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Modelagem dinamica de bioprocessos por modelos hibricosGouveia, Vera Lucia Reis de, 1974- 30 October 2000 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2000 / Resumo: Os bioprocessos estão ganhando cada vez mais espaço nos processos produtivos por sua versatilidade, alta taxa de produção em produtos específicos e alto valor agregado dos produtos gerados. A característica comum destes processos é que apresentam um comportamento complexo onde diversos mecanismos estão envolvidos para a obtenção de produtos específicos. Este projeto de pesquisa tem como principal objetivo o desenvolvimento de modelos híbridos para descrição do comportamento dinâmico de bioprocessos. Estes modelos híbridos são desenvolvidos acoplando-se Redes Neurais Artificiais (RNA) a modelos determinísticos sendo úteis, como representações matemáticas, para aplicações em controle e otimização em tempo real e principalmente como "soft-sensors". O bioprocesso tratado neste trabalho, como caso de estudo, é a produção de etanol via fermentativa utilizando-se o microrganismo Saccharomyces cerevisae. O processo é representado por um modelo determinístico, constituído por um sistema de equações diferenciais ordinárias, resolvido pelo método Runge-Kutta de 4! ordem. Este modelo foi devidamente validado e é utilizado como fonte de dados para estudos da dinâmica, e de desenvolvimento de modelos baseados em RNA e bt'bridos. Para construção do modelo híbrido (modelo "Caixa Cinza") foi treinada uma RNA que prediz a velocidade específica de crescimento quando fornecidos os valores das concentrações de produto, células e substrato. Após o ajuste esta RNA foi acoplada ao modelo determinístico fornecendo os perfis dinâmicos das variáveis: 8, X e P (para os quatro reatores), rendimento e produtividade. Foi desenvolvido também um modelo tipo "Caixa Preta" do bioprocesso. Este modelo, baseado em RNA, fornece o perfil dinâmico de 8(4), X(4) e P(4) durante 20h de processo. Todos os modelos foram devidamente testados sendo comprovadas suas eficiências / Abstract: The biological processes are each time more important in the productive processes due to its versatility, high production rate in specific products and high value of the generated products. These processes present a complex behavior where several mechanisms are involved to obtain specific products. The main goal of this research project is the development of hybrid models for description of the dynamic behavior of biological processes. These models are developed by coupling Artificial Neural Networks (ANN) and deterministic models. The hybrid models will be used as mathematical representations of the process, for applications in real time control and otimization and mainly as soft-sensors. The biological process studied in this work is related with the fennentative ethanol production using the microorganism Saccharomyces cerevisae. The process is represented by a detenninistic model, constituted by a system of differential ordinary equations, that is solved by 4th order Runge-Kutta method. This model was validated proper1y in industrial scale and it is used as data source for studies of the dynamics of the process, development of the models with ANN as well as of the hybrid models. For the construction of the hybrid model ("Gray Box" model) it was accomplished the training of a ANN that predicts the specific speed of growth of the microorganism when supplied the values of the product, celIs and substract concentrations. After adjustment of the ANN, it is coupled to the deterministic model supplying the dynamic profiles of the variables: 8, X and P (for the four reactors), efficiency and productivity. It was also developed a "Black Box" model of the biological processo This model, based in ANN, supplies the dynamic profile of 8(4), X(4) and P(4) during 20h of processo AlI the models were proper1y tested and their efficiency were verified. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química
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Estudo da produção de acido citrico por Candida lipolytica NRRL Y 1095Armiliato, Luciano 10 March 2000 (has links)
Orientador: Maria Isabel Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-27T07:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2000 / Resumo: o ácido cítrico (2-Hidroxi-1,2,3 ácido propano tricarboxílico) é o principal constituinte das frutas cítricas. Com o emprego de técnica de processos microbiológicos foi possível obter esse ácido por fermentação, reduzindo-se o custo de obtenção e possibilitando um grande aumento do uso em escala industrial, o que o diferencia de outros produtos que previamente foram elaborados por métodos microbiológicos e atualmente se produzem por via química. Atualmente o ácido cítrico é um dos mais importantes ácidos orgânicos produzidos por via microbiana. Sozinho, ele representa cerca de 60% do mercado de acidulantes nas indústrias de alimentos. No entanto, seu preço bastante elevado se deve, principalmente, ao fato de que sua produção industrial é feita por Aspergillus niger, um fungo que tem um tempo de fermentação muito grande, geralmente maior do que sete dias. Uma alternativa a esse método de produção é a utilização de leveduras em lugar dos fungos, o que tornaria o processo fermentativo mais atrativo economicamente devido às maiores facilidades operacionais (processo contínuo e com reciclo de células, por exemplo). Verificouse
que leveduras do gênero Candida têm uma taxa de produção de ácido cítrico semelhante aos fungos. A maior desvantagem da levedura é a produção simultânea de altos teores de ácido isocítrico, um produto com baixo. valor comercial. A excreção de ácido isocítrico pode ser controlada através da manipulação dos meios de cultura e das condições de agitação e aeração. Neste trabalho foi realizado um planejamento experimental 2 com três ensaios no ponto central analisando-se as variáveis agitação e aeração estudadas numa faixa de 460 a 740 rpm e 0,4 a 0,9 vvm, respectivamente. A relação de ácido cítrico: isocítrico foi de 1 : 1, e as análises não revelaram nenhuma significância das variáveis na faixa estudada. Além da variação das condições operacionais do processo, também foram estudadas fontes alternativas de carbono e nitrogênio
para o crescimento celular e também para a produção de ácido cítrico. Como alternativa à glicose, foram utilizados melaço de cana e sacarose, e em substituição ao NH4CI foram utilizados água de maceração de milho, sulfato de amônia e uréia. Os testes preliminares indicaram que a água de maceração de milho combinada com o melaço apresenta um bom crescimento celular, mas afetam significativamente a produção de ácido cítrico, levando esta a níveis muito baixos. / Abstract: Citric acid (2-hydroxy-1,2,3-propane tricarboxylic acid) is found in many citric fruits. Using microbiological techniques it has been possible to obtain this acid by fermentation using Aspergillus niger, increasing its industrial application, differencing of others products previously obtained by microbiological process and actually obtained by chemical method. Today, citric acid is one of the most important organic acids produced by microbiological technique, responding for 60% of the total acidulant used in food industries. Indeed, it is a very expensive product, especially because the long fermentation time required, more than seven days. A alternative method is to use yeasts instead of fungi in the fermentative process, reducing the citric acid cost due to the fact that it is easier to operate
when compared to another using fungi. Yeasts belonging to the genus Candida have citric acid production rates similar to fungi. However, the yeasts produce simultaneously isocitric acid, depending on the culture conditions. In this work an Experimental Design 22 with 3 central points was accomplished, changing the agitation (from 460 to 740 rpm) and the aeration (from 0.4 to 0.9 vvm). The ratio citric : isocitric acid found was about 1 and the statistical analysis showed no significant effect of this variables in the ratio studied. Besides, alternative sources of carbon and nitrogen, such as sugar cane molasses and sucrose (carbon source) and urea, (NH4hSO4and com syrup (nitrogen source), were studied. The results showed that sugar cane molasses combined with com syrup present a high cellular growth but interfere in the citric acid production phase. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos
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Classificação das cepas de leveduras dominantes de processos fermentativos utilizando parametros fermentativos e taxonomia numericaOliveira, Patricia Candioto Migliari 05 October 2001 (has links)
Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T15:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2001 / Resumo: Em processos fermentativos para produção de álcool é comum o desenvolvimento de leveduras que não seja aquela selecionada como inóculo. Estas leveduras, quando presentes, podem apresentar boas qualidades fermentativas ou não. Assim, o controle microbiológico na fermentação alcoólica é importante para a detecção das leveduras contaminantes, juntamente com a avaliação de seu comportamento fermentativo e sua identificação. Através desse acompanhamento, é possível prevenir e detectar problemas relacionados com a perda de eficiência industrial, que muitas vezes estão atrelados com a presença de leveduras contaminantes que apresentam baixas qualidades fermentativas. Ou ainda, identificar entre as leveduras isoladas, aquela que apresenta qualidades fermentativas adequadas ao processo em questão. Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento populacional de processos fermentativos industriais que utilizam diferentes substratos (caldo de cana e caldo de laranja) e que utilizaram como inóculo uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae (Y904) produzida pela Mauri do Brasil. Foram coletadas amostras de vinho fermentado da Usina Alvorada e Citrosuco Paulista - Unidade Matão. As amostras foram plaqueadas em meio diferencial para leveduras (WLN), para o isolamento e contagem das leveduras dominantes. As leveduras isoladas foram avaliadas através da metodologia de Capacidade F ermentativa, onde são consideradas características cinéticas, de rendimento e produtividade (ANDRIETTA et ai., 1999). Neste sistema de classificação são utilizados seis parâmetros sequenciais para a definição do grupo de cada cepa, sendo eles: produção específica de células (Y XIS), velocidade de consumo de substrato (VCS), nível de conversão de substrato (NCO), velocidade específica máxima de crescimento (Jimáx), produtividade (PROD) e produção específica de etanol (YP/S). Com a obtenção destes parâmetros foi possível a avaliação e classificação das leveduras dominantes isoladas em diferentes períodos de safra das unidades fermentativas. As leveduras isoladas também foram avaliadas quanto ao teor de nitrogênio e identificadas por Taxonomia Numérica. Na Usina Alvorada as 26 cepas isoladas nas 11 coletas realizadas foram distribuídas em 12 grupos através da metodologia Capacidade Fermentativa, sendo os grupos I e TI os de maior relevância por se apresentarem repetidamente no decorrer da SaITa. Em relação ao perfil de concentração de nitrogênio total os isolados apresentaram-se predominantemente com baixas porcentagens. Do total dos isolados, 10 puderam ser identificados como Saccharomyces cheva/ieri (Saccharomyces cerevisiae). Entre os 26 isolados, foram identificados 4 diferentes grupos. O grupo A se caracteriza por sua habilidade de assimilar a maltose e a melibiose. O grupo B se caracteriza pela habilidade assimilar a maltose e inabilidade de assimilar a melibiose. O grupo C se caracteriza pela inabilidade de assimilar tanto a maltose como a meliobiose. O grupo D se caracteriza pela inabilidade de assimilar a maltose e habilidade de assimilar a melibiose. Na Citrosuco Paulista - Unidade Matão foram um total de 10 isolados, em 5 coletas realizadas, classificados através da metodologia Capacidade Fermentativa em 8 diferentes grupos. Os isolados apresentaram-se predominantemente com baixas porcentagens de nitrogênio total. Através da taxonomia numérica foi possível identificar 7 isolados como Saccharomyces chevalieri (Saccharomyces cerevisiae). Os isolados foram identificados dentro dos grupos A, assimilação de maltose e melibiose e B, assimilação da maltose e não assimilação da melibiose / Abstract: In fermentatives processes for alcohol production is common the development of yeasts that are not the one which were selected as inoculum. These yeasts, when present, can show good fermentatives qualities or not. Thus, the microbiological control in the alcoholic fermentation is important for the detection of the wild yeasts, together with the evaluation of its fermentative behavior and its identitication. Through this procedure, it is possible to prevent and to detect problems related with the loss of industrial efficiency, that are very often due to the presence of wild yeasts that show low fermentative qualities. Still it is possible to identify, among the isolated yeasts, the one that presents fermentatives qualities that are suitable to the processo This work had the objective to study the population behavior of industrial fermentatives processes that use different substracts (cane broth and orange broth) and that had as inoculum a strain of Saccharomyces cerevisiae (Y904) produced by Mauri of Brazil. Samples of fermented wine of Usina Alvorada and Citrosuco Paulista Site Matão were collected. The samples were spread on plates in diferencial medium for yeasts (WLN), for the isolation and counting of the dominant yeasts. The isolated yeasts were evaluated through the F ermentative Capacity methodology, where kinetic, yield and pruductivity characteristics are considered (ANDRJETTA et al., 1999). In this classitication system, six different parameters are used for the detinition of the group of each strain: specific cell production (YXlS), substract consumption rate (VCS), substract conversion (NCO), maximum specific growth rate (Jlmáx), productivity (PROD) and specific ethanol production (YP/S). With these parameters it was possible to do the evaluation and classification of the dominant yeasts isolated in different periods of crop of the fermentative units. The isolated yeasts were also evaluated with respect to total nitrogen and were identified by Numerical Taxonomy. In Usina Alvorada the 26 strain isolated in the 11 collections made were distributed in 12 groups through the Fermentative Capacity methodology, where the groups I and 11 were the ones of larger relevance due to the fact of being present repeatedly during the crop. Concerning the concentration profile of total nitrogen, the isolated yeasts had show predominantly low percentages. From the total of the isolated yeasts, 10 could be identified as Saccharomyces chevalieri (Saccharomyces cerevisiae). Among the 26 isolated yeasts, 4 different groups were identified. The group A is characterized by its ability of assimilating the maltose and the melibiose. The group B is characterized by the ability to assimilate the maltose and inability of assimilating the melibiose. The group C is characterized by the inability of assimilating either the maltose or the meliobiose. The group D is characterized by the inability of assimilating the maltose and ability of assimilating the melibiose. In Citrosuco Paulista - Site Matão, in 5 collections made, a total of 10 yeasts were isolated, and were classified through the Fermentative Capacity methodology in 8 different groups. The isolated yeasts had shown predominantly low percentages of total nitrogen. Through the numerical taxonomy it was possible to identify 7 isolated yeasts as Saccharomyces chevalieri (Saccharomyces cerevisiae). The isolated ones were identified as belonging to group A - maltose and melibiose assimilation, and B - assimilation of maltose and non assimilation of melibiose / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química
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Estudo da produção de acido hialuronico por fermentação de Streptococcus zooepidemicus em substrato de caju (Anacardium occidentale L.) / Study of hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicu fermentation in cashew (Anacardium occidentale L) substrateMacedo, Andre Casimiro de 17 May 2007 (has links)
Orientadores: Maria Helena Andrade Santana, Luciana Rocha Barros Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:38:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007 / Resumo: O ácido hialurônico (AH) é um mucopolissacarídeo presente nos tecidos conjuntivos de animais. Possui aplicações nas áreas médico-farmacêutica, como veículo para encapsulação e liberação de bioativos, além de aplicações em cosméticos. Este trabalho, apresenta um estudo da produção de AH utilizando suco de caju como substrato em processos de fermentação submersa (FS) e bagaço de caju como substrato/suporte em cultivo no estado sólido (FES). Em ambos os casos o inóculo foi preparado com cepa de Streptococcus zooepidemicus (ATCC 39920), cultivado em suco de caju in natura enriquecido com extrato de leveduras. Os ensaios em FS foram feitos utilizando suco de caju in natura e suco de caju clarificado através de microfiltração tangencial em sistema de membranas cerâmicas (0,2 mm), à 250 rpm e 2 vvm de ar. Ensaios de FES foram feitos em sistemas de colunas de leito fixo (colunas de Raimbault), com altura de leito 3 cm e vazão de ar 0,4 L/min. Os processos foram caracterizados com base nos parâmetros cinéticos, produtividades em AH e em biomassa bacteriana,transferência de oxigênio e evolução da viscosidade do meio. O AH produzido foi identificado por FTIR e caracterizado através da sua massa molar e distribuição. Os resultados mostraram que em ambos os processos a aeração é fundamental para o crescimento celular e produção de AH. Não houve diferenças expressivas nos parâmetros do processo para a fermentação submersa conduzida com suco de caju in natura ou clarificado. A máxima concentração de AH obtida na FES foi de 0,007 g/g de bagaço e na FS 2,61 g/L. As distribuições de massa molar mostram que o AH produzido em FES encontra-se nas faixas de 104 e 105 Da, enquanto que para a FS prioritariamente é produzido AH na faixa de 103 e 104 Da / Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a mucopolysaccharide component of animal connective tissues. It has been reported important applications of HA in medical, pharmaceutical and cosmetic area as well as a vehicle for encapsulation and delivery of bioactive products. This work presents a study of HA production using cashew apple juice as substrate in submerse fermentation (SF) and cashew apple bagasse as substrate/support in solid state fermentation (SSF). In both cases the inoculum was prepared from a Streptococcus zooepidemicus strain (ATCC 39920), cultured in the in natura juice enriched with yeast extract. In natura or clarified juices were used in SF assays at 250 rpm and 2 vvm of air. The clarification was carried out through tangential microfiltration in ceramic membrane system (0,2 mm). Fixed bed columns (Raimbault¿s columns) at 3 cm bed height and air flow rate 0.4 L/min were used in FES assays. The Processes were characterized based on the kinetic, HA and biomass productivities, oxygen transfer and medium viscosity parameters. The produced HA was identified by FTIR and characterized trought its molecular weight and distribuition. The experimental results showed that aeration is fundamental for cell growth and HA production in both processes. There were no significant differences in the parameters for SF using in natura or clarified juices. The maximum HA concentration obtained by SSF was 0.007 g/(g of bagasse) and 2.61 g/L for SF. The main distribution of molecular weight was 104 to 105 Da for SSF and 103 to 104 Da for SF / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química
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Cogumelos da Amazônia como fonte de protease para aplicação na indústria de queijoMartim, Salomão Rocha, 92-99138-7544 30 June 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-06-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The increase in world cheese production, the scarcity of animal rennet, associated with the
rejection of genetically modified proteases, encourages the search for new sources of milkclotting
enzymes. Among fungi, edible mushrooms have stood out as alternative sources of
peptidases that can be used as milk-clotting. This research aimed to evaluate the synthesis of
proteases by six edible mushrooms from DPUA Culture Collection and select a milk-clotting
producer species with physicochemical characteristics for cheese production. The submerged
fermentation was carried out in GYP medium (glucose, yeast extract and peptone) with 0.5%
(w/v) of gelatine. The edible mushroom that produced proteases with higher coagulant ratio in
the liquid medium was cultivated in Amazon agroindustrial wastes as substrate: angelim
sawdust, cupuaçu, exocarp of tucumã, banana leaf and açai seeds, supplemented with rice bran.
The proteolytic activity was determined using 1% (w/v) of azocasein as substrate and the
determinination of milk-clotting activity was used 10% (w/v) of skimmed milk solution as
substrate. Some parameters were used to evaluate the influence of milk-clotting enzymes
production (pH of the culture medium, fermentation time, size and age of the inoculum). The
enzymes were characterized according to optimums pH and temperature, pH and temperature
stabilities, and effect of metallic ions and inhibitors. The cytotoxic effect of the selected
mushroom crude extract was evaluated in human MRC-5 fibroblast. The analysis of centesimal
and microbiological composition was determined in the elaborated cheese. In submerged
fermentation conditions, Pleurotus albidus was the best protease producer (34.00 U/mL) and
the synthesis of theses enzymes were stimulated by culture age (10 days) e inoculum volume
[5% (p/v)]. The enzymes showed optimum activities at pH 5 and 60°C, with stabilies at pH 5
to 8 and 30°C to 60°C, being classified as cysteine and serine proteases. The milk-clotting
enzymes from Pleurotus albidus expressed the highest coagulant ratio (21.60) with maximum
activity at 60 °C and pH 6. Iodoacetic acid was the inhibitor of higher action in the proteolytic
activity suggesting the presence of cysteine proteases. Pleurotus albidus milk-clotting enzymes
showed no toxicity against human fibroblasts (MRC5). In the solid fermentation, Pleurotus
albidus presented high enzyme production in the mixture composed by açai seeds and rice bran
(90:10, w/w). The milk-clotting enzymes demonstrated coagulant ratio of 14.58, abundant whey
formation and strong coagulation in milk solution. The best conditions to milk-clotting enzymes
production were: inoculum with 10 days of age, culture medium at pH 6 and inoculum size of
2.5% (p/v). The enzymes exhibited maximum catalytic activity at pH 5 and 55 ° C with stability
until 45°C. They were completely inhibited by iodoacetic acid. The cheese produced with
Pleurotus albidus milk-clotting enzymes as coagulant agent demonstrated contents of moisture,
lipid and protein of 55%, 20% and 18%, respectively. The microbiological analysis showed that
the cheese was under the standards required by Brazilian legislation. Pleurotus albidus is a
potential source of coagulant that can be applied in dairy industry, especially in the manufacture
of cheese. / O aumento da produção mundial de queijos, a escassez do coalho animal e a rejeição de
proteases geneticamente modificadas, incentiva a busca por novas fontes de coagulantes do
leite. Dentre os fungos, os cogumelos têm se destacado como fonte alternativa de peptidases
coagulantes para aplicação na indústria de laticínios. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar
a síntese de proteases por seis cogumelos do acervo da Coleção de Culturas DPUA para
selecionar uma espécie produtora de coagulante com características físico-químicas para
elaboração de queijo. A fermentação em meio líquido foi realizada em GYP [(20 g de glicose,
5 g de extrato de levedura, 15 g de peptona/1000 mL de água)], com 0,5 % de gelatina (p/v). O
macrofungo produtor de proteases com elevada razão coagulante, em meio líquido, foi
cultivado em resíduos lignocelulósicos amazônicos: serragem de angelim, exocarpos de
cupuaçu e tucumã, engaço de banana e semente de açaí, suplementados com farelo de arroz. As
atividades proteolítica e coagulante foram determinadas utilizando como substratos azocaseína
1% (p/v) e leite desnatado em pó a 10% (p/v), respectivamente. Os parâmetros que influenciam
a produção de coagulantes (pH do meio de cultivo, tempo de fermentação, tamanho e idade do
inóculo) foram avaliados. O coagulante foi caracterizado quanto ao pH e temperatura ótimos,
estabilidade ao pH e à temperatura, e efeito de íons metálicos e inibidores. A citotoxicidade do
coagulante foi avaliada em fibroblastos humanos MRC-5. No queijo elaborado com o
coagulante foi determinada a composição centesimal e a microbiológica. Na fermentação
submersa, Pleurotus albidus foi o produtor significativo de proteases (34,00 U/mL) e a síntese
dessas enzimas foi estimulada pela idade (10 dias) e volume do inóculo (5%, p/v). As proteases
mostraram atividade ótima em pH 5 a 60°C, estabilidade em pH (5-8), temperatura de 30°C até
60°C, sendo classificadas como cisteíno e serinoproteases. O coagulante de Pleurotus albidus
expressou razão coagulante de 21,60 com máxima atividade a 60 °C, pH 6. Ácido iodoacético
inibiu significativamente a atividade coagulante, sugerindo maior quantitativo de
cisteínoproteases. As enzimas de Pleurotus albidus não apresentaram toxicidade contra
fibroblastos humanos (MRC5). Em matriz sólida, Pleurotus albidus cultivado em semente de
açaí e farelo de arroz (90:10, p/p) produziu protease com elevada razão coagulante (14,58),
formação de soro abundante e forte coagulação. As condições ideais para produção do
coagulante foram: inóculo (10 dias de idade), meio de cultivo pH 6, tamanho do inóculo (2,5%,
p/v) e idade do inóculo 10 dias. O coagulante exibiu máxima atividade em pH 5, a 55 °C, com
estabilidade até 45 °C, sendo inibido por ácido iodoacético. O quejo elaborado apresentou
umidade (55%), lipídios (20%), proteínas (18%) e atendeu aos padrões microbiológicos
exigidos pela legislação brasileira. Pleurotus albidus é uma fonte de coagulante que pode ser
aplicada na indústria de laticinios, em especial na fabricação de queijo.
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Caracterização nutricional e desenvolvimento de produto alimentício adicionado de Pleurotus albidusFigueiredo, Adrya da Silva, 92-99478-2040 28 July 2017 (has links)
Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-10-18T13:53:57Z
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Previous issue date: 2017-07-28 / The genus Pleurotus (Fr.) Quél belongs to the order Agaricales, family Pleurotaceae and
constitutes a group of cosmopolitan mushrooms, found in regions of temperate climate.
Pleurotus has a large number of edible species that grow in different substrates. They are
considered to be easy to grow fast and with low costs using inexpensive and available raw
materials such as straw, grass and bagasse. The aim of this study was to evaluate the production
and nutritional properties of P. albidus to supplement a pasta and evaluating the nutritional
quality of different combinations of its dehydrated biomass on the final product. The results
showed that P. albidus grew and excreted proteases in all tested substrates: cupuaçu exocarp
(Theobroma grandiflorum, Schum) and açaí seed (Euterpe oleracea), supplemented with rice
bran (Oryza sativa) and crueira (residue of Manihot esculenta). The substrates supplemented
with rice bran showed significant values of proteolytic activity than the ones supplemented with
crueira. The enzymes showed optimum activity at pH 6.0, 40 °C and 50 °C and they were
characterized as being cysteine and metalloprotease. The crude extract was not toxic in the
hemolysis and human fibroblast cells test. It showed antioxidant capacity in DPPH (68.47 μg
/ ml), ABTS radical (93.99 μg / mL), total phenols (79.9 mgEq / g) and flavonoids (14.8 mgEq
/ g). In the nutritional quality, the biomass presented total carbohydrate content of 60.3%, 36.3%
of protein, 2.7% of crude fiber, 0.8% of ash, 0.4% of lipids and 376.3 Kcal. Potassium was the
most abundant macromineral, followed by phosphorus, sulfur, magnesium, and calcium with
21.08 g.Kg -1, 10.31 g.Kg -1, 2.08 g.Kg -1, 1.33 g .Kg-1 and 0.26 g.Kg-1, respectively. Among
the microminerals, iron (131.85 mg.Kg -1) and zinc (95.78 mg.Kg -1) were higher, followed
by boron, sodium, manganese and copper with 39.48 mg.Kg- 1, 33.04 mg.Kg -1, 7.27 mg.Kg -1,
and 2.0 mg.Kg -1, respectively. In the evaluation of the microbiological quality the noodle
produced and supplemented with P. albidus biomass were considered safe for human
consumption. The addition of mushroom biomass increased proteins, fibers and mineral
content. The noodle also showed quality in the cooking test and texture. According to the
results, the addition of P. albidus has potential for development of food products with
nutritional qualities. / O gênero Pleurotus pertence à ordem Agaricales, família Pleurotaceae e constitui um grupo de
cogumelos cosmopolitas, encontrados em regiões de clima temperado. Os Pleurotus possuem
um grande número de espécies comestíveis que crescem em diferentes condições de substratos,
considerados de fácil produção e com pouco investimento, utilizando matérias-primas baratas
e facilmente disponíveis como, palha, capim e bagaço. O objetivo deste trabalho foi avaliar a
produção e as propriedades nutricionais de P. albidus para fortificar produto de panificação do
tipo massa alimentícia e avaliar o efeito de diferentes combinações da biomassa desidratada do
cogumelo sobre a qualidade nutricional das massas elaboradas. Os resultados mostraram que
P. albidus cresceu e excretou proteases em todos os substratos testados, exocarpo de cupuaçu
(Theobroma grandiflorum, Schum) e semente de açaí (Euterpe oleracea), suplementados com
farelo de arroz (Oryza sativa) e crueira (residuo grosseiro da Manihot esculenta), apresentando
valores significativos para as misturas suplementadas com farelo de arroz. O padrão proteolítico
das enzimas em extrato bruto usando inibidores indica ser císteina e metaloprotease, pH 6,0 e
temperatura ótima 40 e 50 °C. As enzimas mantiveram estáveis entre 60 a 90 minutos nas
temperaturas de 30 a 50 ºC. A biomassa não apresentou toxicidade nos testes de hemólise em
sangue comercial de carneiro e na avaliação citotóxica em célula de fibroblasto humano.
Mostrou capacidade antioxidante em DPPH (68,47μg/ml), radical ABTS (93,99 μg/mL), fenóis
totais (79,9 mgEq/g) e flavonoides (14,8 mgEq/g). Na qualidade nutricional, a biomassa
apresentou teor de carboidratos totais de 60,3%, 36,3% de proteínas, 2,7% de fibra bruta, 0,8%
de cinzas, 0,4% de lipídios e 376,3 Kcal. O potássio foi o macromineral mais abundante,
seguido de fósforo, enxofre, magnésio, e cálcio com 21,08 g.Kg-1, 10,31 g.Kg-1, 2,08 g.Kg-1,
1,33 g.Kg-1 e 0,26 g.Kg-1, respectivamente. Já entre os microminerais o ferro (131,85 mg.Kg-1)
e zinco (95,78 mg.Kg-1) estão em maior quantidade, seguido do boro, sódio, manganês e cobre,
39,48 mg.Kg-1, 33,04 mg.Kg-1, 7,27 mg.Kg-1, e 2,0 mg.Kg-1, respectivamente. Na avaliação da
qualidade microbiológica os macarrões elaborados com a biomassa de P. albidus foram
consideradas seguras para consumo humano. A adição da biomassa elevou o teor de minerais e
apresentou um aumento de 53% e 64% de proteínas e fibras, respectivamente, as massas
demonstraram qualidade no teste de cozimento e textura, mostrando que a adição de P. albidus
tem potencial para o desenvolvimento de produto alimentício com qualidades nutricional.
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Isolamento e caracterização de leveduras capazes de utilizar o hidrolisado hemicelulósico como fonte de carbonoCassa-Barbosa, Luciana Araujo 27 March 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The agro-industrial waste is renewable sources of carbon and energy and can be
used for the production of food, feed, chemical compounds, and fuels
liquids. The Brazil generates various agro-industrial waste, including the bagasse sugarcane
It is the most abundant. This lignocellulosic biomass is rich in carbohydrates
metabolizable an economically viable, provided there is adequate hydrolysis
material. The deranged hydrolysis the fibers of the three majority polymers of plant biomass
(Cellulose, hemicellulose and lignin), making them more accessible to hydrolytic enzymes
microbial. This process, in addition to releasing the monomers and small saccharides
fermentable, generates inhibitors of microbial growth and fermentation of the material
hydrolyzate. The monomers generated by the hydrolysis of hemicellulose fraction are not
composed solely of glucose such as starch and cellulosic substrates. They contain, among
others wide concentration of pentoses which are not metabolized by all
microorganisms. Aiming to get yeast with attributes needed to use the
biomass, emphasizing the hemicellulose fraction, investigated the following rich sources of
natural hydrolysates: faeces and saliva of ruminants (cattle), as well as digestive tubes
immature insects that feed on wood. The culture media used for
isolation and cultivation (solid and liquid) were made with hydrolyzed
hemicellulose bagasse from sugarcane, obtained by acid hydrolysis. Microorganisms
isolates were selected based on their characteristics of use pentose
xylose (majority in hemicellulose) and arabinose, aimed at better use of
lignocellulosic biomass. 237 were isolated colonies of unicellular microorganisms,
through selective. Of these, 231 colonies were subjected to sugar assimilation tests,
among which 125 were able to grow using hydrolyzed hemicellulose, xylose or
arabinose as carbon source. They stood out, as growth in size, 57 colonies were selected and had the ITS1 - 5.8S rDNA sequenced. After
selection for biomass accumulation in a sequenced yeast was chosen and investigated,
by response surface methods for optimizing the production of biomass
Microbial from hemicellulose hydrolyzate. The sequenced strains formed 05
different groups in the phylogenetic tree and had high similarity with Meyerozyma
caribbica, Meyerozyma guilliermondi, micotoxinivorans Trichosporon, Trichosporon
loubieri, Pichia kudriavzevii, Candida ethanolic lignohabitants and Candida. A strain with
99% similarity to Meyerozyma caribbica, isolated from bovine feces,
accumulated 14,21g / L biomass in 72h in simple batch cultivation type (using
instrumented fermenter), being able to tolerate up to 90% hemicellulose hydrolyzate
in dry biomass accumulation around 12,43g / L, (Qx = 0.44g / L-1 h-1) after 27 hours
cultivation experiments with conical bottles. This yeast produced 14,8g / L xylitol
(Qxilt = 0.55 g / L-1h-1) 27 hours of cultivation. / Os resíduos agroindustriais são fontes renováveis de carbono e energia e podem ser
utilizados para produção de alimentos, forragens, compostos químicos, além de combustíveis
líquidos. O Brasil gera diversos resíduos agroindustriais, entre eles, o bagaço de cana-deaçúcar
é o mais abundante. Esta biomassa lignocelulósica é rica em carboidratos
metabolizáveis de forma economicamente viável, desde que haja hidrólise adequada do
material. A hidrólise desarranja as fibras dos três polímeros majoritários da biomassa vegetal
(celulose, hemicelulose e lignina), tornando-as mais acessíveis às enzimas hidrolíticas
microbianas. Este processo, além de liberar os monômeros e pequenos sacarídeos
fermentáveis, gera inibidores do crescimento microbiano e da fermentação do material
hidrolisado. Os monômeros gerados pela hidrólise da fração hemicelulósica não são
compostos apenas de glicose, como os substratos amiláceos e celulósicos. Eles contêm, entre
outros, vasta concentração de pentoses que não são metabolizadas por todos os
microrganismos. Objetivando obter leveduras com atributos necessários ao aproveitamento da
biomassa, com ênfase na fração hemicelulósica, investigaram-se as seguintes fontes ricas em
hidrolisados naturais: fezes e salivas de ruminantes (bovinos), como também tubos digestivos
de insetos imaturos que se alimentam de madeira. Os meios de cultura utilizados para
isolamento e cultivo (sólidos e líquidos) foram confeccionados com hidrolisado
hemicelulósico do bagaço da cana-de-açúcar, obtido por hidrólise ácida. Os microrganismos
isolados foram selecionados com base em suas características de utilização das pentoses
xilose (majoritária na hemicelulose) e arabinose, visando o melhor aproveitamento da
biomassa lignocelulósica. Foram isoladas 237 colônias de microrganismos unicelulares, em
meio seletivo. Destas, 231 colônias foram submetidas aos ensaios de assimilação de açúcares,
entre as quais 125 foram capazes de crescer utilizando hidrolisado hemicelulósico, xilose ou
arabinose como fonte de carbono. Destacaram-se, quanto ao crescimento em tamanho, 57 colônias que foram selecionadas e tiveram a região ITS1 – 5.8S rDNA sequenciada. Após
seleção para acúmulo em biomassa, uma levedura sequenciada foi escolhida e investigada,
através de métodos de superfície de resposta para otimização da produção de biomassa
microbiana a partir do hidrolisado hemicelulósico. As cepas sequenciadas formaram 05
grupos distintos na árvore filogenética e tiveram alta similaridade com Meyerozyma
caribbica, Meyerozyma guilliermondi, Trichosporon micotoxinivorans, Trichosporon
loubieri, Pichia kudriavzevii, Candida lignohabitants e Candida etanolica. Uma cepa com
99% de similaridade com Meyerozyma caribbica, isolada a partir de fezes de bovinos,
acumulou 14,21g/L de biomassa em 72h, em cultivo tipo batelada simples (utilizando
fermentador instrumentado), sendo capaz de tolerar até 90% de hidrolisado hemicelulósico
com acúmulo de biomassa seca em torno de 12,43g/L, (Qx = 0,44g/L-1h-1), após 27 horas de
cultivo, em experimentos com frascos cônicos. Esta levedura produziu 14,8g/L de xilitol
(Qxilt=0,55 g/L-1h-1) em 27 horas de cultivo.
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Estudo da produção de ácido hialurônico utilizando peptonas de soja / Study of the hyaluronic acid production using soy peptonesOliveira, Rhelvis de Campos, 1983 25 August 2018 (has links)
Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Resumo: O ácido hialurônico (AH) é um polissacarídeo linear com diversas aplicações
nas áreas médica e farmacêutica. A produção de ácido hialurônico por via fermentativa vem sendo muito estudada atualmente e modificações no meio de cultura tornaram - se uma das principais alternativas para se atingir um produto com altos níveis de rendimento e massa molar (MM). A primeira etapa deste trabalho teve como objetivo estudar os efeitos de duas peptonas de soja, cuja principal diferença se encontra nas concentrações dos
aminoácidos aspartato glutamina e glutamato (AGG), além das proporções de
aminoácidos livres e totais. O microrganismo Streptococcus zooepidemicus ATCC 39920 foi cultivado por 24h em frascos agitados contendo uma concentração inicial de 25g L-1 de glicose e razões Carbono:Nitrogênio (C:N) de 3,4:1, 4,1:1 e 5,5:1 para a peptona rica em AGG e 4,1:1, 4,9:1 e 6,3:1 para a peptona pobre em AGG. Os resultados mostraram que a maior produção de AH foi de 1,37g L-1 à razão C:N de 4,1:1 para a peptona pobre em AGG, com MM média de 8,9x10 3 Da e cerca de 50 % das frações de MM na casa de 104 Da, enquanto que para a peptona rica em AGG esses valores foram de 0,70g L-1 e 4,1:1 em termos de produção de AH e razão C:N respectivamente, com MM média de 1,19x106 Da e cerca de 67 % das frações de MM na casa de 105 Da. Na segunda parte deste trabalho foi feita uma comparação do comportamento cinético de fermentações realizadas com as duas peptonas de soja em ensaios com aeração forçada. Os modelos logísticos de Verhulst para o crescimento celular, um análogo ao modelo de Luedeking-Piret incorporando o modelo logístico de Verhulst para o consumo de glicose, Verhulst modificado e Luedeking¿Piret para a produção de AH foram utilizados para estimar os parâmetros cinéticos. Os ajustes dos modelos apresentaram coeficientes de correlação maiores que 0,93. Os resultados mostraram que crescimento celular, consumo de glicose e produção de AH ocorreram durante as 24h de cultivo em meio de cultura contendo a peptona rica em AGG, enquanto que para a peptona pobre em AGG esse tempo reduziu para 10h. A quantidade produzida de AH foi semelhante para ambas as peptonas, entretanto, utilizando a peptona pobre em AGG, 60% da concentração final de AH veio da fase anterior à etapa de fermentação propriamente dita. Os parâmetros cinéticos apresentaram um coeficiente de manutenção maior para o cultivo com a peptona pobre em AGG e maior consumo de glicose foi verificado no cultivo com a peptona rica em AGG, refletindo-se no no rendimento YX/S, enquanto que o rendimento YP/X foi semelhante nos cultivos com ambas as peptonas. Esses resultados mostram que as peptonas não são somente fontes de nitrogênio, mas desempenham papéis específicos no cultivo celular / Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a linear polysaccharide with many applications in the medical and pharmaceutical fields. The production of hyaluronic acid by fermentation pathway has been widely studied nowadays, and modifications made in the culture medium is one of the main alternatives to achieve a product with high levels of yield and molecular weight (MW). The first step of this work was to study the effects of two soy peptones, whose main difference is the amino acids concentrations of aspartate, glutamine and glutamate (AGG), and the proportions of free and total amino acids. The microorganism Streptococcus zooepidemicus ATCC 39920 was grown over 24 hours in shake flasks containing initial glucose concentration of 25 g L-1 and the same carbon: nitrogen (C: N) ratios 3.1:1, 1.7:1 and 1.0:1 for both peptones. The results showed that the higher production of HA was 1.37g L-1 with C:N ratio of 1.0:1 for poor AGG peptone with average MW of 8.9 x 103 Da and about 50 % of the MW fraction in the range of 104 Da, while rich AGG peptone showed values of 0.70 g L-1 and 1.7:1 in terms of HA production and C:N ratio respectively, with average MW of 1.19 x 106 Da and about 67% of the fractions of MW in the range of 105 Da. In the second part of this work was made one comparison of the kinetic behavior of cultivations using both peptones in assays with forced aeration. The logistic models of Verhulst for cell growth, analogous to Luedeking-Piret model incorporating the logistic model of Verhulst for glucose consumption, Verhulst modified and Luedeking-Piret for the production of HA were used to estimate the kinetic parameters. The adjustments of the models had correlation coefficients greater than 0.93. The results showed that cell growth, glucose consumption and HA production occurred over the 24 hours of cultivation in culture medium with rich AGG peptone, while with poor AGG peptone this time reduced for 10h. The amount of HA produced was similar for both peptones, however, using poor AGG peptone 60% of the final HA concentration came from the previous stage of the fermentation. The kinetic parameters showed higher coefficient of maintenance for cultivation with poor AGG peptone and increased glucose consumption was observed in cultivation with rich AGG peptone, reflected in terms of YX/S yield, while the yield YP/X was similar in cultivations with both peptones. These results show that peptones are not only sources of nitrogen but play specific roles in cell culture / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química
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Produção biotecnologica de surfactante por Serratia marcescensSilva, Cristina Ferraz 01 August 2018 (has links)
Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-01T16:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2002 / Resumo: Biosurfactantes são compostos produzidos por microrganismos os quais possuem em sua molécula uma porção hidrofilica (solúvel em água) e uma porção hidrofóbica (insolúvel em água). Essas moléculas são capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial em ambas soluções aquosas e misturas de hidrocarbonetos, as quais fazem desses compostos potenciais
candidatos para aumentar a recuperação de óleo e processos de deemulsificação. No presente trabalho foi estudada a produção de biosurfactante por uma linhagem de bactéria. O microrganismo considerado foi pré-selecionado como produtor de biosurfactante em trabalhos anteriores e identificado nesta dissertação como Serratía marcescens. As melhores condições para produção do biosurfactante em agitador rotativo foram determinadas através do processo de otimização utilizando Planejamento Experimental. Além disso, foram estudadas algumas propriedades do biosurfactante, como por exemplo, capacidade emulsificante e estabilidade em diferentes pHs e temperaturas. Finalmente, testou-se a aplicação do biosurfactante produzido avaliando-se o efeito da sua adição na atividade de lipase de Rhízopus sp. quando comparado ao efeito produzido por surfactantes químicos. / Abstract: Biosurfactants are compounds produced by microrganisms those molecules include a hydrophilic portion (water soluble) and a hydrophobic portion (water insoluble). These molecules are capable of reducing surface and interfacial tensions in both aqueous solutions and hydrocarbon mixtures, which makes them potential candidates for enhancing oil recovery
and deemulsification processes. Biosurfactant production by a bacterial strain was studied in this work. The microrganism considered was isolated in previous studies and identified in this work as Serratia marcescens. The best conditions for biosurfactant production in shake flasks were determined through an optimization process using an Experimental Design. Móreover, some properties of the biosurfactant were studied, for example, its emulsifying capacity and stability at different pH values and temperatures. Finally, the application of the biosurfactant produced was tested evaluating the effect of its addition on the activity of Rhizopus sp. Lipase, as
compared to the effect produced by chemical surfactants. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos
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Produção, recuperação e caracterização de proteinas alergenicas da biomassa de Drechslera (Helminthosporium) monoceras obtida por fermentação em estado solidoHasan, Salah Din Mahmud 09 March 2002 (has links)
Orientador : Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T08:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho, estudou-se a produção, recuperação e caracterização de proteínas alergênicas da biomassa de Drechslera (Helminthosporium) monoceras cultivada em meio sólido, com vistas à obtenção de extrato alergênico fúngico para aplicação em diagnóstico de doenças alérgicas. Para a produção, foram usados biorreatores aerados de leito fixo do tipo colunas de Raimbault, sendo testados como substratos o bagaço de cana de açúcar e os farelos de trigo e milho. A otimização das variáveis do processo fermentativo foi feita através de planejamento estatístico de experimentos e análise de superfície de resposta, sendo os melhores resultados de produtividade obtidos com valores iniciais de pH 9,5 e umidade de 45,8%. As condições mais adequadas para o cultivo em estado sólido de D. monoceras foram com o uso de farelo de trigo como substrato com tamanho de partícula de 0,59 mm; concentração de inóculo de 0,4 mg/mL, vazão de ar de 2,0 L/h/coluna e 25°C. A cinética da produção de biomassa foi estudada nas condições otimizadas do processo. O extrato bruto foi obtido por extração das proteínas do meio fermentado usando água como solvente. A recuperação dessas proteínas foi feita mediante precipitação por solventes orgânicos e sulfato de amônio, seguida da remoção de sais e polifenóis, para a obtenção de extrato com potencial alergênico. A caracterização do extrato com potencial alergênico foi feita mediante eletroforese SDS-PAGE, IEF, cromatografia de permeação em gel e testes in vivo ("prick-test") e in vitro ("Dot-blotting" e "Immunoblotting") para a avaliação da alergenicidade das proteínas. Foram identificadas 12 proteínas nos extratos com potencial alergênico, entre 14 e 156 kDa. Nos testes cutâneos, feitos em pacientes com sintomas de alergia respiratória, foram observadas positividades em 24% dos casos, para formação de pápulas maiores que 4 mm de diâmetro. Nas análises de "Immunoblotting", seis proteínas apresentaram reatividade mais intensa, podendo ser consideradas alergênicas as de 155,9; 104,2; 44,2; 35,7; 27,8 e 14,3 kDa / Abstract: The purpose of this work was the production, recovery and characterization of allergenic proteins of Drechslera (Helminthosporium) monoceras biomass; cultivated by solid-state fermentation, for the obtainment of standardized mould allergenic extract, applicable to diagnosis of allergy diseases. Bioreactors based on Raimbault-type aerated fixed bed columns were used for solid-state fermentation, and sugar cane bagasse, wheat and maize bran were tested as substrate. The most important variables of solid fermentation were optimized by statistical experimental design and by surface response analysis, and the best results, in terms of productivity, were obtained at pH 9.5 and 45.8% moisture. The solid state fermentation conditions were determined for wheat bran used as substrate (with 0.59 mm dimension); 0.4 mg/mL of inoculum; 2.0 Uh of air and 25°C. The kinetic of biomass growth was determined under the optimized conditions of the process. Water was used as solvent for the obtainment of the crude extracts. Potentially allergenic extracts were obtained by protein precipitation from the crude extracts by the use of organic solvents and ammonium sulfate, followed by salt and polyphenols removal. Characterization of potentially allergenic extracts was done by SDS-PAGE electrophoresis, isoeletric focusing, gel permeation chromatography and by cutaneous "prick-tests", dot-blotting and immunoblotting analysis for the allergenic evaluation of extracts. Twelve proteins were identified from the potentially allergenic extracts, in the range of low and high molecular mass, between 14 and 156 kDa. From cutaneous tests, 24% of the patients with respiratory allergy symptoms showed positive reactions. The immunoblotting assays revealed six proteins with allergenic activity due to their stronger reactivity, with the following molecular masses: 155.9; 104.2; 44.2; 35.7; 27.8 and 14.3 kDa / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química
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