Submitted by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-08-24T19:09:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2339382 bytes, checksum: 3193d68713b158454bf77130de42186d (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-08-24T19:10:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2339382 bytes, checksum: 3193d68713b158454bf77130de42186d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T19:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2339382 bytes, checksum: 3193d68713b158454bf77130de42186d (MD5) / Diante de um mercado cada vez mais exigente e competitivo, as indústrias cervejeiras anseiam por inovações e redução de custos. Neste contexto, a utilização de adjuntos para a produção de cerveja torna-se uma tendência de grande importância. Os mesmos são fontes de carboidratos que substituem uma parte do malte de cevada na constituição do mosto cervejeiro. Atualmente, alguns adjuntos não convencionais, como mel, banana e fécula de mandioca têm sido utilizados, ampliando consequentemente, a diversidade de matérias-primas que podem ser aplicadas na produção de cerveja. O melão de caroá (Sicana odorífera) é uma fruta subutilizada de menor expressão econômica, mas que possui aroma e sabor agradáveis, assim como concentração de carboidratos e minerais, que tornam viável utilizá-lo na aplicação biotecnológica como adjunto do malte, sendo este o principal objetivo deste trabalho. Inicialmente, foram realizadas as análises físico-químicas da polpa de melão de caroá e dos mostos com as seguintes concentrações desse adjunto: 0, 10, 30 e 50%. Em relação à polpa, foram analisados os seguintes parâmetros: umidade, sólidos solúveis, carboidratos totais, açúcares redutores, pH, proteínas, lipídeos, acidez total titulável e minerais ( Cd, Ca, Pb, Co, Cu, Cr, Fe, P, Li, Mg, Mn, Mo, K, Se, Na, V, Zn). Para os mostos, foram determinados estes mesmos parâmetros, com exceção da umidade e dos lipídeos, sendo incluídos a cor e o amargor. Realizou-se um tratamento estatístico dos dados, utilizando o programa SISVAR 5.0, podendo-se verificar que houve diferença significativa ao nível de 5% entre os parâmetros avaliados dos quatro mostos, com exceção do teor de sólidos solúveis. Em seguida, iniciaram-se os testes fermentativos em escala laboratorial (250 mL) com a levedura comercial Saccharomyces cerevisiae do tipo ale, utilizando nos ensaios o adjunto nas quatro diferentes proporções supracitadas, e realizou-se um acompanhamento analítico do processo a fim de identificar a melhor concentração de adjunto para aplicação em larga escala, avaliando-se os seguintes parâmetros: concentração celular, viabilidade celular, teor de etanol, extrato aparente, concentrações de ácidos orgânicos e glicerol. A partir da análise estatística, verificou-se que o mosto com 50% de polpa apresentou resultados mais satisfatórios. A produtividade volumétrica em etanol (Qp) correspondeu a 0,47g/L.h, fermentabilidade aparente igual a 89,42% e teor de etanol de 5,7%. O processo fermentativo deste mosto foi ampliado na escala piloto (100L) do Laboratório de Fermentação da Universidade Estadual de Feira de Santana, realizando também o acompanhamento analítico do processo fermentativo a partir da determinação de concentração celular, viabilidade celular, teor de etanol, extrato aparente, concentrações de ácidos orgânicos e glicerol, resultando em Qp igual a 0,45 g/L.h, 88,9% de fermentabilidade aparente e teor de etanol correspondente a 5,5%. A cerveja obtida foi analisada físico-quimicamente quanto ao pH, proteína, cor, amargor, glicerol e ácidos orgânicos. Posteriormente, realizou-se a análise sensorial, avaliando a aceitação e a intenção de compra de 70 provadores, dos quais 77,14% aceitaram o produto e 72,86% demonstraram intenção de compra. Podendo-se inferir que a aplicação biotecnológica do melão de caroá pode ser considerada uma alternativa para a indústria cervejeira.

Os vinhedos estão entre as formas mais intensivas de plantio e a diversidade de leveduras associadas a estes vinhedos ainda não foram caracterizadas e, informações concernentes à ecologia e diversidade ainda é limitada. Neste contexto, o trabalho tem como objetivo estudar a diversidade e riqueza de leveduras associadas a regiões produtoras de vinho, selecionar linhagens do gênero Saccharomyces com fenótipos desejáveis para vinificação. As leveduras foram isoladas de três vinhedos localizados em Pinheiro Preto, Serra do Marari e Campos Novos no sul do Brasil. Em Pinheiro Preto, o mais antigo, foi coletado 20 pontos localizados nos vinhedos e na cantina para um estudo transversal, nos outros dois vinhedos foram coletados cachos de uvas. Após o isolamento em meio enriquecido (YPD), foram incubados por 48 horas a 28°C. Foi utilizado um procedimento de triagem consistindo de agrupamento de leveduras com o mesmo perfil obtido com (GTG)5 MSP-PCR fingerprinting, seguido de identificação por sequenciamento do domínio D1/D2 (LSU rDNA) ou região ITS1-5.8S-ITS2 de um ou alguns representantes selecionados de cada grupo de leveduras, porém espécies não relacionadas foram agrupados em um mesmo grupo. Resultando em sensibilidade alta e especificidade baixa de (GTG)5 MSP-PCR fingerprinting. Para análise da biodiversidade e riqueza de espécies foram sequenciados 106 linhagens identificadas em 22 espécies. Os índices de estimativas de riqueza aplicados variaram entre as espécies para cada vinhedo (ICE1, ACE, Jackknife 2, Bootstrap, p<0,001). A comparação da diversidade taxonômica de leveduras provenientes destas regiões usando o índice Recíproco de Simpson apresentou diferença significativa entre os vinhedos de Serra do Marari e Campos Novos (5,72±1,18 e 2,92±0,36, p<0,0001). Em geral, observamos que os vinhedos diferenciaram entre si para os índices avaliados (FAD2, FDc e Rao p<0,0001). Foi observada uma possível dispersão de S. cerevisiae entre a cantina e o parreiral em Pinheiro Preto. Através da análise fenotípica sugere-se que os isolados 06CE, 11 CE e 33CE sejam de Saccharomyces cariocanus. Foi possível determinar 4 perfis genotípicos com o primer EI1. De acordo com o perfil de compostos voláteis produzidos foi possível agrupar as linhagens. Os vinhedos apresentaram uma biodiversidade de leveduras, demonstrando ser um ambiente para o isolamento de linhagens do gênero de Saccharomyces de interesse industrial e enológico. / The vineyards are among the most intensive forms of crop and the diversity of yeasts associated with vineyards have not yet been characterized, and information concerning the ecology and diversity is restricted. In this context, the work aims to study the diversity and richness of yeasts associated with wine-producing regions, select Saccharomyces strains with desirable phenotypes for winemaking. The yeasts were isolated from three vineyards located in Pinheiro Preto, Serra do Marari and Campos Novos in southern Brazil. Samples were collected from 20 sites located in the vineyards. In Pinheiro Preto cross evaluation since it is the oldest of the vineyards studied, were collected 20 points located in the vineyards and in the winery, the other two vineyards were collected bunches of grapes. After isolation in YPD enrichment medium were incubated for 48 hours at 28 °C. We used a screening procedure group consisting of yeast with the same profile obtained (GTG)5 MSP-PCR fingerprinting, followed by sequencing to identify the D1/D2 domain (LSU rDNA) or ITS1-5.8S-ITS2 region of one or some selected representatives from each group of yeasts, but unrelated species were clustered into one group. For analysis of biodiversity and species richness were sequenced 106 strains identified in 22 species. The estimated species richness applied varied between species for each vineyard (ICE1, ACE, Jackknife 2, Bootstrap, p <0.001). A comparison of the taxonomic diversity of the yeasts from these regions using the reciprocal Simpson index showed a significant difference between the Serra do Marari and Campos Novos vineyards (5.72 ± 0.36 and 2.92 ± 0.36, p <0.0001). The possible spreading of Saccharomyces cerevisiae from the winery to the vineyard in Pinheiro Preto was observed. By phenotypic analysis suggests that the isolated 06CE, 33CE and 11CE is Saccharomyces cariocanus. Was determined 4 genotypic patterns using primer EI1.By the determination of the volatile profile was possible to group the strains of Saccharomyces. The vineyards showed a biodiversity yeast, demonstrating to be an environment for the isolation of the strains Saccharomyces of industrial interest oenological.

SOUSA, C. T. Produção de biomassa de Bacillus sp. RAB9 por fermentação submersa. 2013. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T16:23:05Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_ctsousa.pdf: 1159245 bytes, checksum: 13348db1a454f462fae0332a9c992a1f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T16:36:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_ctsousa.pdf: 1159245 bytes, checksum: 13348db1a454f462fae0332a9c992a1f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-16T16:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_ctsousa.pdf: 1159245 bytes, checksum: 13348db1a454f462fae0332a9c992a1f (MD5) Previous issue date: 2013-03-04 / The growth-promoting bacteria in plants (BPCP) represents a functional portion of the active biota soil rhizosphere are present in rhizoplane and within host plants The biotechnological use of these bacteria has intensified in recent years The genus Bacillus has been continually cited in studies related to growth promotion in plant species Some species can be applied as a seed treatment organs for the vegetative propagation and seedling Therefore this study aimed to assess the biomass of Bacillus sp (RAB9) with potential use in promoting growth of banana plantlets The strain Bacillus sp (RAB9) belonging to the group of epiphytic bacteria was isolated from radish from the Culture Collection of the Laboratory of Fitobacteriologia Federal Rural University of Pernambuco The experiments were performed on an orbital shaker and batch reactor In orbital shaker was studied growth curve of strain at 30°C to observe their exponential phase For the production of biomass were observed the effects of adding the content of peptone (5 to 50 g.L-1) in NYD medium (meat extract yeast extract meat peptone and dextrose) addition of secondary elements (K2HPO4 and MgSO4) and inorganic nitrogen source ((NH4)2SO4) In batch reactor tests were conducted with different air flows in simple batch and fed batch with a comparison with the modified medium The fermentations presented in the reactors foaming tests were made with vegetable oils (corn canola sunflower soybean) and to verify the best mineral defoamer Later tests were quantified biomass residual sugar residual nitrogen and ammonia nitrogen With the results noted the importance of the addition of elements (MgSO4 and (NH4)2SO4) in half NYD and air flow on the growth of strain With the studied parameters were determined the best conditions for the production of Bacillus sp RAB9 / As bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCP) representam uma parcela funcional ativa da biota do solo são presentes na rizosfera no rizoplano e no interior de plantas hospedeiras O uso biotecnológico dessas bactérias tem se intensificado nos últimos anos O gênero Bacillus vem sendo continuamente citado em estudos relacionados a promoção de crescimento em espécies vegetais Algumas espécies podem ser aplicadas no tratamento de sementes, órgãos de propagação vegetativa e mudas Diante disso o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de biomassa de Bacillus sp (RAB9) com potencial uso na promoção de crescimento de mudas de bananeira A cepa Bacillus sp (RAB9) pertencente ao grupo das bactérias epifíticas, foi isolada de rabanete proveniente da Coleção de Culturas do Laboratório de Fitobacteriologia da Universidade Federal Rural de Pernambuco Os experimentos foram realizados em agitador orbital e em reator de bancada Em agitador orbital foi estudada a curva de crescimento da linhagem a 30°C para observar sua fase exponencial Para a produção de biomassa foram observados os efeitos da adição do teor de peptona (5 a 50 g.L-1) no meio NYD (extrato de carne, extrato de levedura peptona de carne e dextrose) adição de elementos secundários (K2HPO4 e MgSO4) e fonte de nitrogênio inorgânico ((NH4)2SO4) Em reator de bancada foram realizados testes com diferentes vazões de ar em batelada simples bem como uma comparação com batelada alimentada com o meio modificado As fermentações nos reatores apresentaram formação de espuma testes foram feitos com óleos vegetais (milho canola girassol soja) e mineral para verificação do melhor antiespumante Posteriormente aos testes foram quantificadas a biomassa o açúcar residual nitrogênio residual e nitrogênio amoniacal Com os resultados obtidos foi observado a importância da adição dos elementos (MgSO4 e (NH4)2SO4) ao meio NYD e da vazão de ar sobre o crescimento da cepa Com os parâmetros estudados foram determinadas as melhores condições para a produção de Bacillus sp RAB9

LIMA, M. A. Recuperação e purificação de β-galactosidase de Kluyveromyces lactis utilizando cromatografia de modo misto. 2014. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T17:47:52Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_malima.pdf: 1758126 bytes, checksum: 3eef5075013be8a9368e83cd463174fe (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T13:06:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_malima.pdf: 1758126 bytes, checksum: 3eef5075013be8a9368e83cd463174fe (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T13:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_malima.pdf: 1758126 bytes, checksum: 3eef5075013be8a9368e83cd463174fe (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / The most important lactases, as far as biotechnological interest is concerned, are those produced by Kluyveromyces yeasts, which are intracellular and currently obtained mostly by submerged-state fermentation. This technique, just as the mainstream biotechnological processes, involves a need for protein and peptide purification from a variety of sources. In this context, one of the most promising notable techniques that can be highlighted is Mixed Mode Chromatography, which allows simultaneous ionic and hydrophobic interactions between the adsorbent and the adsorbate. Thus, the aim of this work was to assess the feasibility of recovery and purification of a Kluyveromyces lactis β-galactosidase, produced via fermentation process, by employing Mixed Mode Chromatography. Unit operations, such as protein precipitation and dialysis were also performed in order to concentrate the enzyme of interest and eliminate cell debris and other interferences inherent in the fermentation medium, something that would result in a decrease in the process yield. The production showed satisfactory results, with mean values for total enzyme concentration of 0.45 mg/mL, enzymatic activity of 77 U/mL and specific activity of 167,9 U/mg. The Purification Factor obtained was 1.17. A precipitation step, followed by a dialysis process, was performed and the later chromatographic run carried out in fixed bed with this material yielded recovery values of 41.0 and 48.2% of total protein and activity, respectively. SDS-PAGE Electrophoresis confirmed the purification evolution throughout the unit operations employed, confirming the viability of the employment of the techniques used to obtain an enzyme of considerable degree of purity and possessing high-added value. / As mais importantes lactases, em termos de interesse biotecnológico, são aquelas produzidas por leveduras do gênero Kluyveromyces, que são intracelulares e, em sua maioria, são obtidas por fermentação em cultura submersa. Esta técnica, assim como a maioria dos processos biotecnológicos, envolve a necessidade de purificação de proteínas e peptídeos a partir de uma variedade de fontes. Neste contexto, uma das técnicas mais notavelmente promissoras é a cromatografia de modo misto, que permite interações iônicas e hidrofóbicas simultaneamente entre o adsorvente e o adsorbato. O objetivo do presente trabalho foi estudar a viabilidade da recuperação e purificação da enzima β-galactosidase, produzida por meio de processo fermentativo e utilizando o micro-organismo Kluyveromyces lactis, por técnica de cromatografia de modo misto. Operações unitárias de precipitação proteica e diálise foram também realizadas com o intuito de concentrar a enzima de interesse e eliminar detritos celulares e outros interferentes advindos do meio de fermentação, o que ocasionaria uma diminuição do rendimento do processo. A produção se apresentou satisfatória, com uma média de valores de concentração de enzimas totais de 0,45 mg/mL, atividade enzimática de 67 U/mL, atividade específica de 167,9 U/mg. O Fator de Purificação obtido foi de 1,17. Uma precipitação seguida de diálise foi realizada e a posterior corrida cromatográfica em leito fixo com esse material rendeu valores de recuperação de 41,0 e 48,2% de proteína total e atividade total, respectivamente. A análise de eletroforese SDS-PAGE confirmou a evolução do processo de purificação no decorrer das operações unitárias, atestando a viabilidade do emprego das técnicas utilizadas para obtenção de enzimas com considerável grau de pureza com alto valor comercial agregado.

CASTELO BRANCO, L. S. Estudo da ampliação de escala na produção de biomassa de Rhodotorula sp. CNPAT02 em processo batelada para obtenção de carotenóides. 2010. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-12-21T13:39:59Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_lscastelobranco.pdf: 4733557 bytes, checksum: d9a6e7ab9aab050484c8adf83190c950 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-12-21T13:41:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_lscastelobranco.pdf: 4733557 bytes, checksum: d9a6e7ab9aab050484c8adf83190c950 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-21T13:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_lscastelobranco.pdf: 4733557 bytes, checksum: d9a6e7ab9aab050484c8adf83190c950 (MD5) Previous issue date: 2010 / The genus of yeast Rhodotorula are known to accumulate considerable amounts of carotenoids, which are important natural pigments found in foods and widely distributed in plants and microorganisms. In addition to human consumption, R. glutinis is used to feed chickens to increase body fat and to improve appearance and nutritional sensory properties of meat. Studies report that β-carotene is widely used to prevent various types of cancer due of its antioxidant properties. The objectives of this study are to scale up the fermentation to a bench-scale bioreactor to obtain carotenoids and study the spray-drying process of cells of Rhodotorula sp. CNPAT02. The yeast was grown in a 14 litter stirred tank fermentor, and the biomass obtained was concentrated by centrifugation and then spray dried. 50 mL of culture medium were prepared containing the following concentrations: (g.L-1): glucose, 25; yeast extract, 3.57; K2HPO4, 2.0; KH2PO4, 2.0; MgSO4.7H2O, 0.1 and pH 6.0. The medium was distributed in 500mL Erlenmeyer flasks and inoculated from a culture with a volume necessary to obtain an inoculum of about 0.1g dry mass/L. The medium was then incubated at 30°C for 36 hours in orbital shaker at 150 rpm. The culture was then transferred to a 2L flask containing 450mL of sterile medium incubated for 24 hours. The culture medium containing 500 mL was used to inoculate the fermentor where cell growth continued for 120 hours under an aeration of 1.0vvm-1. Samples were taken from the fermentor at regular intervals of 12h for determination of biomass, sugars, carotenoids and color. At the end of the 120h, the fermentation medium was centrifuged for 10 min at 11800g (8000 rpm). Aliquots of concentrated cells were suspended in distilled water before drying. From the dry sample, cell viability, the water activity, moisture, color and instrumental color were assessed. Carotenoids were extracted and quantified by using organic solvents. After 120 hours of fermentation the concentration obtained was 11.85 ± 1.10 g.L-1 of biomass and roductivity 2.45 g.L-1h-1 of carotenoids. / As leveduras do gênero Rhodotorula são conhecidas por acumular quantidades consideráveis de carotenóides, que são pigmentos naturais importantes encontrados em alimentos e são amplamente distribuídos em plantas e microrganismos. Além do consumo humano, R. glutinis é utilizado na alimentação de galinhas para aumentar a gordura corporal, melhorar a aparência e as propriedades nutricionais da carne. Estudos relataram que o β-caroteno é muito utilizado na prevenção de vários tipos de câncer devido as suas propriedades antioxidantes. Os objetivos deste trabalho foram ampliar a escala de fermentação até biorreator de bancada para obtenção de carotenóides e estudar o processo de secagem das células de Rhodotorula sp. CNPAT02 por atomização. A levedura foi cultivada em um fermentador tanque agitado de 14L, e a biomassa obtida foi concentrada através de um sistema de centrifugação e em seguida seco em “spray dryer”. Para tanto foram preparados 50 mL de meio de cultura contendo os seguintes constituintes (g.L-1): 25 de glicose; 3,57 de extrato de levedura; 2,0 de K2HPO4; 2,0 de KH2PO4; 0,1 MgSO4.7H2O, com pH 6,0. O meio foi distribuído em frascos de erlenmeyer de 500 mL e inoculado a partir de uma nova cultura, com um volume necessário para obtenção de um inóculo em torno de 0,1 g massa seca/L. O meio foi então incubado a 30°C por 36 horas em agitador orbital com velocidade de 150rpm. A cultura foi então transferida para um frasco de 2L contendo 450 mL de meio estéril incubados por 24 horas. O meio de cultura contendo 500 mL foi utilizado para inocular o fermentador, onde o crescimento prosseguiu por 120 horas a uma taxa de aeração de 1,0 vvm-1. As amostras foram retiradas do fermentador em intervalos regulares de 12 horas para determinação de biomassa, açúcares redutores, carotenóides e cor. Ao final de 120 horas o meio fermentado foi centrifugado durante 10 min a 11800g (8000 rpm). As alíquotas de células concentradas foram suspensas em água destilada antes da secagem. A partir da amostra seca foi avaliada a viabilidade das células, a atividade de água, umidade e cor instrumental. Os carotenóides foram extraídos e quantificados utilizando solventes orgânicos. Após 120 horas de fermentação a concentração obtida foi de 11,85 ± 1,10 g.L-1de biomassa e produtividade 2,32 g.L-1h-1 de carotenóides.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-25. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:11Z : No. of bitstreams: 1 000856523.pdf: 885289 bytes, checksum: 8ba3eecc7223dda20c63ac810083c4d7 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / 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... / 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 ...

Resumo: Das sementes da mamona extrai-se o óleo de rícino, aplicado in natura ou em sua forma modificada nas áreas médica, farmacêutica e industrial. Um de seus derivados químicos - o Poliquilgerm® - evidencia propriedades antifúngicas sobre Candida albicans e bacteriostática/bactericida sobre Escherichia coli ao nível de 99,9%. Considerando-se estas propriedades aplicou-se o Poliquilgerm em culturas de Leuconostoc mesenteroides, uma bactéria contaminante freqüente dos mostos em indústrias sucro-alcooleiras. Esta bactéria quando contaminante de mostos produz além do ácido láctico a dextrana, um polímero de glicose de consistência gelatinosa que aumenta a viscosidade dos fluidos dos processos. Devido a estas características, no presente trabalho avaliou-se o efeito de diferentes concentrações do Poliquilgerm sobre a viscosidade de soluções de dextrana, bem como em culturas de L. mesenteroides. Analisando-se as soluções de dextrana em contato com o produto conclui-se que o Poliquilgerm® não induziu hidrólise nas ligações glicosídicas da dextrana. O produto nas concentrações de 1,0 e 0,2% inibiu o crescimento de L. mesenteroides alcançando até 100% em ambas as concentrações, evidenciado por quantificação da biomassa e confirmado mediante plaqueamento por técnica Pour Plate, onde a inibição foi de 98% na diminuição das UFC/mL após 24 horas em contato com 1,0% do produto. Em relação à viscosidade da cultura, verificou-se até 20,56% de diminuição quando utilizados 1,0% do produto. Em cultura mista (L. mesenteroides e S. cerevisiae), registrou-se até 6,8% de diminuição da viscosidade. Verificou-se que S. cerevisiae apresenta sensibilidade ao Poliquilgerm nas concentrações 1,0 e 0,2% apenas no tempo inicial, pois após 24 horas a cultura atinge o mesmo nível de crescimento do controle, adaptando-se à presença do produto...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Castor-oil, extracted from seeds of Ricinus communis L., is normally applied in natura or in its modified form in medical, pharmaceutical and industrial areas. One of its chemical derivates - the Poliquilgerm® - showed antifungal properties on Candida albicans, and bacteriostatic/bactericide ones on Escherichia coli reaching 99.9%. Considering these features, Poliquilgerm was applied in cultures of Leuconostoc mesenteroides, a frequent contaminant bacterium of musts on sugar and alcohol industries. This bacterium when contaminant of must produce beyond lactic acid the dextran, a polymer of glucose, with gelatinous consistency which may increase the operation fluids viscosity. Due to these characteristics, in the present study, the effect of different concentrations of Poliquilgerm on viscosity of dextran's solutions and on cultures of L. mesenteroides was evaluated. Analyzing the solutions of dextrana in contact with the product, it was concluded that it did not induce hydrolysis on glycosidic links. The product in concentrations of 1.0 and 0.2% inhibited the growth of L. mesenteroides reaching up to 100% in both concentrations, as evidenced by biomass quantification and confirmed by plating by Pour Plate technique, which inhibition was 98% of decrease in the CFU / mL after 24 hours in contact with 1.0% of the product. In relation to the culture viscosity, it was observed 20.56% of reduction when it was used 1.0% of the product. In mixed culture (L. mesenteroides and S. cerevisiae), it was registered up to 6.8% of decrease in viscosity. It was observed that S. Cerevisiae shows sensitivity to 1.0 and 0.2% concentrations of Poliquilgerm only at the initial time, because after 24 hours the culture reaches the same level of growth control, getting adaptated to the presence of the product. It was studied the Poliquilgerm hydrolytic activity on release of ART...(Complete abstract, click electronic access below) / Orientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Coorientador: Antonia Marli dos Santos / Banca: Salvador Claro Neto / Banca: Octavio Antonio Valsechi / Mestre

Orientador : Prof. Dr. David Alexander Mitchell / Coorientador : Profª. Drª. Nadia Krieger / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 18/11/2015 / Inclui referências: f. 38-44;63-68;112-114;120-126 / Resumo: Biorrefinaria é um novo conceito que abrange as instalações industriais que utilizam a biomassa como matéria-prima para a produção de intermediários químicos, combustíveis e energia, analogamente às refinarias de petróleo. Uma matéria prima que apresenta oportunidades para ser utilizada no Brasil é a polpa cítrica, que é o resíduo do processamento do suco de laranja. Este resíduo é produzido em grandes quantidades no Brasil, que é o maior produtor mundial de sucos. Atualmente, a polpa cítrica não tem valor comercial importante, já que os custos de secagem comprometem as margens de revenda como ração animal, que é a destinação típica para este resíduo. Por outro lado, a polpa cítrica é uma fonte de limoneno e pectina, que já têm processos de extração estabelecidos, e os carboidratos da polpa podem ser transformadas em etanol e alguns ácidos com alto valor agregado, como o ácido D-galacturônico, o ácido L-galactônico, o ácido múcico e o ácido ascórbico. O objetivo geral desta tese de doutorado foi propor soluções para três problemas das biorrefinarias de polpa cítrica, a falta de conhecimento sobre a hidrólise enzimática da pectina, o custo alto das pectinases que são usadas na hidrólise enzimática da pectina e a incapacidade de Saccharomyces cerevisiae produzir etanol a partir do ácido galacturônico liberado. Na primeira parte do trabalho, a hidrólise enzimática da pectina foi caracterizada, com intuito de entender a lentidão na liberação dos açúcares. Ficou demonstrado, pela primeira vez, que existe uma desaceleração significativa na liberação de açúcares redutores já nos primeiros minutos de hidrólise de pectina por complexos pectinolíticos. Foi mostrado que, com esta falta de linearidade no início da reação, o tempo de incubação escolhido para um ensaio tem grande efeito na atividade medida. De fato, é destacada a necessidade de estabelecer um protocolo padrão para a determinação da atividade pectinolítica, em termos da temperatura, da concentração de pectina e do tempo de incubação. Somente com esta padronização vai ser possível comparar processos de produção de pectinases realizados por grupos diferentes. Na segunda parte do trabalho, foi desenvolvido um processo, em escala piloto, para a produção de pectinases em fermentação em estado sólido, com intuito de baixar o custo destas enzimas. O processo foi realizado com 15 Kg (base seca) de um substrato composto por polpa cítrica e bagaço de cana, na razão de 51,6 a 48,4, (m/m). O uso de uma proporção alta de bagaço propiciou um leito de alta porosidade e, desta maneira, o problema de superaquecimento do leito, que é comum em processos de fermentação em estado sólido, foi completamente evitado. Também foi demonstrado que, no final da fermentação, o sólido pode ser secado e adicionado diretamente a uma solução de pectina para efetuar sua hidrólise; desta maneira, os custos de recuperação e concentração das pectinases são evitados. Na terceira parte do trabalho, foi construída uma linhagem de S. cerevisiae capaz de consumir o ácido D-galacturônico. Isto foi conseguido pela integração de uma via heteróloga, proveniente de fungos filamentosos, de catabolismo de ácido D-galacturônico. Este estudo representa o primeiro passo na construção de uma cepa de S. cerevisiae capaz de produzir etanol a partir de ácido D-galacturônico, sendo que este açúcar chega a compor cerca de 18% do total de açúcares em hidrolisados de polpa cítrica. Palavras-chave: Biorrefinarias, polpa cítrica, ácido D-galacturônico, etanol, pectinases, escalonamento, fermentação no estado sólido. / Abstract: Biorefineries are industrial installations that utilize biomass as a raw material for the production of chemicals, fuels and energy, in a manner analogous to petroleum refineries. One raw material that has the potential to be utilized in Brazil is citrus pulp, the residue of the processing of orange juice. This residue is produced in large quantities in Brazil, which is the world's largest producer of orange juice. Currently, citrus pulp has no significant commercial value; it is typically used as a supplement for cattle feed, but the drying costs mean that the return is minimal. However, citrus pulp is a source of limonene and pectin, for which extraction processes are already established. Further, the carbohydrates in the pulp can be processed into ethanol and some acids with high added value, such as D-galacturonic acid, L-galactonic acid, mucic acid and ascorbic acid. The overall objective of this thesis was to propose solutions to three problems faced by citrus pulp biorefineries: the lack of knowledge about enzymatic hydrolysis, the high cost of the pectinases that are used in the enzymatic hydrolysis of pectin and the inability of Saccharomyces cerevisiae to produce ethanol from the galacturonic acid released in such hydrolysis processes. In the first part of the work, the enzymatic hydrolysis of pectin was characterized, with the aim of understanding why the release of sugars is so slow. For the first time, it was demonstrated that there is a significant deceleration in the release of reducing sugars within the first minutes of pectin hydrolysis by pectinases. It was shown that, with this lack of linearity at the start of the reaction, the incubation time that is chosen for an assay of pectinase activity has a large effect on the activity that is measured. In fact, the thesis raises the need to establish a standard protocol for the determination of pectinolytic activity, in terms of temperature, pectin concentration and time of incubation. Only with such standardization will it be possible to compare pectinase production processes proposed by different research groups. In the second part of the work, a pilot-scale process was developed for the production of pectinases in solid-state fermentation, with the aim of lowering the cost of these enzymes. The process was conducted with 15 kg (dry basis) of a substrate composed of citrus pulp and sugarcane bagasse, in a ratio of 51.6 to 48.4 (by mass). The use of a high proportion of bagasse ensured the bed had a high porosity and, consequently, the problem of overheating of the bed, which is common in solid-state fermentation processes, was completely avoided. It was also shown that, at the end of the fermentation, the solid can be dried and added directly to a pectin solution to effect its hydrolysis; thereby avoiding the need to recover and concentrate the pectinases. In the third part of the work, a strain of S. cerevisiae was constructed that is capable of consuming D-galacturonic acid. This was achieved by integration of a heterologous pathway for the catabolism of D-galacturonic acid from filamentous fungi. This study represents the first step in the construction of a strain of S. cerevisiae capable of producing ethanol from D-galacturonic acid, which represents about 18% of the total sugars in citrus pulp hydrolysates. Keywords: Biorefineries, citrus pulp, D-galacturonic acid, ethanol, pectinases, scale-up, solid-state fermentation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-19Bitstream added on 2014-06-13T20:35:50Z : No. of bitstreams: 1 coradi_gv_me_rcla.pdf: 718212 bytes, checksum: 5b51c35f0ce0bd29710b23ecbf1d579e (MD5) / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) / 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... / 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)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-18Bitstream added on 2014-06-13T20:35:53Z : No. of bitstreams: 1 freitas_ac_me_rcla.pdf: 1903514 bytes, checksum: b15d5cad8c8ce930f33f9a5187a1c952 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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... / 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)