utilização de resíduos agro-industriais não só contribui para minimizar o impacto ambiental como atribui um valor econômico a esses substratos. Além disso, a imobilização de enzimas tem sido uma estratégia utilizada para a condução de bioprocessos, uma vez que os biocatalisadores imobilizados podem ser reutilizados em processos contínuos reduzindo custos de produção. Neste trabalho foi comparada a produção de amilases de dois fungos importantes para a indústria de alimentos, Rhizopus oryzae e Rhizopus microsporus var. oligosporus em fermentação submersa avaliando posteriormente os melhores métodos de imobilização da enzima, visando a produção de xarope de glicose. Os resultados mostraram que a farinha de trigo tipo II foi melhor ao farelo de mandioca e à farinha de mandioca como fonte de carbono na fermentação. As condições definidas para a fermentação foram: temperatura de 30°C e 96 h de tempo de fermentação para ambos os micro-organismos. O melhor pH para a atividade enzimática de Rhizopus oryzae foi 5,0, e de Rhizopus microsporus var. oligosporus foi 4,0 e 5,0. Ambas as enzimas apresentaram 100% de estabilidade em pH 4,0 a 7,0. A melhor temperatura para a atividade enzimática da amilase de R. oryzae foi 50°C e de R. oligosporus foram 60°C e 65°C. Ambas as... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Amylases are enzymes that catalyze starch hydrolysis, among which stands out α-amylase, β-amylase and glucoamylase. These enzymes have great importance due to its biotechnological application in various industrial processes, especially in food industry, among others. Also, they can be obtained from plants, animals and microorganisms, however microbial enzymes are the highest industrial demand. Besides economic importance, new methodologies has been developed with agricultural waste as substrate for many industrial processes. Bio-waste application in agro-industry not only minimizes environmental impacts as it increases economic value attached to these substrates. Immobilized enzymes is one strategy being used to conduct bio-processes, since immobilized biocatalysts can be reused in continuous processes and lowering production costs. In this paper two important fungi amylases from Rhizopus oryzae e Rhizopus microsporus var. oligosporus were characterized for enzyme production by optimal conditions and immobilization techniques, in order to produce glucose syrup. Results showed that type II wheat flour was better than cassava bagasse and cassava flour as fermentation's carbon source. Fermentation conditions were: temperature 30°C during 96 hours for both microorganisms. Best enzymatic pH activity of Rhizopus oryzae was achieved at 5.0, and for Rhizopus microsporus var. oligosporus was 4.0 and 5.0. Both enzymes showed 100% stability from pH 4.0 to 7.0. The best temperature for amylase enzymatic activity of R. oryzae was 50°C and R. oligosporus were 60°C and 65°C. Both enzymes were 100% stable at temperature range of 20°C to 40°C, however the enzyme of R. oligosporus were more stable at temperatures above 50°C than R. oryzae. The products of starch enzymatic hydrolysis were analyzed by... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Valéria Marta Gomes de Lima / Banca: Cintia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Mario Lucio Lopes / Resumo: Lipases (E.C. 3.1.1.3) são enzimas que catalisam a hidrólise de ligações éster em meio aquoso, ou reações sintéticas quando em ambientes aquo-restritos, o que as tornam interessantes para aplicações em diferentes segmentos industriais como tratamento de efluentes, indústria alimentícia, e mais recentemente, na indústria de biocombustíveis, para produção de biodiesel por processos de esterificação e transesterificação. Essas enzimas normalmente são produzidas por micro-organismos por dois tipos de fermentação: a submersa ou em estado sólido. A fermentação em estado sólido (FES) apresenta vantagens interessantes como o baixo custo dos substratos utilizados para o crescimento microbiano (bagaços, tortas de origem agroindustrial ou farelos), economia de energia e água e produto final concentrado. Este trabalho teve como objetivos estudar parâmetros para produção de lipase pelo fungo filamentoso Fusarium oxysporum em FES, seguido da caracterização enzimática, e posterior aplicação em reações de síntese. O cultivo microbiano procedeu-se durante 120h a 28°C, e a atividade enzimática quantificada pela hidrólise do palmitato de p-nitrofenila. Foram testados diferentes substratos para a produção enzimática, bem como adição de sais e óleos. O extrato bruto com maior atividade lipolítica (5,08 U/gss) foi obtido após 120h de fermentação em torta de crambe umedecida com tampão fosfato pH 7,0. O extrato enzimático bruto apresentou maior atividade à 40°C e em tampão fosfato pH 8,0; foi pouco estável em temperaturas acima de 37°C, porém manteve-se estável em amplo intervalo de pH. Em relação a solventes polares, foi estável em baixas concentrações destes; em solventes apolares a atividade foi aumentada para até 130%. Mostrou-se estável, ainda, em diferentes tensoativos. A hidrólise dos diferentes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lipases (EC 3.1.1.3) are enzymes that catalyze the hydrolysis of ester in aqueous system, or synthetic reactions when in non-aqueous system, which makes them interesting for many industries as wastewater treatment, food industry, and more recently, in the biofuels industry for biodiesel production by esterification and transesterification. These enzymes are usually produced by microorganisms by two types of fermentation: submerged or solid. The solidstate fermentation (SSF) offers interesting advantages as the low cost of substrates for microbial growth (bagasses, agroindustrial cakes or sharps), economy of energy and water and more concentrate final product. This study aimed to study parameters for lipase production by filamentous fungus Fusarium oxysporum in SSF, followed by enzymatic characterization, and subsequent application in synthesis reactions. The microbial cultivation proceeded for 120 hours at 28°C, and enzymatic activity measured by the hydrolysis of pnitrophenyl- palmitate. Different substrate were tested for the enzyme production, and addition of salts and oils. The crude extract with highest lipase activity (5.08 U/gds) was obtained after 120 hours of fermentation in cake crambe moistened by phosphate buffer pH 7.0. The crude enzyme extract showed higher activity at 40°C in phosphate buffer pH 8.0; and was unstable at temperatures above 37°C, but remained stable in a wide pH range. It was stable at low concentrations of polar solvents, however in non-polar solvents, the activity was increased up to 130%, and it was also stable in different surfactants. The hydrolysis of various substrates, both synthetic and natural, confirmed that it was a true lipase. The use of fermented solid in esterification reactions proved to be efficient, having high conversion rates (around 90%)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Raul Jorge Hernan Castro Gomez / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Resumo: A levana é um exopolissacarídeo constituído por unidades de frutose, unidas através de ligações (2 6), sintetizado por vários microrganismos durante a fermentação de um meio de cultura à base de sacarose, extrato de levedura e sais minerais. Este biopolímero possui diversas aplicações tanto na área de alimentos (fixador de cores e sabores, espessante e estabilizante de vários alimentos) como também na farmacêutica (substituto de plasma sanguíneo, imunomodulador, anticarcinogênico e hipocolesterolêmico). Este trabalho teve como objetivo principal estudar o processo de produção de levana através do cultivo das bactérias Bacillus subtilis e duas linhagens de Zymomonas mobilis (CP4 e CCT 4494). Durante a otimização de sua produção, foi analisado o efeito da variação de: fontes de carbono em diferentes concentrações, temperatura (25; 30 e 35°C), concentração de extrato de levedura (1,0 a 10,0%) e pH (6,0; 7,0 e 8,0). As fontes de carbono testadas foram frutose e glicose (1,0; 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0%) e sacarose (1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0%), as quais foram adicionadas em três meios de cultura sintéticos denominados como meios 1, 2 e 3. Além destes meios, também foi testado o caldo de cana-de-açúcar, em diferentes concentrações de sólidos solúveis (10,0; 15,0 e 20,0%), como meio de cultura alternativo para obtenção de levana. Após o término do processo fermentativo, foi realizada a determinação do pH diretamente do caldo fermentado. A seguir, o caldo foi centrifugado a 8000 rpm durante 15 minutos e a biomassa foi estimada como peso seco... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Levan is an exopolysaccharide constituted by fructose units, ß (2.6) linked, synthesized by several microorganisms during fermentation of a culture medium containing sucrose, yeast extract and mineral salts. This biopolymer has various applications as much in food area (colors and flavors fixer, thickener and stabilizer of several foods) as in pharmaceutical one (blood plasma replacement, immunomodulator, anticarcinogenic and hypocholesterolemic). The principal objective of this work was to study the levan production process by cultivation of Bacillus subtilis bacteria and two strains of Zymomonas mobilis (CP4 and CCT 4494). During the optimization of its production it was analyzed the variation effect of: different concentrations of carbon sources, temperature (22; 30 and 35°C), yeast extract concentration (1.0 to 10.0%) and pH (6.0; 7.0 and 8.0). The tested carbon sources were fructose and glucose (1.0; 2.0; 3.0; 4.0 and 5.0%) and sucrose (1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 10.0; 15.0 and 20.0%) which were added to three synthetic culture media coded as 1, 2 and 3. Besides these media, the sugar cane broth was also tested at different concentrations of soluble solids (10.0; 15.0 and 20.0%) as alternative culture medium for levan obtainment. After the fermentative process finished the fermentation broth pH was measured. Afterwards, the broth was centrifuged at 8000 rpm for 15 minutes and the biomass was estimated as dried weight. After the analysis of the RS (reducing sugars) and TRS (total reducing sugars) in the supernatant, this was precipitated with three volumes of ethanol, driedand ground to determine the levan concentration and the ash content. After analysis of the results obtained with the different media used, it was verified that the bacteria grew at pH in a range from 4.0 to 7.5 and that levan wasn’t produced at pH lower than 3.5. The results... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre