Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Co-orientador: Patrícia Raquel Silva. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental.

O presente trabalho teve como objetivo descrever as características nutricionais, bem como as limitações de uso do farelo do mesocarpo do babaçu (FMB) na alimentação de borrega. O experimento foi conduzido na Universidade Federal do Tocantins, Campus de Araguaína no setor de ovinocaprinocultura e no laboratório de análises in vitro e parâmetros ruminais. Foram realizados dois experimentos. O primeiro experimento foi composto de duas partes, a primeira avaliando o consumo e digestibilidade e a segunda o comportamento ingestivo. Vinte borregas foram distribuídos em diferentes inclusões do FMB (0; 7,5; 15; 22,5% MS), em delineamento inteiramente ao acaso, com cinco repetições por tratamento. O segundo experimento teve como objetivo demonstrar a cinética de fermentação e degradabilidade in vitro da matéria seca, por meio de uma adaptação da técnica “Hohenheim Gas Test”. Nesse segundo experimento foram conduzidos dois ensaios: o primeiro utilizando o subproduto puro FMB e milho como uma fonte padrão e o segundo utilizando rações com inclusões da FMB nas seguintes proporções: 0%; 7,5%; 15% e 22,5%. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, sendo seis blocos no primeiro ensaio e cinco no segundo ensaios. Observou-se aumento linear para os consumos de matéria seca g/animal/dia. A digestibilidade da matéria seca foi afetada negativamente com a inclusão do subproduto. Os tempos absolutos de ingestão, ruminação e ócio não foram afetados. O FMB apresenta granulometria abaixo de 8mm sendo considerado extremamente fino. Houve diferença significativa (P<0,05) entre as equações e curva de produção de gases, onde o milho grão (MG) apresentou maior produção de gases (PG) que o FMB. Os concentrados com as inclusões do FMB apresentaram padrões de cinética de fermentação inferiores as rações sem inclusões do subproduto (0%). O FMB, pode ser utilizado na alimentação de borregas, todavia o mínimo de inclusão já altera o consumo dos animais o comportamento e a cinética de fermentação ruminal in vitro dessa forma ressalvas devem ser feitas quanto a sua utilização. / This study aimed to describe the nutritional characteristics as well as the use of limitations babassu mesocarp bran (BMB) in power lambs. The experiment was conducted at the Federal University of Tocantins, Araguaína Campus in sheep and goat farming industry and in laboratory tests and in vitro ruminal fermentation. Two experiments were conducted. The first experiment consisted of two parts, the first assessing the intake and digestibility and the second feeding behavior. Twenty lambs were distributed in different inclusions of BMB (0, 7.5, 15, 22.5% DM) in a completely randomized design, with five replicates per treatment. The second experiment aimed to demonstrate the kinetics of fermentation and in vitro degradability of the dry matter, via a technical adaptation "Hohenheim Gas Test". In this second experiment were conducted two tests: the first using the pure-product BMB and corn as a standard source and the second using diets with inclusions of BMB in the following proportions: 0%; 7.5%; 15% and 22.5%. The experimental design was randomized blocks, six blocks in the first test and five in the second test. There was a linear increase in the intake of dry matter g/animal/day. The dry matter digestibility was negatively affected by the inclusion of by-product. The absolute times of eating, ruminating and idleness were not affected. The BMB has grain size below 8 mm is considered extremely thin. There were significant differences (P <0.05) between the equations and gas production curve, where corn grain (CG) showed higher production of gas (PG) that the BMB. The concentrates with BMB inclusions had lower fermentation kinetics patterns diets without byproduct of inclusions (0%). The BMB can be used as feed for lambs, however minimal changes have included the use of animal behavior and ruminal fermentation in vitro kinetic thus reservations should be made regarding its use.

A maioria dos compostos naturais do mundo ainda não foi testada, visto a vasta biodiversidade disponível. As plantas do gênero Rheedia apresentam propriedades farmacológicas e químicas bem descritas na literatura e podem ser fonte de fungos endofíticos produtores de compostos bioativos. Os fungos endofíticos merecem especial destaque por sua grande diversidade de espécies e consequentemente, seus metabólitos tendem a apresentar diversidade química e moléculas inéditas com algumas atividades biológicas já descritas. Objetivou-se neste trabalho isolar fungos endofíticos das folhas de Rheedia brasiliensis, selecionar os de maior destaque e testá-los quanto à capacidade em produzir metabólitos bioativos com atividade antimicrobiana, antioxidante e antiproliferativa. Foram analisados 245 fragmentos de folhas de R. brasiliensis com isolamento de 154 fungos (freqüência de isolamento de 62,86%). Selecionou-se dois fungos, por meio da triagem antimicrobiana, para estudos mais avançados, sendo eles o Paraconiothyrium sp. P83F4/1, que pertence a um novo gênero recentemente descrito e que pode vir a se destacar na produção de novas moléculas de interesse e, Colletotrichum gloeosporioides P67F1/1, o qual apresenta histórico de metabólitos bioativos e moléculas importantes descritas na comunidade científica. Assim, no primeiro estudo, avaliou-se as propriedades biológicas do extrato acetato de etila de Paraconiothyrium sp. P83F4/1 obtido pela fermentação submersa em caldo czapek, testando-o quanto a sua capacidade em produzir compostos bioativos de interesse por meio de ensaios antimicrobianos, antioxidantes e antiproliferativos. As cepas de Staphylococcus aureus e Escherichia coli foram susceptíveis ao extrato de Paraconiothyrium sp. P83F4/1 testado, sendo a concentração inibitória mínima (CIM) para S. aureus de 500-1000 g/mL. Utilizando o método do DPPH (radical 1,1-difenil-2-picril-hidrazil), o extrato de Paraconiothyrium sp. P83F4/1 apresentou capacidade sequestrante (média da capacidade sequestrante+desvio padrão), a 90 ppm, de 58,92+0,024 (%), sendo significativamente superior (p<0,05) ao padrão comercial Butil Hidróxi Tolueno (BHT), 39,52+0,095 (%). Ainda, o extrato deste fungo também apresentou destaque pela seletividade sobre as células HaCat (queratinócito humano), importante em patologias como psoríase, sendo o valor de GI50 de 0,95 µg/mL (média do log GI50 = -0,02). Estes resultados apontam para a potencialidade do extrato da fermentação do fungo Paraconiothyrium sp P83F4/1 e estimulam a continuidade dos estudos, elucidando o(s) composto(s) que exerce(m) estas atividades em potencial e aprofundando os conhecimentos sobre os mecanismos de ação envolvidos em tais atividades. No segundo estudo, objetivou-se avaliar o potencial biológico do extrato bruto de farelo de trigo e demonstrar sua influência em processos fermentativos, utilizando-se o fungo endofítico C. gloeosporioides P67F1/1 para a obtenção dos compostos bioativos. Verificou-se que o extrato diclorometânico do farelo de trigo apresentou atividades biológicas iguais ou superiores ao extrato fúngico. No ensaio antimicrobiano, ambos os extratos apresentaram CIM de 250-500 g/mL. A capacidade sequestrante (%) dos extratos, revelada pelo DPPH, mostrou valores de (média da capacidade sequestrante+desvio padrão): 17,7+0,037 (farelo de trigo) e 10,56+0,004 (fungo), sendo o extrato do farelo significativamente (p<0,05) melhor que o extrato de C. gloeosporioides P67F1/1. No ensaio antiproliferativo, o extrato bruto do farelo de trigo apresentou atividade fraca frente à maioria das linhagens tumorais avaliadas (25,34<GI50 (g/mL)<47,75; 1,40<média logGI50<1,68). Por outro lado, o extrato fúngico mostrou-se inativo frente a todo painel celular testado (GI50>250 g/mL, média logGI50>2,40), conforme critério do National Cancer Institute. Diante dos resultados, verificou-se que o farelo de trigo não se apresentou como substrato inerte no processo fermentativo. Desta forma, alerta-se a necessidade de maiores cuidados ao empregá-lo como substrato em determinados tipos de fermentação (cujos objetivos assemelham-se aos deste trabalho), evitando assim, influências de sua composição química (direta e/ou indiretamente) sobre atividades esperadas para os extratos em estudo, provenientes de processos fermentativos fúngicos. / The majority of natural compounds in the world has not been tested yet, due to vast biodiversity available. Plants of the genus Rheedia can be sources of endophytic fungi producers of bioactive compounds because it presented chemical and pharmacological properties well described in the literature. Endophytic fungi deserve particularly consideration because they include microorganisms with high species diversity and consequently, high chemistry diversity and uniqueness of molecules with biological activities proven. This study aimed isolate endophytic fungi from Rheedia brasiliensis leaves, selecting the most outstanding and testing their ability to produce bioactive metabolites with antimicrobial, antioxidant and antiproliferative activity. In all, 245 fragments of leaves of R. brasiliensis were analyzed with isolation of 154 fungi (isolation frequency of 62.86%). Two fungi were selected, through the antimicrobial screening, for more advanced studies: the first one was Paraconiothyrium sp. P83F4/1, which belongs to a new genus recently described and it may be important in the production of new molecules of interest, and, the second was Colletotrichum gloeosporioides P67F1/1, which presents a historical of metabolites and bioactive molecules that are outlined by the scientific community. The first part of this study evaluated biological properties of extract obtained from submerged fermentation into czapek broth of the Paraconiothyrium sp. P83F4/1 endophytic fungus. So, this extract was tested for its capacity to produce bioactive compounds with antimicrobial, antioxidant and antiproliferative properties of interest. The strains of Staphylococcus aureus and Escherichia coli were susceptible to fungal extract tested, with greater emphasis against S. aureus, whose minimum inhibitory concentration (MIC) values ​​were 500-1000 µg/mL. Using the method of DPPH (1,1-diphenyl-2-picril-hydrazyl radical), Paraconiothyrium sp. P83F4/1 extract showed scavenging capacity (average sequestrant capacity + standard deviation), at 90 ppm, of 58.92+0.024 (%), and was significantly higher (p<0.05) than commercial standard Butyl Hidroxi Toluene (BHT), of 39.52+0.095 (%). The Paraconiothyrium sp. P83F4/1 extract also stood out for selectivity on HaCat cells (human keratinocytes), important in diseases such as psoriasis, with GI50 value of 0.95 mg/mL (mean log GI50 = -0.02). These results indicate extract powerfull of the Paraconiothyrium sp. P83F4/1 and stimulate continuation of studies, with elucidating of compounds and deep knowledge about action mechanisms involved in such activities. The second part of this study aimed to analyze the biological potential of crude wheat bran extract and demonstrate its influence on fermentation processes using the C. gloeosporioides P67F1/1 to obtain bioactive compounds. The dichloromethane extract of wheat bran presented biological activities equal or higher than the fungal extract. For antimicrobial assay, both extracts showed MIC of 250-500 µg/mL. The scavenging capacity (%) of extracts, revealed by the DPPH, showed values ​​(average sequestrant capacity + standard deviation): of 17.7+0.037 (wheat bran) and 10.56+0.004 (fungus), with the bran extract significantly (p <0.05) better than the fungal extract. For the antiproliferative assay, the wheat bran crude extract showed weak activity for the most part of tumor lines tested (25.34<GI50 (µg/mL)<47.75, 1.40<average of logGI50<1.68). On the other hand, the fungus extract was inactive for all tested cell panel (GI50>250 µg/mL, average of logGI50>2.40), according to National Cancer Institute criteria. According to results obtained, we verified that wheat bran was not an inert fermentation substrate. So, for some fermentation processes is necessary more care to use it, in order to avoid influences of (direct and/or indirect) chemical composition on activities expected for the extracts on analysis, originated from fungal fermentation processes.

Os fungos endofíticos merecem um destaque especial devido a sua diversidade, e consequentemente ao aumento da probabilidade de descoberta de metabólitos. Este trabalho teve por objetivo isolar fungos endofíticos das folhas da Annona crassiflora, selecionar os de melhor atividade e testá-los quanto à capacidade em produzir metabólitos bioativos com atividade antimicrobiana, antioxidante e antiproliferativa. Foram isolados 192 fungos em diferentes períodos do ano, sendo a maior quantidade isolada a partir de folhas adultas. Após o isolamento foi preparado extrato de acetato de etila, e avaliada a atividade dos extratos. Para a análise da atividade antimicrobiana foram utilizados os micro-organismos Staphylococcus aureus ATCC 6538, Escherichia coli ATCC 25922 e Candida albicans ATCC 10231, e foi obtida a atividade de 73,22% contra pelo menos um dos micro-organismos. Contra o S. aureus a atividade dos extratos foi de 45,54%, a C. albicans foi inibida por 31,25% dos extratos, e 54,46% dos extratos foram capazes de inibir a E. coli. A partir destes resultados foram selecionados os extratos fúngicos: A1F2F1, A4F14F1 e A5F18F7. A concentração inibitória mínima contra S. aureus foi de 250-500 μg/mL para o extrato A5F18F7, 500-1000 μg/mL para o extrato A4F14F1 e A1F2F1 não apresentou atividade nas concentrações testadas. O extrato A5F18F7 demonstrou capacidade bactericida na concentração de 1000 μg/mL. Nas análises de atividade antioxidantes o extrato A4F14F1 destacou frente aos demais em todos os testes e ainda obteve uma maior quantidade de compostos fenólicos totais. Os resultados de atividade antiproliferativa demonstraram resultados promissores para o extrato A4F14F1, sendo esta avaliada como potente contra linhagens de células tumorais e uma baixa atividade contra linhagens celulares não tumorais. Através da análise da composição química desses extratos não foi possível identificar compostos que pudessem ser responsáveis pelas atividades testadas, porém foi possível determinar a presença do ácido butanodióico que consiste em um composto de ampla utilização em diversas áreas. Portanto os resultados sugerem a potencialidade dos extratos, e destacam a importância do estudo dos fungos endofíticos, já eles podem ser uma fonte para várias novas substâncias com atividade de interesse farmacológico. / The endophytic fungi deserve a special mention because of its diversity, and consequently the increased probability of discovery metabolites. This study aimed to isolate endophytic fungi from the leaves of Annona crassiflora, select the best activity and test them for their ability to produce bioactive metabolites with antimicrobial activity, antioxidant and antiproliferative. Were isolated 192 fungi in different periods of the year, being the largest single amount from adult leaves. After isolation extract was prepared in ethyl acetate, and evaluated the activity of the extracts. For the analysis of the antimicrobial activity of micro-organisms Staphylococcus aureus ATCC 6538, Escherichia coli ATCC 25922 and Candida albicans ATCC 10231 were used, and the activity of 73.22% against at least one of the micro-organisms was obtained. Against S. aureus activity of the extracts was 45.54% C. albicans was inhibited by 31.25%, and 54.46% of the extract the extracts were able to inhibit E. coli. From these results we selected the fungal extracts: A1F2F1, A4F14F1 and A5F18F7. The minimum inhibitory concentration against S. aureus was 250-500 mg / mL for the extract A5F18F7, 500-1000 mg / mL for A4F14F1 and A1F2F1 extract was inactive at the tested concentrations. The A5F18F7 extract showed bactericidal activity at 1000 mg / mL. In the analyzes of antioxidant activity extract A4F14F1 emphasized compared to other all the tests and still got a larger amount of phenolic compounds. The results of the antiproliferative activity shown promising results for A4F14F1 sample, this being evaluated as potential against tumor cells and a low activity against non-cancer cell lines. By analyzing the chemical composition of these extracts was not possible to identify compounds that could be responsible for the activities tested, but it was possible to determine the presence of butanedioic acid consisting of a compound widely used in various fields. Therefore the results suggest the potential of the extracts, and highlight the importance of the study of endophytic fungi, since they can be a source for several new substances with pharmacological activity of interest. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Neste trabalho estudou-se a modelagem matemática de processo de produção do antitumoral retamicina produzido pelo microrganismo filamentoso Streptomyces olindensis em cultivos descontínuos, descontínuos alimentados e contínuos. Através da modelagem matemática é possível verificar o comportamento dos fatores que interferem na produção deste metabólito secundário, a fim de identificar as melhores condições de processo. Foram estudados diferentes modelos: modelo morfologicamente estruturado, modelo não estruturado e um modelo híbrido que combina equações de balanço material com redes neurais artificiais. O modelo morfologicamente estruturado é um aperfeiçoamento de um modelo anterior e o modelo não estruturado, por sua vez, foi desenvolvido na tentativa de simplificar a descrição do processo ao considerar menos variáveis e possuir menor número de parâmetros ajustáveis. Nos modelos, as variáveis consideradas no ajuste foram as concentrações de biomassa, de glicose, de retamicina e de oxigênio dissolvido no meio. Os resultados das simulações foram avaliados estatisticamente por comparação com os dados experimentais. Os modelos também foram comparados entre si através de uma análise estatística. Observou-se que, dentre os modelos estudados, o modelo híbrido apresentou sensibilidade pronunciada às condições iniciais e qualidade de representação dos dados experimentais inferior à dos demais modelos. Os modelos morfologicamente estruturado e não estruturado apresentaram capacidade similar de representação do comportamento dos dados experimentais dos ensaios descontínuos, descontínuo-alimentados e contínuos com baixas taxas de alimentação. / The mathematical modeling of retamycin production during batch, fed-batch and continuous cultivations of Streptomyces olindensis was studied. Through the mathematical modeling, it is possible to identify the best conditions to conduct the process. Different models considered were: a morphologically structured model, an unstructured model and a hybrid model that combines artificial neural networks with mass balances. The morphologically structured model included an enhancement in a model previously described. The unstructured model was developed as an attempt to simplify the description of the process by considering fewer variables and fewer parameters to be adjusted. The variables considered in the models were the concentrations of biomass, glucose, retamycin and dissolved oxygen. Simulation results were submitted to statistical analysis such as model discrimination and test of adequacy to verify which of the models were suitable to describe the process and whether the results of the simulations fit the experimental data or not. Results show that the hybrid model presented high sensitivity to the initial conditions and its capability of representing the experimental data was worse than that of the other developed models. Both the morphologically structured model and the unstructured model show similar suitability to represent the experimental data behavior for batch, fed-batch and low-dilution rate continuous runs.

Massas de pães são preparadas a partir da mistura de farinha de trigo, água, sal e fermento. Ao entrar em contato com a água e sofrer amassamento mecânico, a farinha de trigo tem a propriedade, quase exclusiva, de produzir uma massa coesa e viscoelástica, por conter proteínas formadoras de glúten. O processo de mistura pela qual passam as massas de pães, seguido de etapas de fermentação é fundamental para o bom desenvolvimento da massa e qualidade final do pão acabado. As análises de textura (back extrusion e extensibilidade) e volume, em massa crua de pão, podem avaliar o desenvolvimento e a qualidade de massas, eficácia de formulações e a eficiência dos ingredientes usados na melhoria do desenvolvimento da massa e do pão acabado. O projeto teve como objetivo elaborar formulações de massas de pães por diferentes processos de fermentação e testá-las através das análises de textura por extensibilidade e back extrusion, e volume sendo esta última sugerida para esse fim. Também foi testada a substituição de parte da farinha de trigo por triticale. As formulações utilizadas incluíram diferentes métodos de preparo de massas, como método direto e indireto, sendo nove formulações propostas. Pelo método direto o fermento seco instantâneo é adicionado diretamente à farinha e em seguida os demais ingredientes da formulação são adicionados, em uma única fase, seguido das etapas de mistura e fermentação. Já para as massas elaboradas de forma indireta, preparou-se uma massa fermentada denominada esponja, que foi feita com parte da farinha e da água e todo fermento seco instantâneo da formulação, deixada fermentar durante uma hora. Em uma segunda fase, a esponja foi adicionada ao restante dos ingredientes, seguido das etapas de mistura e fermentação. Os resultados das análises mostraram as diferenças do comportamento reológico de massas preparadas por diferentes processos fermentativos e a influência dos ingredientes como, o iogurte, adicionado por conter substâncias que são encontradas em pães fermentados naturalmente, resultando no aumento dos parâmetros reológico das massas contendo esse ingrediente. / Dough of bread are prepared from the mixture of flour wheat, water, salt and yeast. By contacting the water and suffer mechanical kneading the flour has property, almost exclusively, to produce a cohesive dough and viscoelasticity, which contain gluten-forming proteins. The mixing process through which runs the dough of bread, followed stages of fermentation is essential for the dough development and final quality of the finished bread. The analysis of texture (back extrusion and extensibility) and the volume dough of raw bread, can measure the development and quality of dough, formulation\'s effectiveness and efficiency of ingredients used in enhancing development of dough and the finished bread. The project had the object to develop formulations of doug for different fermentation processes and test them through the analysis of texture by extensibility and back extrusion, the latter being suggested for this purpose. Also was tested the substitution of part of the flour for triticale. The formulations used included different methods of preparation of dough, as a direct and indirect method, being nine formulations proposed. Through direct method the instant dry yeast is added directly to flour and then other ingredients formulation are added in a single phase, followed by stages of mixing and fermentation. To the dough produced in an indirect way, has been prepared a fermented dough called sponge, which is made with part of the flour and water and all instant dry yeast used in the formulation, and left to ferment for one hour. In a second phase, the sponge was added to the rest of the ingredients, followed the steps of mixing and fermentation. The analysis results showed the differences of rheological behavior of doughs prepared by different fermentation processes and the influence of ingredients as yogurt, added to contain substances that are found in naturally fermented breads, resulting in the increase of rheological parameters of the dough containing this ingredient.

O objetivo deste trabalho foi analisar in vitro o efeito exercido pelos chás de camomila, erva doce e cidreira em relação ao metabolismo da placa dentária humana (fermentação e síntese de polissacarídeos extracelulares). Placa dentária foi coletada de crianças e adolescente, formando assim um “pool" de placa que foi tratado em laboratório e submetido a processos bioquímicos. Para a fermentação os grupos testados foram divididos em grupo endógeno, controle (glicose 2,5%), teste (chá acrescido de glicose), teste(A) (chá); para a síntese de polissacarídeos extracelulares os grupos testados eram grupo controle (sacarose) e o grupo teste(A) (chá). Aos resultados obtidos foi aplicado o teste de análise de variância (ANOVA) a um e dois critérios, com nível de significância de 5%, havendo significância o teste de Tukey-Kramer era empregado para comparação entre os diferentes tipos de substrato. Quanto à fermentação, o chá de camomila acrescido de glicose mostrou-se mais prejudicial que os outros chás testados, sendo a diferença entre eles estatisticamente significante (p<0,05). Com relação à síntese de polissacarídeos extracelulares, esta foi maior para todos os chás testados quando comparados com o grupo controle (sacarose), sendo o chá de cidreira o único com significância estatística (p=0,009). Conclui-se que “in vitro" nenhum dos chás utilizados inibiu a fermentação ou a síntese de polissacarídeos extracelulares da placa dentária humana. / The aim of this study was to conduct an in vitro analysis of the effect of the chamomile, lemon balm and anise teas in relation to the metabolism of human dental plaque (fermentation and synthesis of extracellular polysaccharides). Dental plaque was collected from children and adolescents and yielded a “pool" of plaque, which was treated in laboratory and submitted to biochemical processes. For fermentation, the study groups were divided in endogenous, control (2,5% glucose), test (tea with glucose) and test(A) (tea) groups; as regards the synthesis of extracellular polysaccharides, the groups tested were the control group (sucrose) and the test(A) group (tea). The results achieved were submitted to one- and two-way analysis of variance (ANOVA) at a significance level of 5%,and in case of significance the Tukey-Kramer test was employed for comparison between the different types of substrate. As regards fermentation, the camomile tea with glucose was more harmful than the other teas investigated, and the difference between them was statistically significant (p<0,05). The synthesis of extracellular polysaccharides was higher for all teas tested compared to the control group (sucrose), with statistical significance just for the lemon balm tea (p=0,009). It was concluded that, in vitro, none of the teas employed inhibited the fermentation or synthesis of extracellular polysaccharides in human dental plaque.

As contaminações por leveduras selvagens e por bactérias no processo de produção de etanol combustível no Brasil causam prejuízos ao rendimento fermentativo e aumento de custos pelo uso de biocidas. No entanto, poucos estudos tem focado no efeito das contaminações conjuntas de leveduras selvagens e bactérias e as possíveis interações entre os micro-organismos, especialmente em função dos diferentes substratos de fermentação e das formas de controle. Este trabalho teve por objetivos verificar o efeito do substrato (caldo de cana e melaço) sobre o desenvolvimento das contaminações pela levedura da espécie Dekkera bruxellensis e pela bactéria Lactobacillus fermentum, em co-culturas com Saccharomyces cerevisiae (linhagem industrial PE-2) e possíveis formas de controle do crescimento dos contaminantes (pelo uso de metabissulfito de potássio e adição de etanol ao tratamento ácido) sem afetar a levedura do processo. Os testes foram realizados em condições de crescimento (substrato com 4 °Brix, culturas agitadas) e fermentação com reciclo celular (substrato com 16 °Brix, culturas estáticas). Houve interação entre as leveduras e a bactéria quando crescidas em caldo de cana 4 °Brix. A levedura industrial não foi afetada pela presença dos micro-organismos contaminantes, no entanto, para D. bruxellensis a presença de L. fermentum interferiu positivamente no crescimento, com aumento no número de UFC, e consequentemente inibição do crescimento da bactéria. Em melaço, houve um estímulo ao crescimento de L. fermentum quando em co-cultura com S. cerevisiae. Houve influência das contaminações sobre os parâmetros avaliados no experimento (pH, açúcar redutor total, etanol, glicerol e crescimento das células) e a contaminação conjunta de L. fermentum e D. bruxellensis potencializou o efeito das contaminações pelos micro-organismos isoladamente, tanto em caldo quanto em melaço. A adição de 13% de etanol à solução de ácido sulfúrico pH 2,0 no tratamento celular resultou em uma diminuição significativa no número de UFC de D. bruxellensis (entre 90-99%). A levedura PE-2 foi pouco afetada pelo tratamento proposto. A bactéria L. fermentum teve seu crescimento afetado em todas as combinações testadas. Como os experimentos foram feitos em co-culturas, verificouse que pode haver influência de um micro-organismo sobre a viabilidade do outro, dependendo da reação ao tratamento ácido-etanol. O metabissulfito de potássio (MBP), no intervalo entre 200-400 mg/L, foi eficaz para controlar o crescimento de D. bruxellensis dependendo do meio de cultura e linhagem. Quando adicionado (250 mg/L) à solução ácida (pH 2,0) no tratamento celular, um efeito significativo foi observado nas culturas mistas, pois ocorreu a inativação do SO2 pela S. cerevisiae e uma provável proteção das células de D. bruxellensis, não sendo essa levedura prejudicada pelo MBP. A resposta fisiológica de S. cerevisiae na presença de MBP pode explicar a diminuição significativa na produção de etanol. Quando o MBP foi adicionado ao meio de fermentação, resultou no controle da D. bruxellensis mas não em sua morte, com efeito menos intensivo sobre a eficiência fermentativa. Em cocultura com a adição de MBP, a eficiência fermentativa foi significativamente menor do que na ausência de MBP. / The contaminations by wild yeasts and bacteria are harmful to the fermentative process for fuel ethanol production in Brazil due to the decrease in ethanol yield and increase in the industrial costs by the use of biocides. However, a few studies have been focused in the effects of simultaneous contaminations of wild yeasts and bacteria and the possible interactions among the microorganisms, especially concerning different fermentation substrates and forms of growth control. This work aimed to verify the effect of the substrate (sugar cane juice and molasses) on the development of contaminations by Dekkera bruxellensis yeast and Lactobacillus fermentum bacteria, in co-cultures with Saccharomyces cerevisiae (industrial strain PE-2) and possible forms of growth control of the contaminants (using potassium metabisulphite and addition of ethanol to the acid treatment) without affecting the starter yeast. Tests were carried out in growing conditions (substrate with 4 °Brix, shaken cultures) and cell-recycled fermentation (substrate with 16 °Brix, static cultures). There was interaction among the yeasts and the bacteria when growing in sugarcane juice 4 °Brix. The industrial yeast strain was not affected by the presence of the contaminant microorganisms, however, for D. bruxellensis, the presence of L. fermentum influenced positively the growth, increasing the number of CFU and consequently inhibiting the bacterial growth. In molasses, there was an increase in the growth of L. fermentum when in co-culture with S. cerevisiae. The contaminations influenced the fermentative parameters (pH, total reducing sugars, ethanol, glycerol and cell growth) and the simultaneous contamination by L. fermentum and D. bruxellensis potentiated the effect of the contaminations isolately, both in sugarcane juice as in molasses. The combined effect of pH 2.0 + 13% ethanol in the cell treatment resulted in a significant decrease (90-99%) in the CFU number of D. bruxellensis. The industrial yeast PE-2 was a little affected by the treatment. The growth of the bacteria L. fermentum was affected in all the combinations tested. As the experiments were performed with co-cultures, an influence of a microorganism over the viability of another was observed, depending of the reaction to the treatment. The potassium metabisulphite (PMB), in the range of 200-400 mg/L, was effective to control the growth of D. bruxellensis depending on the culture medium and strain. When added (250 mg/L) to the acidic solution (pH 2.0), a significant effect was observed in mixed cultures, because the inactivation of SO2 by S. cerevisiae most likely protected D. bruxellensis from being damaged by PMB. The physiological response of S. cerevisiae to the presence of PMB may explain the significant decrease in alcohol production. When added to the fermentation medium, PMB resulted in the control but not the death of D. bruxellensis, with less intensive effect on the fermentative efficiency. In co-culture with the addition of PMB, the fermentative efficiency was significantly lower than in the absence of PMB.

O etanol se consagrou como o principal biocombustível e o Brasil detém o processo mais econômico e ambientalmente adequando. O processo industrial brasileiro é único, pois utiliza o reciclo de células de leveduras na fermentação permitindo uma ótima velocidade de fermentação, porém o mesmo ato potencializa os efeitos tóxicos presentes no processo. O substrato de fermentação é composto pela mistura de caldo e melaço de cana-de-açúcar, porém a vantagem econômica do açúcar sobre o etanol faz com que o caldo seja priorizado para a produção de açúcar e o seu subproduto seja mais utilizado na fermentação, nesse caso o melaço. O melaço apresenta diversos compostos inibitórios como sulfitos, excesso de sais, fenóis, furfurais e metais. Devido à larga escala do processo, o substrato não pode ser esterilizado antes da fermentação, logo a presença de microrganismos contaminantes se torna um problema sempre presente. As bactérias contaminantes consomem o substrato e produzem substâncias tóxicas como ácidos orgânicos, fatos que prejudicam o rendimento fermentativo do processo. Quando se considera o longo período de reciclos (aproximadamente 250 dias por safra e pelo menos 2 ciclos por dia) a maioria das linhagens de leveduras empregadas não são capazes de perdurar no processo, seja pela toxicidade do processo e ou pela competição com contaminantes. Portanto há um esforço contínuo no sentido de se buscar novas linhagens mais aptas ao processo industrial. Para tal é imperiosa a disponibilidade de uma metodologia para simular o processo industrial de modo a permitir uma avaliação de pretensas linhagens quanto ao seu desempenho no processo industrial com reciclo de células. No presente trabalho é proposto um protocolo, simulando as várias condições estressantes de uma fermentação industrial com reutilização de células, para a avaliação de linhagens de levedura com diferentes capacidades de colonizarem as dornas de fermentação. Os resultados obtidos mostraram que o protocolo empregado foi capaz de reproduzir o comportamento fisiológico e tecnológico das linhagens quando submetidas no processo industrial, se constituindo numa ferramenta útil para a seleção de leveduras. / The ethanol became entrenched as the main biofuel and Brazil owns the most economic and environmentally appropriate process. The Brazilian industrial process is unique, since it utilizes the yeast cell recycle, what allows a great fermentation velocity, but the same process enhances the toxics effects presents on the process. The fermentation subtract is composed by the mixture of sugar cane juice and molasses, however the economic advantages of the sugar over the ethanol makes that the juice get prioritized to the production of sugar and it\'s by-product, the molasses, go into the fermentation process. The molasses contain several toxic compounds, like sulfites, salts excess, phenols, furfural and metals. Due to the large scale of the process, the substrate cannot be sterilized before the fermentation and this cause the presence of contaminant microorganisms an always present problem. The contaminant bacteria consumes the substrate and produce toxics products like organic acids, facts that can hinder the yield of the fermentation process. When the long recycle period (approximately 250 days per season, with at least 2 cycles per day) is take in consideration, most of the yeast strains aren\'t capable to endure the process because of the toxicity of it and or by the competition with the contaminants. Therefore there is a continuous effort in the search of new strains best suited for the industrial process. To do so, it`s imperative the availability of a methodology that can simulate the industrial process and the alleged strains can be evaluated in terms of their performance in the industrial process with cell recycle. It`s proposed a protocol on this work, that simulates several stressful conditions of an industrial fermentation with cell recycle, to evaluate the yeast strains with different capabilities in colonize the fermentation tanks. The results indicate that the protocol utilized was capable of reproduce the physiological and technological behavior of the strains when they were submitted to the industrial process, making it a useful tool for yeast selection.

Orientador: Carlos Frederico Wilcken / Coorientador: José Cola Zanuncio / Banca: Gabriel Moura Mascarin / Banca: Inajá Marchizel Wenzel / Banca: Everton Pires Soliman / Banca: José Eduardo Marcondes de Almeida / Resumo: Thaumastocoris peregrinus Carpintero & Dellapé, 2006 (Hemiptera: Thaumastocoridae), originário da Austrália e com ampla distribuição geográfica é responsável por perdas econômicas na cultura do eucalipto em várias regiões no mundo. Devido ao hábito alimentar deste inseto em várias espécies de Eucalyptus, este é classificado como uma praga de importância mundial. A busca por controle biológico de T. peregrinus, aliada à investigação de métodos para produção de micopesticidas bem como a necessidade de maior entendimento de fungos entomopatogênicos para controle de uma praga florestal, nos objetivou em estudar: seleção de isolados e avaliação da patogenicidade ao T. peregrinus; caracterização de Metarhizium anisopliae e Beauveria bassiana em diferentes temperaturas; fermentação sólida e líquida destes fungos nos biorreatores JKI-Solid Fermenter System, Laboratory Fermenter Prophyta L03® (M. anisopliae) e Minifors Infors HT® (B. bassiana) com diferentes escalas de produção; colheita de conídios puros oriundos de fermentação sólida; otimização dos processos de produção através de secagem em sistema estéril durante a produção do fungo; colheita e estabilidade de M. anisopliae através da secagem automatizada e caracterização de conídios puros dispersos em líquidos (Tween® 0,1% e óleo) quanto ao processo de sedimentação acelerada e distribuição do tamanho de partículas. Metarhizium anisopliae, B. bassiana, Cordyceps spp. e Sporothrix insectorum são fungos entomopatogênicos com alto p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thaumastocoris peregrinus Carpintero & Dellapé, 2006 (Hemiptera: Thaumastocoridae), originated in Australia and has a wide geographic distribution is responsible for economic losses in the eucalyptus plantations in several regions in the world. Due to the feeding behavior of this insect on several species of Eucalyptus, this is classified as a pest of world importance. The search for biological control of T. peregrinus, together with the investigation of methods to produce myopesticides as well as the need for a better understanding of entomopathogenic fungi to control a forest pest, aimed to study: selection of isolates and evaluation of pathogenicity to T. peregrinus; characterization of Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana at different temperatures; solid and liquid fermentation of these fungi in the JKI-Solid Fermenter System, Laboratory Fermenter Prophyta L03® (M. anisopliae) and Minifors Infors HT® (B. bassiana) bioreactors with different production scales; harvesting of pure conidia from solid fermentation; optimization of the production processes through drying in a sterile system during fungus production; harvesting and stability of M. anisopliae by automated drying and characterization of the pure conidia of this fungus dispersed in liquids (Tween® 0.1% and oil) in the process of accelerated sedimentation and distribution of particle size. Metarhizium anisopliae, B. bassiana, Cordyceps spp. and Sporothrix insectorum are entomopathogenic fungi with high potential to control T. peregrinus, with emphasis on M. anisopliae, the most virulent. Temperatures of 25 and 30 °C are the best for the fungi B. bassiana (IBCB227), M. anisopliae (IBCB425) and Cordyceps farinosa (IBCB220) controlling T. peregrinus. Temperatures above 37 °C can cause inactivation of IBCB425 and IBCB227 isolates, the ideal condition being 20-30 °C and 15-30 °C, respectively. In the production phase, ... / Doutor