Orientador: Adilma Regina Pippa Scamparini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maldonade_IrianiRodrigues_D.pdf: 4259808 bytes, checksum: a80eab15ad28ff36edff81d33fd716be (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo isolar e selecionar leveduras produtoras de carotenóides de ecossistemas brasileiros. As leveduras pigmentadas foram isoladas de amostras de solos, flores, folhas, frutos da região de Campinas-SP e de alimentos processados. As amostras foram colocadas em frascos de erlenmeyer de 50 mL, contendo 20 mL de meio de Extrato de Malte e Levedura (YM), e incubadas a 30° C por 48 horas. Após 48 horas, as amostras foram inoculadas em placas de petri contendo meio ágar-YM e incubadas a 30°C, por 120 horas. As colônias de leveduras que apresentaram coloração entre amarelo e vermelho, foram transferidas para tubos de ensaio contendo meio ágar YM inclinado e incubadas a 30°C até crescimento satisfatório. Estas leveduras foram reisoladas, pelo método de estrias de esgotamento, em placas de petri contendo meio ágar YM (30°C por 72 horas) e, posteriormente, transferidas para tubos de ensaios contendo ágar GYMP inclinado. As culturas pigmentadas foram codificadas do seguinte modo: L12, isolada como contaminante em massa de tomate; L108, isolada de solo da região da Universidade Estadual de Campinas; L125, isolada a partir de folhas da cana-de-açúcar; L135 e L137 isoladas de solo em Holambra-SP. Através das características morfológicas, de reprodução, testes fisiológicos e bioquímicos as leveduras foram identificadas como: L12, L108, L135 e L137 como Rhodotorula mucilaginosa, e L125 como Rhodotorula graminis. A composição de carotenóides, das leveduras isoladas no Brasil, foi estudada. As culturas de leveduras foram cultivadas em 200 mL de meio YM a 200 rpm em shaker, a 25°C por 5 dias. Cromatografia de coluna aberta, cromatografia de camada delgada e cromatografia líquida de alta eficiência foram utilizadas para separar os carotenóides obtidos das leveduras, a fim de identificá-los e quantificá-los. A linhagem de Rhodotorula glutinis foi a que apresentou maior concentração total de carotenóide (881 mg/L), seguido por Rhodotorula graminis (594 mg/L), Rhodotorula mucilaginosa-137 (590 mg/L) e Rhodotorula mucilaginosa-135 (545 mg/L). Rhodotorula minuta e Sporobolomyces tiveram a menor concentração de carotenóides (168 mg/L and 237 mg/L, respectivamente). Os principais pigmentos encontrados nestas linhagens foram toruleno e b-caroteno. b-Caroteno foi o carotenóide predominante em Rhodotorula grarninis-125, Rhodotorula glutinis e Sporobolornyces, enquanto que o toruleno foi o carotenóide principal nas leveduras de Rhodotorula rnucilaginosa. Em termos de produção específica de cartenóides (_g/g de células secas), Rhodotorula glutinis foi a que obteve maior concentração de carotenóides 132 mg/g. Duas linhagens foram selecionadas para otimização da produção de carotenóides, R. mucilaginosa-137 e R. glutinis. Estas duas culturas foram cultivadas em shaker a 200 rpm, a 25°C por 5 dias, sem iluminação. Utilizou-se planejamento experimental e análise de superfície de resposta para estudar o efeito do pH inicial, concentração de glicose, extrato de levedura, sais de fosfato e sulfato de magnésio na produção de carotenóides, de biomassa e proteína celular. Para cada linhagem, foram realizados 2 planejamentos fatoriais, sendo 1 fracionário e 1 completo.Para a linhagem de R. mucilaginosa-137, o extrato de levedura foi a variável de maior influência na produção de carotenóides, enquanto que os sais de sulfato e fosfato tiveram efeito negativo. O pH inicial não teve efeito significativo tanto na produção de carotenóides como na biomassa. Através dos resultados obtidos pelo planejamento completo, observou-se que a máxima concentração de carotenóides foi de 745 mg/L com 15 g/L de extrato de levedura e 20 g/L de glicose. Em relação a produção específica de carotenóides, a máxima concentração foi de 152 mg/g com 5 g/L de extrato de levedura e 15 g/L de glicose. A concentração de extrato de leveduras e glicose também foram importantes na produção da biomassa, que atingiu o valor máximo de 8 g/L, na faixa de concentração de 15 a 17,1 g /L de extrato de levedura e de 15 a 20 g/L de glicose. Para a linhagem de Rhodotorula glutinis as variáveis de maior influência na produção de carotenóides foram pH inicial, extrato de levedura e glicose. Os sais de sulfato e fosfato não tiveram efeito significativo. Através do planejamento fatorial completo 23 com três pontos centrais, observou-se que na produção de carotenóides, apenas a glicose teve efeito positivo significativo. Na produção específica de carotenóides, o pH inicial, glicose e extrato de levedura tiveram efeito positivo. A máxima concentração de carotenóides obtida foi de 1.269 mg/L com pH inicial 4, 4 g/L de extrato de levedura e 17 g/L de glicose. Na produção específica de carotenóides, a máxima concentração foi de 337 mg/g com pH inicial 4, a 4 g/L de extrato de levedura e 7 g/L de glicose. O crescimento celular foi afetado pelo pH inicial, concentração de extrato de levedura e glicose. Entretanto, o modelo matemático referente a biomassa não apresentou uma regressão satisfatória, devendo ser utilizado apenas para estabelecer tendência da resposta / Abstract: Pigmented yeasts were collected from soils, flowers, leaves, fruits from Campinas-SP region and industrialized foods. The samples were put in 50 mL erlenmeyers flasks, containing YM broth, and they were incubated at 30°C for 48 hours. After 48 hours, these samples were inoculated in Petri plates with YM agar, and incubated at 30°C for 120 hours. The yeasts colonies that had color between red and yellow were transferred to tubes, containing YM agar, and incubated at 30°C. These yeasts were reisolated by screening in Petri plates with YM agar (30°C for 72 hours) and then, transferred into tubes containing GYMP agar. After the selection, the pigmented yeasts were identified by a code: L12, was isolated from tomato sauce; L108, from soils of State University of Campinas; L125, from leaves of sugar cane; L135 e L137, from soils of Holambra-SP. The yeasts were identified by their morphology characteristics, reproduction characteristics, physiology and biochemical tests. The yeasts L12, L108, L135 and L137 were identified as Rhodotorula mucUaginosa and L125 as Rhodotorula graminis. The carotenoid composition of yeasts isolated in Brazil was studied. The yeasts were cultured in 200 mL broth yeast malt at 200 rpm in rotary shaker, 25°C for 5 days without illumination. Open column, thin layer chromatography and high performance liquid chromatography were used to separate, identify and determine carotenoid concentrations. The yeast Rhodotorula glutinis had the highest total carotenoid concentration (881 mg/L), followed by Rhodotorula graminis (594 mg/L), Rhodotorula mucUaginosa-137 (590 mg/L) and Rhodotorula mucilaginosa-135 (545 mg/L). Rhodotorula minuta and Sporobolomyces had the lowest carotenoid contents (168 mg/L and 237 mg/L, respectively). The principal pigments found in these yeasts were torulene and b-carotene. b-Carotene predominated in Rhodotorula graminis-125, Rhodotorula glutinis and Sporobolomyces, while torulene was the major carotenoid in Rhodotorula mucilaginosa. In specific carotenoid production (mg/g of dried cells), Rhodotorula glutinis had a total carotenoid concentration of 132 mg/g. Two of these strains were selected to optimize the carotenoid production, Rhodotorula mucilaginosa-137 and Rhodotorula glutinis. The cultures were cultivated into 200 mL broth yeast malt at 200 rpm in rotary shaker, 25°C for 5 days without illumination. Response surface design was used to study the effects of initial pH and concentrations of glucose, yeast extract, magnesium sulfate and potassium phosphate. Two statistical designs were used for each strain. For the strain of Rhodotorula mucilaginosa-137, the yeast extract the most important variable in terms of enhancing carotenoid formation; magnesium sulfate and potassium phosphate had a negative influence. The initial pH had no significant effect on carotenoid formation or on cell production. Analysis of the quadratic surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25°C, the maximum carotenoid concentration of 745 mg/L appeared at 15 g/L of yeast extract and 20 g/L of glucose. The maximum concentration of specific carotenoid production was 152 mg/g at 5 g/L of yeast extract and 10 g/L of glucose. The concentrations of yeast extract and glucose were also important on biomass production, which reached maximum value of 8.0 g/L at a range of 15 to 17.1 glL of yeast extract and 15 to 20 g/L of glucose. The variables that had most influence on carotenoid production by Rhodotorula glutinis were initial pH, yeast extract and glucose. Magnesium sulfate and potassium phosphate had no influence. The carotenoid production was described by second order p01ynomial equation. Analysis of the 23 factorial design surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25°C, the maximum carotenoid concentration of 1,269 mg/L with initial pH 4, 4 g/L of yeast extract and 17 g/L de glucose. The maximum specific carotenoid production was 337 j..tglg with initial pH 4, 4 g/L of yeast extract and 7 g/L of glucose. Moreover, carotenoid production in mg/g per liter was more sensitive to changes in yeast extract than to changes in glucose concentrations, in the vicinity of the optimum point of carotenoid production. The growth of the microorganism was affected by initial pH and concentration of yeast extract and glucose. However, the model obtained for biomass from the experimental designs had not a good correlation and because of that it should be used only to study the tendency of response / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-31T19:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vicente_NelidaEladiaVicente_D.pdf: 32736521 bytes, checksum: 95bbdffe5ed06fab876ea433a1ffe057 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O bagaço de cana-de-açúcar com ou sem adição de melaço de cana foi submetido á Fermentação Sólida (SSF) por duas linhagens/espécies de basidiomicetos:Pleuretus ostreatus "tiuti" (P1 ou P1M) e Pleuretus ostreatusreseus (016 e 016M) durante 0,5, 10, 15,20,25,30,45, e 60 dias. Foram observados o crescimento micelial de cada linhagem e realizadas, em cada período; as determinações das atividades das enzimas lignocelulolíticas, determinações dos níveis de lignina, celulose, hemicelulose, matéria seca, proteína bruta, FDN e da digestibilidade "in vitro". Foi também determinada a digestibilidade "in situ" do bagaço fermentado por P. "tiuti", por ter mostrado maior eficiência no crescimento e adaptação ao substrato bagaço de cana. Os resultados mostraram que as duas linhagens/espécies possuem diferentes perfis metabólicos. A linhagem/espécie 016 com e sem melaço mostrou maior atividade de enzimas celulolíticas. No entanto, P1 com e sem melaço, mostrou maior atividade de enzimas ligninolíticas. Quando o meio de bagaço continha melaço foi observado uma depressão na atividade das enzimas celulolíticas e uma estimulação da atividade das enzimas ligninolíticas MnP e AVO em P1. As duas linhagens/espécie mostraram atividade de LiP. Os dados das análises químicas estão de acordo com os perfis enzimáticos mostrados para cada linhagem/espécie, mas não houve correlação com a digestibilidade ín vítre. Os resultados da digestibilidade ín sítu mostraram uma ótima digestibilidade da matéria seca do bagaço de cana fermentado com P1 por 45 dias. Os resultados mostrados permitem afirmar que a SSF P. "tiuti" degradou mais eficientemente o bagaço de cana e também foi responsável por um maior aumento nos níveis de proteína. Os resultados permitem afirmar que a SSF do bagaço de cana empregando Pleurotus ostreatus "tiuti" é recurso recomendado para melhorar a qualidade nutricional do mesmo. / Abstract: Sugarcane bagasse (SB) and SB plus moiasses (SBM), were used as substrates for Solid State Fermentation (SSF) by two strains/species of genus Pleurotus: P. ostreatus "tiuti" (P1) and P. ostreatusroseus (016), for a 60 - days period. Samples were collected at each 5 - days interval up 30 days and then at the 45th and 60thdays of incubation, and the following determinations were carried out: the lignocellulolytic activities; levels of Cellulose, Hemicellulose and Lignin; Ory Matter; Protein, Fiber Oetergent neutral (FON) and in vitro digestibility. Since P. piuti showed greater efficiency for adaptation and growth in SB in situ digestibility was carried out for P. ostreatus "tiuti" samples only. The results showed that the two strains differed enzimatically. The strain 016 in SB or SBM produced higher cellulolytic activities whereas P1 exhibited higher ligninolytic activities. The presence of moiasses had a negative effect on the cellulolytic activities but caused a stimulation on the ligninolytic activities of manganes peroxidase and vertaryl alcohol oxidase. LiP was produced by the bothstrains. The levels of cellulose, hemicelulose and lignin are in accordance with the enzymes produced, but not with in vitro digestibility. However, in situ digestibity analysis showed a good digestibility for SB inoculated with P1 and grown for 45 days. The results indicate that P. "tiuti" degrades SB more efficiently than 016, and also causes greater increase in the protein levels. This work shows that the use of SB for SSF with P. "tiuti" could be recommended for improving the quality of SB. / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Vanderlei Perez Canhos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_MonicaMariadeSillos_M.pdf: 5490390 bytes, checksum: 3a211cff99bb010c9067fdce56ee9a02 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: : Amostras de mosto, vinho levedurado e leite levedurado foram coletadas durante o período de maio a dezembro de 1992, em duas usinas de açúcar e álcool da região de Piracicaba e Capivari no Estado de São Paulo. O estudo teve por objetivo o levantamento da diversidade de leveduras presentes na fermep.tação alcoólica. Foram utilizados os meios WLN ágar (para contagem total de leveduras), WLD ágar (para contagem de leveduras nãoSaeeharomyees eerevisiae), Usina ágar (para detecção de leveduras não-Saeeharomyees) e Lin ágar (para detecção de leveduras tipo Saeeharomyees). Foram isoladas 439 linhagens, sendo 221 da usina de Piracicaba e 218 da Usina de Capivari. Na Usina de Piracicaba o gênero Saeeharomyees se constituiu o contarninante mais freqüente (44,8%), seguido de Candida (38,9%), Piehia. (5,4%), ygosaeeharomyees/Torulaspora (2,7%), SaeeharomyeodeslHanseniaspora .(1,8%), Cryptoeoeeus (1,4%), Issatehenkia (1,4%), Sehizosaeeharomyees (1,4%), Triehosporon (1,4%), e Rhodotorula (0,9%). As linhagens de Candida isoladas foram as leveduras ~ontaminantes mais significativas e consistiram de C. tropiealis (30,2%), C. stellata (25,6%), C. rugosa (12,8%), C. krusei (10,5%), C. guilliermondii varo membranaefacíens (5,8%), C. collieulosa (3,5%), C. millerilC. holmii (3,5%), C. guilliermondii (2,3%), C. lusitaniae (2,3%), C. magnoliae (2,3%) e C. utilis (1,2%). Na Usina de Capivari o gênero Candida foi o contaminante mais freqüente (43,6%), seguido por Saceharomyces (33,0%), ZygosaeeharomyceslTorulaspora (10,lo/ç), Kluyveromyees (8,7%), Issatchenkia (1,8%), Rhodotorula (0,9%), Sehizosaeeharomyc,es (0,9%), Piehia (0,5%) e SaeeharomyeodeslHanseniaspora (0,5%). As linhagens de Candida foram classificadas como C. stellata (46,3%), C. tropiealis (20,0%), C. krusei (10,5%), C. rugosa (9,5%), C. eollieulosa (6,3%), C. kefyr (4,2%), C. dattila (1,1%), C. lipolytica (1,1 %) e C. parapsilosis (1,1 %). As Saccharomyees detectadas incluem também as linhagens selvagens. A maioria das linhagens contaminantes foram caracterizadas como fermentadoras, assimiladoras do etanol, osmotolerantes, termotolerantes, urease e DBB negativos e com brotamento multipolar. Espera-se, com estes resultados, obter melhor conhecimento da microbiota contaminante, e por conseguinte estabelecer sistemas de monitoramento mais eficazes nos processos de fermentação utilizados / Abstract: Samples of cane juice (mosto), fermenting broth (vinho) and yeast celI slurry (leite levedurado), were colIected during the period of 1992 May to December, in 2 ethanol fermentation industries in São Paulo State, from 2 different cities: Piracicaba and Capivari. Both them had apure strain as the starting inoculum. This study aims the survey of the yeasts diversity present in ethanol fermentation processes. Medium WLN-agar (total yeast count), WLD-agar (non-Saccharomyces cerevisiae celIs count), Lysine-agar (detection of non-Saccharomyces) and Lin-agar (detection of Saccharomyces type celIs), were used for enumeration and isolation of the yeasts. 439 strains were isolated, namely 221 from Piracicaba e 218 from Capivari. Among the 221 strains isolated from Piracicaba, the genus Saccharomyces was the most frequent (44,8%), folIowed by Candida (38,9%), Pichia (5,4%), Zygosaccharomyces/Torulaspora (2,7%), SaccharomycockslHanseniaspora (1,8%), Schizosaccharomyces (1,4%), Issatchenkia (1,4%), Trichosporon (1,4%), Cryptococcus (1,4%) e Rhodotorula (0,9%). Yeasts belonging to Candida sp. were the most significant contaminant, and consisted of: C. tropicalis (30,2%), c. stellata (25,6%), C. rugos6l (12,8%), C. krusei (10,5%), C. guilliermondÜ varo membranaefadens (5,8%), C. colliculosa (3,5%), C. millerilC. holmÜ (3,5%), C. guilliermondÜ (2,3%), C. lusitaniae (2,3%), C. magnoliae (2,3%) and C. utilis (1,2%). Among the 218 strains isolated from Capivari, the genus Candida was the most frequent contaminant (43,6%): folIowed by Saccharomyces (33,0%), ZygosaccharomyceslTorulaspora (10,1%); Kluyveromyces (8,7%), Issatchenkia (1,8%), Schizosaccharomyces (0,9%), Rhodotorula (0,9%), Pichia (0,5%) and SaccharomycodeslHanseniaspora (0,5%). Candida strains were classified as C. stellata (46,3%), C. tropicalis (20,0%), C. krusei (10,5%), C. rugosa (9,5%), C. colliculosa (6,3%), C. kefyr (4,2%), C. dattUa (1,1%), C. lipolytica (1,1%) e C. parapsUosis (1,1 %). The detected Saccharomyces include also the wild strains. Most of the strains were fermentative, ethanol tolerant, osmotolerant, thermotolerant, urease and DBB negatives and vegetative reproduction by multipolar budding. It is expected that these results will be useful to improve the knowledge on the contarninating yeasts in ethanol production plants, and that this will be of help to establish more efficient systems for microbial control and monitoring in the ethanol fermentation processes / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Fumio Yokoya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T06:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlivaNeto_Pedrode_D.pdf: 4500202 bytes, checksum: 22dc5270254666573ca72ca391b1499c (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo da fermentacão alcoólica do HTM (high test molasses) por leveduras de panificação contaminada com Lactobacillus fermentum CCT 1407 através do processo "fed-batch" com reciclo de células, visando simular as condições industriais, 0 estudo de inibidores do crescimento de Lactobascillus- Leuconostoc e Saccharomyces cerevisiae foi -Feito através da técnica de macrodiluicão em caldo para determinação da Concentração Minima Inibitória (CHI) do crescimento. 0 mais promissor dos produtos analisadas foi selecionado e testado no modelo de fermentação, com a adição de ewtrato de levedura para favorecer o crescimento do contaminante. Os resultados indicaram que o estudo da população mista, leveduras e bacterias 1át icas, simulou o mecanismo de infeccão bacteriana da fermentação. Após 4 a 7 ciclos de fermentação de horas cada, ocorreu o rápido cresc imento da população bacteriana inoculada no primeiro ciclo e, após 8 a 12 ciclos, a inibição das leveduras foi proeminente, provocada pelo ao aumento da acidez. 0 crescimento bacteriano foi estimulado com a adição de extrato de levedura ( í'Ái ou um con junto de 17 aminoácidos. A marte das leveduras foi acelerada pelo excesso de acides na vinha (15 g/l) Testes de cultivo puro de Lactobacillus fermentum CCT 1407 em caldo de cana a VA confirmaram que aminoácidos, quando complementados na meio. Foram essenciais para o crescimento das bactérias, e não sais, vitaminas ou açúcares como afirmaram alguns pesquisadores. Os aminoácidos devem ser os principais componentes presentes na extrato de levedura que estimulam o crescimento das bactérias láticas durante a fermentação. Dentre os aminoácidos complementados, a leucina, íso-leucina e valina foram essenciais para ? crescimento bacteriano *^cido glutâmico, alanina, cisteina, treonina, triptofano, fenilalanina, tiros i na e met ian i na most raram efeito estimulador da crescimento. A quantidade de entrato de levedura parece ser crítica no estímulo do crescimento. Concentrações acima de 600 mg/l mostraram notável aumento do crescimento bacteriano A duração do ciclo de fermentação e a velocidade de centrifugação foram fatores importantes que influenciaras? o crescimento da população bacteriana na fermentacão alcoólica. Ciclos com 20 horas foram mais estimuladores do crescimento bacteriana, do que os de 12 horas Baixas velocidades de centrifugação do fermento (870 X g) favoreceram mais o desenvdlvimento das bacterias contaminantes comparadas com altas velocidades (5000 X g) Os seguintes resultados foram encontrados com respeito a CMI em Lactobacillus fermentum e leuconostoc mesenteroides no meio a base de caldo de cana a 4% em pH 4,5: clindamícina 0,050 - 0,40 ug/ml, penicilina U ácida 0,050 - 0,50 ug/ml, sulfito de sódio 10,0 - 40,0 ug/ml e formaldeido 11,5 - 23,0 ug/ml. Dentre as formulações comerciais os ativos bromofenato com CHI de 9 - 18 ug/ml, tiocianato 1,80 - 5,0 ug/ml, e o Desflac 0,P5 - 0,50 ug/ml. A concentração de 75 mg/l de Desfloc ítriclorocarbanilida) imobiliado em alginato de cálcio, e combinado com lauril sulfato de sódio (i,6? a 5,00 mg/l) controlaram de forma eficaz o crescimento de L. fermentum na fermentação alcoólica conduzida em escala de laboratório / Abstract: Abstract: In this work, the alcoholic fermentation study of HTM (high test molasses) by baker s yeast contaminated with Lactobacillus fermentum CCT 1407 was carried out by fed-batch and cell recycle process, aimming to simulate the industry conditions. The growth inhibitors study of Lactobacillus, Leuconostoc and Saccharomyces cerevisiae was done by macrodilut ion broth technic of Minimal Inhibition Concentration (MIC) of growth. The most promissing compound was selected, and it was tested in fermentation model with added yeast extract to stimulate contaminant growth The results indicated that study of yeast and lactic acid bacteria population simulated the bacterial infection mecanism of fermentation. After 4 to 7 fermentation cycles of 20 hours each, the inoculated bacterial population started to grow very rapidly and after 8 to 12 cycles, the yeast inhibition by increased acidity was prominent. The bacterial growth was stimulated with addition of yeast extract (1%) or a group of 17 amino acids. The death of yeast was accelereted by excess of acidity of wine (15 g/L). Tests of pure culture by Lactobacillus fermentum CCT 1407 in cane broth (.4%) confirmed that amino acids added on the medium, were essential for bacterial growth, and not salts, vitamins or sugars as presumed by some investigators. The amino acids should be the main components found in yeast extract that stimulate the growth of lactic acid bacteria during fermentation. Amongst added amino acids, leucine, isoleucine and valine were essential for bacterial growth. Glutamic acid, alanine, cysteine, threonine, thiptophane, phenylalanine, tyrosine and methionine showed stimulating effect on growth. The amount of yeast extract seems to be crytical on bacterial stimulation. Concentration above 600 mg/l showed noticible increase on bacterial growth. The period of fermentation cycle and speed of centrifugation were important factors that influenced bactevial population growth in the alcoholic fermentation Cycles of 20 hours were more stimulant of bacterial growth than 12 hours. Low speed centrifugation (870 X g) stimulated more contaminant growth as compared to high speed 5000 X g) Foillowing results were shown in regard to MIC on Lactobacillus fermentum and Leuconostoc mesenteroides with cane broth medium (4%) on pH 4 5: clindamicin 0 .050-0.40 ug/ml V acid penicilin 0.050-0.20 ug/ml; sodium sulfite 10-40 ug/ml and formaldeide 11. 5-23 ug/ml. Among the comercially formulated products, the active bromofenate showed MIC of 9-18 ug/ml; tiocianate 1.2-5.0 ug/ml and Desfloc 0.25-0.50 ug/ml. Amount of 75 mg/l of Desfloc (triclorocarba-nilide) entrapped in calcium alginate and combined with sodium lauryl sulphate (2 mg/l) controlled effectively, the Lactobacillus fermentun" growth on alcoholic fermentation carried out in Iaboratory / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

A viabilidade da produção em escala industrial de produtos biotecnológicos de interesse comercial e terapêutico, como os fármacos, depende significativamente das técnicas de separação e purificação utilizadas. A aplicação do sistema de duas fases aquosas (SDFA) é proposta como alternativa para a purificação, pois permite a separação e análise de biomoléculas, de modo que estas não percam sua atividade ou propriedades desejadas. Esta técnica é interessante para a purificação em larga escala, pois permite partição seletiva, com potencial de obtenção de altos rendimentos, além de apresentar boa relação custo-benefício. O presente trabalho estudou a purificação por extração líquido-líquido do ácido clavulânico em SDFA utilizando um novo sistema polimérico aquoso, formado pelos polímeros polietileno glicol (PEG) e ácido poliacrílico (APA). Foram estudadas diferentes composições do sistema polimérico aquoso PEG/APA, empregando diferentes massas molares e concentrações para o PEG e utilizando a massa molar 8000g/mol para o APA. Com base nas informações obtidas o melhor ponto de extração para o ácido clavulânico na presença de Na2SO4 foi definido como MPEG=400 g/mol, CPEG=17,5% (m/m) e CNaPA=22,5% (m/m) com K= 19,14, ηT=91,21%, BM=101,69 e R=0,45. Enquanto que na presença de NaCl, o melhor ponto encontrado foi: MPEG=400 g/mol, CPEG=35% (m/m) e CNaPA=10% (m/m) com K=11,96 ηT=80,04%, BM=90,18 e R=0,66. No trabalho será avaliada, também, a influência da temperatura, pH e força iônica nesse sistema. Estabeleceram-se os melhores parâmetros de separação do ácido clavulânico presente em meio fermentado produzido por Streptomyces clavuligerus utilizando a metodologia de fermentação extrativa com SDFA PEG/APA. O efeito do ácido clavulânico no diagrama de fases do sistema PEG-APA, bem como sua partição na forma pura e na presença de homogeneizado celular, foi estudado principalmente através da determinação do coeficiente de partição e recuperação do respectivo fármaco. / The viability of industrial scale production of commercial and therapeutical biotechnological products, such as drugs, is significantly dependent on the separation and purification techniques applied. The use of two-aqueous phase systems (ATPS) is proposed as an alternative to purification because it allows the separation and analysis of biomolecules, so that they do not lose their activities or desired properties. This technique is interesting for large scale purification because it allows selective partition with high potential yield and good cost/benefit ratio. The present work studied the purification of clavulanic acid (CA) by liquid-liquid extraction in ATPS applying a new aqueous polymeric system composed of two polymers, namely polyethylene-glicol (PEG) and sodium polyacrylate (NaPA). Different compositions of the aqueous polymeric system (PEG/PAA) were utilized, employing different PEG molar masses (MPEG) and concentrations (CPEG) and a molar mass of PAA of 8000 g/mol. In the light of the results obtained, the best conditions for clavulanic acid extraction, in the presence of Na2SO4, were MPEG = 400 g/mol, CPEG = 17.5% (m/m) and CNaPA = 22.5% (m/m), which allowed obtaining a partition coefficient (K) of 19.14, a yield in the top phase (ηT) of 91.21%, a mass balance (MB) of 101.69 and a volume ratio (R) of 0.45. On the other hand, in the presence of NaCl, the best results (K = 11.96, ηT = 80.04%, MB = 90.18 and R = 0.66) were found at: MPEG = 400 g/mol, CPEG = 35% m/m and CNaPA = 10% m/m. The effect of clavulanic acid in the PEG-PAA system phase diagram and its partition either in its pure form or in the cell homogenate were studied mainly through both the determination of the partition coefficient and the recovery of the drug selected for this study.

As características do processo industrial brasileiro para a produção do bioetanol tornam as destilarias susceptíveis a presença de microrganismos contaminantes que ocasionam na queda de rendimento de produção. Dentre as etapas do processo, tem-se a fermentação alcoólica, que consiste na metabolização de açúcares pela cepa de levedura selecionada da espécie Saccharomyces cerevisiae produzindo o etanol. Nesta etapa ocorre a contaminação por leveduras do gênero Saccharomyces, leveduras não Saccharomyces e bactérias. As bactérias mais encontradas são as pertencentes ao grupo das bactérias láticas (LAB), que por utilizarem diferentes vias para metabolizar os açúcares, são classificadas em heterofermentativa obrigatória, homofermentativa obrigatória e heterofermentativa facultativa. Entre os gêneros deste grupo, os Lactobacillus são os mais comuns devido à sua habilidade em tolerar altas concentrações de etanol e açúcares, altas temperaturas e baixo pH. As espécies L. fermentum e L. plantarum foram relatadas em diversos trabalhos como entre as espécies mais encontradas contaminando esse ambiente. Os Lactobacillus contaminantes estão em constante interação com a cepa de levedura que por consequência, tem sua eficiência fermentativa reduzida. Este trabalho teve por objetivo analisar os metabólitos produzidos durante a fermentação alcoólica industrial e que podem ser utilizados pelas bactérias contaminantes, obtendo assim, condições para serem competitivas e persistentes no processo. Para isso, foram utilizadas duas linhagens, isoladas de destilaria e identificadas como L. fermentum (I3a) com metabolismo heterofermentativo obrigatório e L. plantarum (I4a) com metabolismo heterofermentativo facultativo, apresentando nas condições estudadas um metabolismo homofermentativo. Ambas as linhagens foram submetidas ao crescimento na presença do glicerol, malato e piruvato, que são metabólitos produzidos e excretados pela levedura e o manitol produzido e excretado pela bactéria heterofermentativa obrigatória. Foi observado que o metabólito manitol é uma eficiente fonte de carbono para ambas as linhagens proporcionando crescimento mesmo sem a presença de açúcares. Além disso, a combinação entre glicose, frutose, manitol e malato foi capaz de aumentar o crescimento das linhagens. Já a presença do piruvato, apresentou estímulo de crescimento para a linhagem heterofermentativa. Em relação ao consumo, as linhagens foram capazes de metabolizar o manitol, malato e piruvato, entretanto, não apresentaram consumo do glicerol. Com isso, ambas as linhagens são beneficiadas pelo metabolismo da levedura e ainda a heterofermentativa é capaz de reabsorver o manitol quando os açúcares fermentescíveis são esgotados e de disponibilizar o metabólito para uso da homofermentativa. / The characteristics of the Brazilian industrial process to produce bioethanol make the distilleries susceptible to the presence of contaminating microorganisms that cause in the fall of production yield. Among the stages of the process, we have the alcoholic fermentation, which consists in the metabolization of sugars by the yeast strain selected from the Saccharomyces cerevisiae species producing the ethanol. At this stage contamination occurs by yeasts of the genus Saccharomyces, yeasts not Saccharomyces and bacteria. The most commonly found bacteria are those belonging to the group of lactic bacteria (LAB), which, because they use different routes to metabolize sugars, are classified as obligate heterofermentative, obligate homofermentative and facultative heterofermentative. Among the genera of this group, Lactobacillus are the most common because of their ability to tolerate high concentrations of ethanol and sugars, high temperatures and low pH. The species L. fermentum and L. plantarum have been reported in several studies as among the most frequent species contaminating this environment. Lactobacillus contaminants are in constant interaction with the yeast strain which consequently has its fermentative efficiency reduced. This work aimed to analyze the metabolites produced during industrial alcoholic fermentation and that can be used by the contaminating bacteria, thus obtaining conditions to be competitive and persistent in the process. For this, two strains were used, isolated from distillery and identified as L. fermentum (I3a) with obligate heterofermentative metabolism and L. plantarum (I4a) with facultative heterofermentative metabolism, presenting a homofermentative metabolism under the conditions studied. Both strains were submitted to growth in the presence of glycerol, malate and pyruvate, which are metabolites produced and excreted by yeast and mannitol produced and excreted by the obligate heterofermentative bacterium. It was observed that the metabolite mannitol is an efficient source of carbon for both strains providing growth even without the presence of sugars. In addition, the combination of glucose, fructose, mannitol and malate was able to increase strains growth. However, the presence of pyruvate presented growth stimulus for the heterofermentative strain. In relation to consumption, the strains were able to metabolize mannitol, malate and pyruvate, however, they did not present glycerol consumption. Thus, both strains are benefited by yeast metabolism and the heterofermentative can reabsorb mannitol when the fermentable sugars are depleted and to make the metabolite available for homofermentative use.

A viabilidade da produção em escala industrial de produtos biotecnológicos de interesse comercial e terapêutico, como os fármacos, depende significativamente das técnicas de separação e purificação utilizadas. A aplicação do sistema de duas fases aquosas (SDFA) é proposta como alternativa para a purificação, pois permite a separação e análise de biomoléculas, de modo que estas não percam sua atividade ou propriedades desejadas. Esta técnica é interessante para a purificação em larga escala, pois permite partição seletiva, com potencial de obtenção de altos rendimentos, além de apresentar boa relação custo-benefício. O presente trabalho estudou a purificação por extração líquido-líquido do ácido clavulânico em SDFA utilizando um novo sistema polimérico aquoso, formado pelos polímeros polietileno glicol (PEG) e ácido poliacrílico (APA). Foram estudadas diferentes composições do sistema polimérico aquoso PEG/APA, empregando diferentes massas molares e concentrações para o PEG e utilizando a massa molar 8000g/mol para o APA. Com base nas informações obtidas o melhor ponto de extração para o ácido clavulânico na presença de Na2SO4 foi definido como MPEG=400 g/mol, CPEG=17,5% (m/m) e CNaPA=22,5% (m/m) com K= 19,14, ηT=91,21%, BM=101,69 e R=0,45. Enquanto que na presença de NaCl, o melhor ponto encontrado foi: MPEG=400 g/mol, CPEG=35% (m/m) e CNaPA=10% (m/m) com K=11,96 ηT=80,04%, BM=90,18 e R=0,66. No trabalho será avaliada, também, a influência da temperatura, pH e força iônica nesse sistema. Estabeleceram-se os melhores parâmetros de separação do ácido clavulânico presente em meio fermentado produzido por Streptomyces clavuligerus utilizando a metodologia de fermentação extrativa com SDFA PEG/APA. O efeito do ácido clavulânico no diagrama de fases do sistema PEG-APA, bem como sua partição na forma pura e na presença de homogeneizado celular, foi estudado principalmente através da determinação do coeficiente de partição e recuperação do respectivo fármaco. / The viability of industrial scale production of commercial and therapeutical biotechnological products, such as drugs, is significantly dependent on the separation and purification techniques applied. The use of two-aqueous phase systems (ATPS) is proposed as an alternative to purification because it allows the separation and analysis of biomolecules, so that they do not lose their activities or desired properties. This technique is interesting for large scale purification because it allows selective partition with high potential yield and good cost/benefit ratio. The present work studied the purification of clavulanic acid (CA) by liquid-liquid extraction in ATPS applying a new aqueous polymeric system composed of two polymers, namely polyethylene-glicol (PEG) and sodium polyacrylate (NaPA). Different compositions of the aqueous polymeric system (PEG/PAA) were utilized, employing different PEG molar masses (MPEG) and concentrations (CPEG) and a molar mass of PAA of 8000 g/mol. In the light of the results obtained, the best conditions for clavulanic acid extraction, in the presence of Na2SO4, were MPEG = 400 g/mol, CPEG = 17.5% (m/m) and CNaPA = 22.5% (m/m), which allowed obtaining a partition coefficient (K) of 19.14, a yield in the top phase (ηT) of 91.21%, a mass balance (MB) of 101.69 and a volume ratio (R) of 0.45. On the other hand, in the presence of NaCl, the best results (K = 11.96, ηT = 80.04%, MB = 90.18 and R = 0.66) were found at: MPEG = 400 g/mol, CPEG = 35% m/m and CNaPA = 10% m/m. The effect of clavulanic acid in the PEG-PAA system phase diagram and its partition either in its pure form or in the cell homogenate were studied mainly through both the determination of the partition coefficient and the recovery of the drug selected for this study.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-19Bitstream added on 2014-06-13T20:56:26Z : No. of bitstreams: 1 martin_n_me_rcla.pdf: 594054 bytes, checksum: 3eb11fdae84b0f246f67f6ebbed3a1e0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os fungos, em função de suas características de reprodução e crescimento, adaptam-se a uma grande variedade de substratos, sendo excelentes decompositores de material orgânico. As pectinases produzidas por fungos termofílicos apresentam características importantes para aplicação em bioprocessos, como estabilidade ao pH e à temperatura. O tipo de processo fermentativo utilizado para a obtenção dessas enzimas influência a quantidade obtida e as propriedades das mesmas. O presente trabalho teve como objetivos isolar e identificar linhagens fúngicas termofílicas produtoras de pectinases e cultivá-las por FES e por FSM para a avaliação do potencial de produção de poligalacturonases, além de caracterizar a PG produzida. Foram coletadas amostras (0,5 g) de compostagem e depósitos de resíduos agrícolas e agro-industriais, as quais foram transferidas para tubos contendo pectina como única fonte de carbono. As linhagens fúngicas isoladas foram cultivadas a 45°C, por 120 horas em FES, utilizando-se como substratos, farelo de trigo (FT), bagaço de laranja industrializado (BL), bagaço de canade- açúcar (BC) e casca de laranja lavada (CL) e em FSM utilizando-se meio nutriente líquido contendo 1% de pectina como fonte de carbono. As amostras foram retiradas a cada 24 horas e a atividade enzimática foi avaliada a partir da quantificação do ácido galacturônico liberado por hidrólise de pectina citrus (1%). De um total de 40 amostras coletadas, foram isoladas 34 linhagens fúngicas entre as quais as maiores produtoras de poligalacturonases por FSM foram Thermomyces sp N4 (1,8 U/mL) e Scopulariopsis sp N7.1 (0,74 U/mL). As maiores produtoras de PG em FES foram as linhagens Thermomucor sp N31 (15 U/g), Aspergillus sp N12 (76,1 U/g) e Aspergillus sp N29 (64,7 U/g). A linhagem maior produtora de PG foi a Rhizomucor sp N31, em meio composto... / Fungi, due to their reproduction and growth characteristics, are well adapted to a large variety of substrates, being excellent decomposers of vegetal matter. Pectinases produced by thermophilic fungi exhibit important characteristics for application in bioprocesses, such as stability towards pH and temperature. The type of fermentation process used for the production of these enzymes has great influence on the amount of enzyme that is produced and on their properties. The goal of this work was to isolate and identify thermophilic fungal strains that produce pectinases and cultivate them in solid state fermentation (SSF) and in submerged fermentation (SmF) in order to evaluate their potential to produce polygalacturonases (PG), as well as to characterize the PG produced. Samples (0.5 g) were collected from piles of composting material and from deposits of agricultural and agro-industrial residues, which were transferred to tubes containing pectin as the only carbon source. The isolated fungal strains were cultivated at 45°C, for 120 hours in SSF, using wheat bran (WB), orange peel (OP), sugar cane bagasse (SB) and washed orange bagasse (WP) as substrates and in SmF, using a liquid nutrient medium containing 1.0% pectin as carbon source. Samples were taken every 24 hours and the enzymatic activity was assayed through the quantification of galacturonic acid released by citrus pectin (1.0%) hydrolysis. Of a total of 40 samples collected, 34 fungal strains were isolated, of which the best PG producers in SmF were Thermomyces sp N4 (1.8 U/mL) and Scopulariopsis sp N7.1 (0.74 U/mL). The best PG producers in SSF were Thermomucor sp N31 (15.0 U/g), Aspergillus sp N12 (76.1 U/g) and Aspergillus sp N29 (64.7 U/g). The strain with the most production of PG was Rhizomucor sp N31, in medium containing 50% WB and 50% WP in 24 hours of fermentation... (Complete abstract, click electronic address below)

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Saartje Hermalsteens / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:25:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LopezGarzon_CamiloSixto.pdf: 3882684 bytes, checksum: 507e1d93e97fc4494726832b744c6cf8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos estudos visando o estabelecimento de um processo de produção de lipídeos microbianos a partir de fontes renováveis, particularmente xilose, carboidrato derivado do processo de hidrólise de bagaço de cana-de-açucar e que em breve deverá estar disponível para fermentação. Inicialmente foi verificada a influência da fonte de nitrogênio e a relação inicial carbono-nitrogênio sobre o processo de acúmulo delipídeos utilizando duas linhagens características. A utilização de sulfato de amônio juntocom extrato de levedura em uma relação C/N de 50 g/g foi adequada para o processo de produção de lipídeos. A seguir, 25 leveduras oleaginosas foram testadas quanto a sua capacidade de assimilação de xilose e produção de lipídeos. A produtividade de produção de lipídeos e elevado rendimento energético da levedura Lipomyces starkeyi DSM 70296 permitiram sua escolha para as etapas posteriores. Estudos de inibição por substrato foram desenvolvidos e diferentes modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais. O modelo de Mulchandani representou adequadamente a cinética de inibição. Um modelo do cultivo em batelada simples foi desenvolvido baseado nos dados cinéticos obtidos, o qual foi validado para cultivo com limitação de nitrogênio em biorreator de dois litros. A análise de composição dos lipídeos obtidos mostrou semelhança à de fontes vegetais. Finalmente, dois modos de operação em batelada alimentada foram testados, o modo de alimentação simples aumentou significativamente a produtividade do processo quando comparado ao processo em batelada simples convencional. A alimentação usando pH-amônio/auxostat seguida de alimentação de carbono dobrou a concentração celular final obtida nos modos anteriores, mantendo níveis de acúmulo aceitáveis. Assim, um processo de produção de lipídeos a partir de pentoses foi viabilizado, adicionalmente o lipídeo produzido atende as especificações necessárias do valor cetano para a produção de biodiesel. / Abstract: Studies attempting the establishment of a microbial lipid production process from renewable resources, mainly xylose, were developed. This pentose, obtained from sugar cane bagasse hydrolysis, is expected to be available in large quantities and is going to be used as a substrate in fermentation processes in the near future. Initially, the effects of nitrogen source and initial carbon to nitrogen ratio over the lipid accumulation process were tested using two typical oleaginous strains. The joint use of ammonium sulphate plus yeast extract at an initial C/N ratio of 50 g/g were determined as adequate conditions for induction of lipid production with these yeasts. Subsequently in this work, 25 oleaginous yeasts were tested in order to evaluate the ability to consume xylose and lipid production. As a result of this stage, Lipomyces starkeyi DSM 70296 was selected regarding its highest productivity and energetic yield over all the set of yeasts evaluated. Thus, this strain was used in the development of the later studies. Substrate inhibition studies were developed and several mathematical models were adjusted to the experimental data. The Mulchandani model fitted well the substrate inhibition kinetics. Based on the kinetics obtained in shake flask fermentation, a batch model that represents the behavior of the principal variables in the time was developed. The model proposed was validated successfully using a set of data from two liters bioreactor cultivation. The composition of the obtained lipids was very similar of those from vegetal sources. Finally, two fed-batch operation modes were tested intending to get higher lipid productivities. In this direction, simple carbon fed-batch operation showed better productivities than those obtained from simple batch. Nitrogen fed using the pHamonium/auxostat mode followed by carbon fed duplicated the final cellular concentration obtained in the other modes tested, maintaining an adequate lipid content. Therefore, a process for lipid production was developed, additionally; the lipids obtained attend the cetane value specifications required for biodiesel production. / Universidade Estadual de Campi / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T00:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_BrunaTorresda_M.pdf: 1645900 bytes, checksum: cb35ae2b39e57ae64320dc4a3efe7b0b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O presente trabalho descreve o estudo realizado para avaliar a viabilidade da produção de dois ácidos por uma metodologia nova e livre de sínteses químicas. Para a produção do ácido láctico, analisou-se o comportamento de três cepas bacterianas diferentes na fermentação do melaço de cana-de-açúcar: Lactobacillus delbrueckii, Leuconostoc mesenteroides e Lactobacillus plantarum. Foram realizados estudos em shaker, para simular o comportamento desses microrganismos frente a diferentes condições de temperatura (de acordo com cada bactéria), de concentrações de sacarose (15 g/L, 25 g/L e 35 g/L, aproximadamente) e de extrato de levedura (2 g/L, 4g/L e 6 g/L). Posteriormente, as melhores condições obtidas para cada bactéria foram reproduzidas em fermentador de grande volume, com controle de pH para avaliar a viabilidade do processo. A segunda etapa consistiu na aplicação do ácido láctico, obtido via fermentação, como substrato para a produção do ácido propiônico pela bactéria Propionibacterium acidipropionici. A manutenção da cepa e a preparação do pré-inóculo foram constituídos de lactato de sódio, em concentrações progressivas, até que a mesma estivesse pronta para ser inserida no meio de fermentação. Por ser um microrganismo anaeróbio, foi utilizada a alimentação de N2 ao reator, previamente ao início do processo, para manutenção da vida da cepa durante o processo, que contou com controle de pH, agitação e, consequentemente, taxa de formação de O2 durante o processo. Todas as amostras retiradas durante os processos foram quantificadas com relação aos açúcares e aos ácidos em cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). / Abstract: This paper describes the study conducted to evaluate the feasibility of production of two acids by a new methodology free of chemical syntheses. For the production of lactic acid, the behavior of three different bacterial strains in the fermentation of sugar cane molasses were analyzed: Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus plantarum and Leuconostoc mesenteroides. Shaker studies were performed to simulate the behavior of these micro-organisms to different temperature conditions (in accordance with each bacterium), and concentrations of sucrose (15 g/L 25 g/L and 35 g/L, approximately), and yeast extract (2 g/L, 4g/L and 6 g/L). Subsequently, the best conditions obtained for each bacterium were reproduced in large volume fermenter with pH control to assess the viability of the process. The second step consisted of the application of lactic acid obtained through fermentation, as a substrate for the production of propionic acid by the bacterium Propionibacterium acidipropionici. The maintenance of strains and the preparation of the pre-inoculum consisted of sodium lactate at progressive concentrations until it was ready to be inserted into the fermentation medium. Being an anaerobic microorganism, it was used to feed the reactor N2, prior to the start of the process, to maintain the life of the strain during the process, which had control of pH, agitation and the consequent rate of formation of O2 during the process. All samples taken during the process were quantified with respect to sugars and acids in high performance liquid chromatography (HPLC). / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química