Orientador: Magali Leonel / Banca: Manoel Lima Menezes / Banca: Waldemar Gastoni Venturini |Filho / Resumo: O rizoma de gengibre é amplamente comercializado em função de seu emprego na medicina popular, na alimentação, industrial, especialmente como matéria-prima para fabricação de bebidas, perfumes e produtos de confeitaria como pães, bolos, biscoitos e geléias. Frente ao conteúdo de amido presente neste rizoma, uma possibilidade de incremento da cadeia produtiva do gengibre seria a produção de bebida destilada, a qual poderia ser obtida a partir de rizomas de baixa qualidade para exportação e/ou a partir do resíduo da extração dos óleos essenciais por indústrias processadoras deste rizoma. Este trabalho teve por objetivo geral a avaliação dos parâmetros técnicos do processamento de gengibre para produção de aguardente e, como objetivos específicos: caracterizar a composição centesimal dos rizomas de gengibre; avaliar a influência de alguns parâmetros dos processos de hidrólise e fermentação no rendimento em açúcares e etanol; e caracterizar o destilado quanto aos parâmetros de qualidade para aguardente. O trabalho foi dividido em quatro experimentos. O primeiro experimento objetivou comparar o efeito de duas α-amilases na etapa de liquefação, bem como, a influência do tempo de ação da amiloglucosidase na etapa de sacarificação, sobre o perfil de açúcares e rendimento do processo. O segundo experimento objetivou estabelecer qual a melhor concentração enzimática para o processo de hidrólise e sacarificação. O terceiro experimento teve por objetivo verificar o efeito do tempo de fermentação, concentração de levedura e temperatura de fermentação sobre o perfil cromatográfico do vinho obtido. A partir das conclusões parciais dos experimentos anteriores foi realizado o quarto ensaio que teve por objetivo produzir e caracterizar a aguardente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The rhizome of ginger is widely marketed on the basis of its use in folk medicine, food, industrial, especially as raw material for the manufacture of beverages, perfumes and sugar confectionery such as breads, cakes, cookies and jellies. Facing the content of starch in this rhizome, an opportunity to increase the productive chain of ginger would be the production of distilled drink, which could be obtained from rhizomes of low quality for export and / or from residue from the extraction of oil key industries for processing this rhizome. This study aimed at evaluating the general technical parameters of the processing of ginger for the production of spirits, and as specific objectives: characterization of the proximate composition of the rhizomes of ginger to evaluate the quality and quantity of raw materials needed for the process of hydrolysis -saccharification; evaluate the influence of some parameters of the process of hydrolysis, saccharification and fermentation on yield of sugar and ethanol; and characterize the ginger spirit. The work was experiments. The first experiment aimed to compare the effect of two α-amylases in the stage of liquefaction, as well as, the influence of time of amiloglucosidase action in the saccharification step, on the profile of sugars and yield of the process. The second experiment aimed to establish the best concentration enzymes for the process of hydrolysis and saccharification. The third experiment aimed to verify the effect of time of fermentation, the yeast concentration and temperature of fermentation on the chromatographic profile of the wine obtained. The fourth experiment was conducted based on partial findings of previous experiments and aimed to produce and characterize the spirit of ginger. The results showed that the enzyme... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Ozair Souza / Banca: Fernanda Maria Pagane Guereschi Ernandes / Resumo: Muitos países estão considerando razoável, e necessário, a curto e médio prazo, um constante investimento no estudo de formas, economicamente viáveis, de obtenção de fontes renováveis de energia, com grande destaque para a produção de etanol. O aproveitamento da matéria vegetal desperta grande interesse dos pesquisadores, cientistas e industriais, devido ao fato da mesma ser encontrada em grandes quantidades em vários tipos de resíduos. Por exemplo, só no Brasil, anualmente, tem-se uma geração de 83.537 toneladas de cascas de banana que poderiam ser transformados em etanol. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica. Entretanto, quando sacarose é empregada na fermentação, o rendimento do etanol diminui devido à formação de subprodutos, como levana. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da hidrólise ácida e enzimática de cascas de banana e das condições de fermentação para a produção de etanol e levana, pelo micro-organismo Z. mobilis CCT 4494. Foi avaliado o efeito das variações de pH inicial, temperatura, tempo de incubação e concentração do substrato adicionado aos meios de fermentação (meio sintético e meio com hidrolisado de cascas de banana). Aplicou-se a metodologia de superfície de resposta, seguindo um planejamento fatorial do tipo 2 4-1 , de acordo com o modelo proposto por Box e Hunter. As cascas de banana secas, submetidas à hidrólise ácida por 15 min a 120ºC, seguida de hidrólise enzimática realizada por 24 h, pH 5,5 e temperatura de 50ºC, resultaram em maior concentração de açúcares totais (72,8 mg/mL). A síntese de levana e etanol foi proporcional ao aumento da concentração de açucares totais presente nos meios fermentativos, favorecendo a produção destes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Many countries are considering reasonable and necessary in a short and medium term, a constant investment in the study of ways, economically viable, to obtain renewable energy sources, most notably for the ethanol production. The use of plant material attracts great interest from researchers, scientists and industrialists due to the fact that it is found in large quantities in various types of waste. For example, only in Brazil, annually, there is a generation of 83.537 tons of banana peels that could be converted into ethanol. The alcoholic bacteria of the species Zymomonas mobilis present technological attributes that enhance their use in alcoholic fermentation. However, when sucrose is used in the fermentation medium, ethanol yield decreases due to the formation of by-products such as levan. The objective of this work was to study the effect of the acid and enzymatic hydrolysis of banana peels and the fermentation conditions for the production of ethanol and levan by Z. mobilis CCT 4494. The effect of pH, temperature, time and substrate concentration added to the fermentation media (synthetic media and media containing banana peels hydrolyzate) was evaluated. The response surface methodology was employed, following a 2 4-1 factorial planning, according to the model proposed by Box and Hunter. The dried banana peels, subjected to acid hydrolysis by 15 min at 120°C and enzymatic hydrolysis performed for 24 h at pH 5.5 and 50°C showed better performance in total sugars (72,8 mg/mL). The synthesis of levan and ethanol was proportional to the increase in the total sugars concentration present in the fermentation media, and the production of these was favored in substrate concentration of 250 g/L. The highest yields of ethanol in the synthetic medium (90,2 mg/mL) and in the medium with banana peel... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: Valéria Del Nery / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator UASB na faixa de temperatura mesofílica utilizando o melaço de cana-de-açúcar diluído como substrato. O reator UASB foi operado TDH de 24 h com COV médias de até 15 g DQOtotal (L d)-1 e foi utilizada a recirculação total do efluente do reator UASB, para diluir o melaço. O inoculo utilizado era proveniente de um reator UASB termofílico tratando vinhaça. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,97 N LCH4 (L d)-1 e de 0,194 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente, o que indicou a adaptação da microbiota utilizando melaço de cana-de-açúcar, desde que seja realizada a suplementação de alcalinidade, nitrogênio e fósforo. Foram observados valores médios de remoção de demanda química de oxigênio, de 64 a 72%, com base na DQOtotal do melaço adicionado.Também avaliou-se o desempenho de dois reatores UASB em série na faixa de temperatura termofílica utilizando a vinhaça diluída como substrato. Os reatores foram operados com TDH de 16 e 7,5 h, respectivamente e COV média de 20 e 35 g DQOtotal (L d)-1 , respectivamente. O inoculo utilizado era proveniente do reator UASB mesofilico tratando melaço. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,46 N LCH4 (L d)-1 e de 0,16 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente ... / Abstract: This study evaluate the performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the mesophilic temperature range using molasses sugar cane diluted as substrate. The UASB reactor operated at a hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and organic load rate (OLR) averages of up to 15 g total COD (L d)-1 and total recirculation of the effluent of the UASB reactor was used to dilute the molasses. The inoculum used was from a thermophilic UASB reactor treating vinasse. Volumetric and specific yields of methane from methane production to 0.97 N LCH4 (L d) -1 and 0.194 L CH4 (g total COD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of microorganisms using molasses were observed sugar-provided supplemental alkalinity, nitrogen and phosphorus is performed. Remove values of chemical oxygen demand of 64 at 72%, with base addition molasses. Also evaluated the performance of two UASB reactors in series in the thermophilic temperature range using the diluted vinasse as substrate. The reactors were operated at HRT of 16 and 7.5 h, respectively, and average OLR of 20 and 35 g total COD (L d) -1, respectively. The inoculum used was derived from mesophilic UASB reactor treating molasses. Specific and volumetric yield of methane production LCH4 to 0.46 N (L d) -1 and 0.16 L CH4 (g totalCOD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of the microorganisms were observed / Mestre

Resumo: A degradação da lignina ocorre através de um processo oxidativo que envolve enzimas extracelulares como as ligninases (MnP, LiP e lacase) produzidas, principalmente por fungos basidiomicetos. Os caminhos atuais da biotecnologia indicam que tais fungos denominados “de fungos de degradação branca” sejam eficientes na degradação de corantes sintéticos. Foram estudadas cinco linhagens de basidiomicetos quanto a produção das ligninases em de fermentação em estado sólido (FES). Todos os fungos analisados (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus) mostraram-se bons produtores de MnP. Nenhum dos microrganismos apresentaram níveis significantes de LiP. As espécies L. strigellus e P. sanguineus produziram quantidades consideráveis de lacase. Esses dois últimos fungos foram selecionados em função de sua capacidade de produção de MnP e lacase, e o farelo de trigo foi o melhor meio para a produção das duas enzimas. A MnP e lacase produzida tanto por L. strigellus quanto por P. sanguineus apresentaram pH ótimo ácido. A temperatura ótima para a MnP de ambos os fungos foi de 40°C. Para a lacase de L. strigellus a temperatura ótima ficou entre 50°C e 55°C, para a de P. sanguineus entre 60°C e 70°C. A MnP produzida pelos dois fungos mantiveram-se estável em toda a faixa de pH estudada. A lacase de L. strigellus apresentou estabilidade em pH 7,0 e a de P. sanguineus, 7,5. A temperatura de estabilidade para a MnP de L. strigellus ficou entre 15°C e 25°C e para a enzima de P. sanguineus entre 35°C e 45°C. Todos os corantes estudados sofreram descoloração por essas enzimas, especialmente o Laranja II (cerca de 74%), Azul Cibacron 3GA (cerca de 85%), Azul Brilhante Remazol R (cerca de 87%) e o Cristal Violeta (cerca de 65%) / Abstract: Lignin degradation occurs through an oxidative process that involves extracellular enzymes such as ligninases (MnP, Lip and laccase) produced specially by basidiomycete fungi. Current biotechnological studies indicate that these fungi, known as “white rot fungi”, may be efficient on the degradation of synthetic dyes. Five strains of basidiomycetes were studied regarding the production of ligninases through solid state fermentation (SSF). All of the fungi tested (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus), proved to be good MnP producers. None of the microorganisms produced significant amounts of LiP. The species L. strigellus e P. sanguineus produced considerable amounts of laccase. These last two were selected due to their ability to produce MnP and laccase, and wheat bran was the best medium for the production of both enzymes. .MnP and laccase from L. strigellus and P. sanguineus acted optimally in acid pH. Optimum temperature for MnP activity from both fungi was 40°C. Optimum temperature for laccase from L. strigellus was between 50°C e 55°C, and from P. sanguineus was between 60°C e 70°C. MnP from both fungi maintained stability through the whole pH range studied. Laccase from L. strigellus was stable in pH 7,0 and from P. sanguineus in pH 7,5. MnP from L. strigellus remained stable in temperatures between 15°C and 25°C and from P. sanguineus between 35°C e 45°C. The enzymes were effective in the decoloration of all the dyes tested, specially Orange II (approximately 74%), Cibacron Blue 3GA (approximately 85%), Remazol Brilliant Blue R (approximately 87%) and Crystal Violet (approximately 65%) / Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Maurício Boscolo / Banca: Valquíria Barco Damiano / Banca: Érika Barbosa Neves Graminha / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Inês Conceição Roberto / Banca: Haghuvir Arni / Resumo: A glucoamilase é uma enzima importante na produção enzimática de xarope de glicose a partir do amido. Neste processo o amido é primeiramente dextrinizado pela ação da a-amilase a aproximadamente 100°C. Em seguida, a suspensão de dextrinas é resfriada a uma temperatura próxima de 55°C para a sacarificação, pela ação da glucoamilase. A característica de alta termoestabilidade para essa enzima é fundamental para agilizar o processo e reduzir custos operacionais. O presente estudo visou à obtenção, caracterização físico-química, bem como a cinética de termoinativação das glucoamilases mutantes de Aspergillus awamori expressa em Saccharomyces cerevisiae. O gene da glucoamilase sofreu alterações através da técnica de PCR mutagênico, e os clones expressando glucoamilases mais termoestáveis foram selecionados e avaliados. A glucoamilase selvagem apresentou temperatura ótima de atividade a 58°C, as enzimas mutantes apresentaram atividades ótimas a 68°C para a linhagem M1, e 65°C para a linhagem M2. As glucoamilases mutantes M1 e M2 também apresentaram maior termoestabilidade que a enzima selvagem. As temperaturas de desnaturação térmicas na ausência de substrato por 1 hora foram 45, 50 e 55°C para as enzimas, selvagem, M1 e M2, respectivamente. Todas as enzimas apresentaram atividade ótima no pH 3,5 - 4,0, sendo que os mutantes M1 e M2 também exibiram maior estabilidade à variação de pH, retendo acima de 80% da atividade na faixa de pH 5,5 a 10,0. A meia vida (t1/2) a 70°C foi de 8,1 minutos para a glucoamilase mutante M2, 3,8 minutos para o mutante M1 e 3 minutos para a glucoamilase selvagem. A termoinativação das enzimas seguiram uma cinética de primeira ordem. A energia de desnaturação foi de 262,8 e 252,9 KJ mol-1 para os mutantes M2 e M1 respectivamente, e de 234,3 KJ mol-1 para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glucoamylase is an important enzyme for the production of glucose syrup made from starch. In this process, starch is initially dextrinized by the action of a a-amylase at approximately 100ºC. Secondly, the dextrins suspension is cooled down to a temperature near 55ºC for the saccharification, by the action of an glucoamylase. High thermostability is a fundamental characteristic for this enzyme to accelerate the process and to reduce operational costs. This work had the purpose of studying physicochemical characteristics as well as thermoinactivation kinetics of mutants glucoamylases of Aspergillus awamori expressed in Saccharomyces cerevisiae. Glucoamylases gene was modified through mutagenic PCR technique and the clones which produced more thermostable glucoamylases were selected and evaluated. The wild glucoamilase exhibited optimum temperature at 58ºC, the mutants from strain M1 and M2 acted optimally at 68ºC and 65ºC, respectively. The mutants M1 and M2 also exhibited higher thermostability when compared to the wild enzyme. Thermic denaturation temperatures in the absence of substrate for 1 hour were 45, 50 and 55ºC for the wild, M1 and M2 enzymes, respectively. All enzymes showed optimum activity at pH 3.5 – 4.0, and the mutants M1 and M2 also exhibited higher stability towards pH variation, maintaining 80% of activity in pH from 5.5 to 10.0. Half life (t1/2) at 70ºC was 8.1 minutes for mutant M2, 3.8 minutes for mutant M1 and 3 minutes for wild glucoamylase. The enzymes thermoinactivation followed a first order kinetics. Denaturation energy was 262.8 and 252.9 KJ mol-1 for mutants M2 and M1 respectively, and 234.3 KJ mol-1 for the wild enzyme. Thermodynamic parameter of thermoinactivation, .G was lower for wild glucoamylase showing a higher denaturation for the enzyme. All enzymes revealed similar activity profile on different substrates, of which corn starch was the best substrate for hydrolysis for all glucoamylases tested. / Mestre

Resumo: Enzimas são de grande importância para a indústria de alimentos, a fim de facilitar e acelerar os processamentos. Pectinases são enzimas amplamente utilizadas no processamento de vinhos, facilitando o processo de maceração, clarificação e a filtração do mosto. Outra enzima de grande importância na fabricação de vinhos, é a tanase. A coloração do vinho se deve à presença de taninos; a oxidação destes compostos em contato com o ar pode causar uma turbidez indesejável e consequentemente perda da qualidade do produto final. Essa turbidez pode ser evitada com o emprego de tanases, que impedem a reação de oxidação. Como a maioria dos formulados comerciais destas enzimas são provenientes de fungos filamentosos nao pertencentes ao ambiente vinicola, estes formulados contêm também outras enzimas não adequadas para aplicação no vinho, produzindo alguns efeitos indesejáveis. Assim, a busca por leveduras autóctonas, isto é, do próprio ecossistema vínico, produtoras de tais enzimas faz-se necessária. Outra enzima de grande importância no processamento de vinhos é a invertase, que hidrolisa a sacarose liberando frutose e glicose. Ao lado da vinificação, a frutose é considerada 40% mais doce que a sacarose, sendo assim, de grande importância ao processamento de vinho. No Brasil, a região de Jales, no Noroeste Paulista, vem despontando como um importante centro de produção de uvas e recentemente alguns produtores começaram a processar vinho de maneira artesanal. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a triagem de leveduras autóctonas isoladas de uma vinícola da região de Jales para a produção de poligalaturonases, tanases e invertases visando a aplicação no processamento e no melhoramento de vinhos. Foram rastreadas diferentes linhagens... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Enzymes are important for the food industry in order to facilitate and accelerate the processing of food. Pectinases are enzymes widely used in wine processing, facilitating the process of maceration, clarification and filtration of the must. Another enzyme of great importance in wine production is the Tanase. The color of the wine is due to the presence of tannins, the oxidation of these compounds in contact with air can cause an undesirable turbidity and consequently loss of product quality. This turbidity can be avoided by employing Tanase, which prevent the oxidation reaction. As most of these commercial enzymes are made from filamentous fungi, which do not belong to the winery environment, this formula also contains other enzymes that are not suitable for application in the wine, producing some side effects. Thus, the quest for autochthonous yeasts, ie, from the own wine ecosystem, producing such enzymes is necessary. Another enzyme of great importance in the processing of wine is invertase, which hydrolyzes sucrose releasing fructose and glucose. Besides the importance for winemaking, fructose is considered 40% sweeter than sucrose, therefore, of great importance to the food industry. In Brazil, the region of Jales, Sao Paulo in the Northwest, has emerged as an important center of production of grapes, and recently some farmer began to produce artisanal wine. Thus, this study aimed at screening of autochthonous yeasts isolated from a winery from Jales region, which are able to produce poligalaturonases, Tanase and invertase in order to apply in the processing of wines. From, thirteen different strains belonging to different species of yeast, there were no significant activities to Tanase and pectinases. However, one strain of Candida stellata produced invertase activity, reaching... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Milla Alves Baffi / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Daniela Alonso Bocchini Martins / Mestre

Orientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: José Paulo Stupiello / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Resumo: O aumento da demanda por combustíveis tem intensificado a busca por fontes renováveis de energia principalmente as biomassas, destacando-se a canade- açúcar na produção de bioetanol. Além desta a cultura do sorgo sacarino apresenta elevado potencial principalmente por utilizar o mesmo complexo industrial de produção e ser processado no período de entressafra da cana. Objetivou-se com a presente pesquisa avaliar o potencial de produtividade, características químicotecnológicas e processo fermentativo de três genótipos de sorgo utilizado como matéria-prima complementar para produção de etanol, no período de início de safra. O delineamento experimental foi o em Blocos ao Acaso num modelo Fatorial 3x7, com três repetições, para Avaliações Biométricas, sendo que para as Características Químico-tecnológicas e Processo Fermentativo (para cada uma das leveduras estudadas) utilizou-se o modelo 3x2x6. Avaliou-se a Altura (m) das plantas, Diâmetro da base, Diâmetro da ponta, número de folhas, comprimento da panícula (cm), biomassa total (t/ha), colmos limpos (t/ha) e % de colmos, nas analises biométricas; o teor de sólidos solúveis (Brix), Açúcares Redutores Totais (ART), pH, Acidez Total, Compostos Fenólicos Totais e Teor de Amido do caldo extraído nas analises químico-tecnológicas e a viabilidade celular, viabilidade de brotos e brotamento no processo fermentativo. Os resultados obtidos indicam que os genótipos CVSW80007 e CVWS80147 apresentam melhores características químico-tecnológicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increased in demand for combustible has intensified the search for renewable energies mainly from biomass, especially the sugarcane for bioethanol production. Besides of this crop, sweet sorghum has shown great potential in the production of biofuels, mainly because it allows the use of the same industrial park production of sugarcane, and can be processed in the off-season of this crop. The objective of this research was to evaluate the potential of three genotypes of sorghum harvested with and without leaves on the productivity, technologicalchemical characteristics, and ethanol production in laboratorial scale using two yeast strains, from the beginning of the sugarcane harvest. The experimental design was randomized blocks in a 3x7 factorial design, with three replicates for biometric analysis. For chemical and technological characteristics and fermentation process (for each of the yeasts studied) was used 3x2x6 model. Was evaluated height (m) of plant, base and tip stalk diameter, leaf number, panicle length (cm), total biomass yield (t/ha), clean stalk yield (t/ha) and percentage stem, in biometrics analyses. Soluble solids content (Brix), total reducing sugars (TRS), pH, total acidity, total phenolic compounds and starch content of the juice extracted in chemicaltechnological analyses. Was evaluated the cell viability, viability and budding of the yeasts in the fermentation process. Was evaluated the cell viability, viability of sprouts and budding of the yeasts in the fermentation process. Was determined the ethanol production (L/ha and L/t) in laboratory scale. The results indicate that the genotypes CVSW80007 and CVWS80147 have better chemical and technological characteristics, with useful industrialization period (UIP) of 45 days... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: Flávia Cecílio Ribeiro / Banca: Clóvis Parazzi / Resumo: A utilização de diferentes biomassas vegetais como fonte de energia renovável deve contribuir para a redução do uso de combustíveis fósseis, minimizando impactos negativos ao meio ambiente. Como resultado direto da colheita mecanizada da cana, tem-se o aumento de ponteiros e palha nos canaviais, insumo de grande potencial energético que podem ser utilizados para a produção do etanol de segunda geração, aumentando a produção anual de etanol sem acréscimos em áreas de plantio. A hidrólise deste material, torna disponível os açúcares constituintes das frações celulósicas e hemicelulósicas e deve passar por um processo de destoxificação para redução do teor de inibidores provenientes da etapa de hidrólise. Neste estudo objetivou-se avaliar o mosto de hidrolisado hemicelulósico de folhas e ponteiros de cana, em comparação com mosto de caldo de cana, fermentado por leveduras que desdobram hexoses e pentoses para produção de etanol de segunda geração. Os mostos foram compostos por caldo de cana, hidrolisado hemicelulósico de folhas e pontas de cana e pela mistura destes dois mostos (50%). O processo fermentativo foi realizado em escala laboratorial empregando-se as estirpes J10 e FT858 de leveduras e a mistura destas (50%). Foram feitas análises de viabilidade celular e índice de brotamentos e avaliadas as concentrações dos açúcares e produção de etanol. A viabilidade celular, viabilidade de brotos e o brotamento sempre foram maiores em mosto de caldo de cana. Os valores mais elevados entre as leveduras foram obtidos pela linhagem J10. O processo de destoxificação utilizado promoveu uma remoção parcial de ácidos e composto fenólicos. A utilização de coculturas de microrganismos foi mais eficiente na produção de etanol em relação as culturas individuais. O hridrolisado hemicelulósico apresentou baixa eficiência na produção de etanol. / Abstract: The use of different plant biomass as a renewable energy source should contribute to reducing the use of fossil fuels, minimizing negative impacts to the environment. As a direct result of mechanical harvesting of sugarcane has increased pointers and straw in the cane fields, input of large energy potential that can be used for the production of second generation ethanol, increasing the annual production of ethanol without increases in areas planting. Hydrolysis of this material makes available the sugars constituting the cellulose and hemicellulose fractions and must undergo a detoxification process for reducing the content of inhibitors from the hydrolysis step. This study aimed to evaluate the wort hemicellulosic hydrolyzate pointers leaves and cane, compared with mash of sugar cane juice, fermented by yeasts that unfold hexoses and pentoses for production of second generation ethanol. The musts were composed of sugarcane juice, hemicellulosic hydrolyzate leaves and cane tips and the mixture of these two musts (50%). The fermentation was performed in laboratory scale employing strains J10 and FT858 yeast and mixing these (50%). Analyzes were performed for cell viability and budding index and evaluated the concentrations of sugars and ethanol production. Cell viability, feasibility and budding shoots were always higher in mash of sugar cane juice. The highest values were obtained between the yeast strain J10. The detoxification process used promoted partial removal of acids and phenolic compounds. The use of cocultures of microorganisms was more efficient in producing ethanol in relation to individual cultures. The hemicellulosic hridrolisado showed low efficiency in ethanol production. / Mestre

CAPES / A Mesorregião do Sudoeste Paranaense se destaca pela atividade leiteira, com produção, industrialização e comercialização de derivados. O uso de bactérias láticas endógenas vem ganhando o mercado mundial com pesquisas e elaboração de produtos, e despertando o interesse de Instituições de Ensino do Brasil. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e identificar a microbiota lática do leite cru, para desenvolver um fermento endógeno e, a partir deste, elaborar o Queijo Típico. Foram desenvolvidos dois fermentos, compostos pelas bactérias Streptococcos thermophillus e Lactobacillus delbrueckii sp. bulgaricus. Os fermentos foram testados em dois laticínios da região, utilizando leite pasteurizado e os conservantes nitrato de sódio e a enzima lisozima. Os queijos elaborados foram submetidos a análises para o acompanhamento das modificações durante a maturação (30, 60 e 180 dias) e todas as amostras avaliadas exibiram características físico-químicas e microbiológicas de acordo com a legislação brasileira, podendo ser classificados, de um modo geral, como queijos de média umidade, variando de 40,71 a 42,44 g/100 g (30 dias), 35,37 a 40,28 g/100 g (60 dias) e 33,63 a 38,63 g/100 g (180 dias), de acordo com o teor de matéria gordurosa no extrato seco classificam-se em gordos, 40,37 a 48,80 (g/100 g) (30 dias), 44,42 a 48,25 (g/100 g) (60 dias) e 45,30 a 49,80 (g/100 g) (180 dias). As proteínas (g/100 g) variaram de 20,57 a 23,95 g/100 g (30 dias), 21,88 a 24,71 (60 dias), 23,52 a 30,57 (180 dias), os lipídeos entre 20,57 a 23,95 (30 dias), 24,71 a 21,88 (60 dias), e 30,57 a 23,52 (180 dias). Os teores de cinzas ficaram entre 2,99 a 4,88 (g/100 g) (30 dias), 4,10 a 5,00 (g/100 g) (60 dias) e 4,58 a 5,19 (g/100 g) (180 dias), atividade de água (Aw) entre 0,9531 a 0,9635 (30 dias), 0,9366 a 0,9547 (60 dias) e 0,9284 a 0,9380 (180 dias). As análises de textura apontaram que o queijo desenvolvido, no decorrer dos períodos de maturação, apresentou aumento da dureza, onde o menor valor aos 30 dias estava em 18377,19 g passando aos 180 dias para um valor máximo de 27401 g. A elasticidade, que aos 30 dias apresentava-se em 0,82, passou a 0,88 aos 180 dias. A mastigabilidade de 11412,92 (30 dias) passou para 5116,76 (180 dias). A coesividade de 0,67 (30 dias) ficou em 0,20 (180 dias). A adesividade que era de -205,45 (30 dias) passou para -25,04 (180 dias) e a resistibilidade que inicialmente era de 0,21 (30 dias) ficou com 0,04 (180 dias). Em relação à análise de cor, as amostras apresentaram alta luminosidade (L*) chegando a ter aos 180 dias (73,51 ± 3,62 a 79,75 ± 0,56), com predominância da componente amarela (b*) (34,10 ± 0,55 a 36,81 ± 0,29), e amostras dentro do espectro verde (a*) (-7,40 ± 0,06 a -7,82 ± 0,21), com pequenas variações entre si. As análises sensoriais do queijo apontaram para aceitação diante dos provadores. Este trabalho representa uma das etapas acerca da utilização do fermento endógeno na fabricação de um Queijo Típico Regional, que recebeu a denominação de “Santo Giorno” e contribuiu para a compreensão das variações e interações dos componentes fisíco-químicos e microbiológicos no desenvolvimento de um produto de elevada qualidade. / The Greater Region Southwest of Paraná stands out for dairy farming, with production, processing and trading of derivatives. The use of endogenous lactic acid bacteria is gaining global market research and product development is attracting the interest of Educational Institutions in Brazil. This work aimed to isolate, identify and characterize the lactic microflora of raw milk, to develop endogenous starter culture, and using it, prepare the Cheese Typical. Two starters cultures, Streptococcus thermophillus compounds by bacteria and Lactobacillus delbrueckii sp bulgaricus were developed. The starter culture were tested in two dairy region, using pasteurized milk, preservatives sodium nitrate and lysozyme enzyme. The elaborate cheeses were subjected to analysis for the monitoring of changes during maturation (30, 60 and 180 days) and all samples exhibited physicochemical and microbiological characteristics according to Brazilian legislation. They can be classified broadly as cheese medium humidity ranging from 40.71 to 42.44 g/100 g (30 days), from 35.37 to 40.28 g/100 g (60 days), and from 33.63 to 38.63 g/100 g (180 days), according to the content of fatty matter in dry matter, cheeses can be classified as fat, from 40.37 to 48.80 (30 days), from 44.42 to 48.25 (60 days) and 45.30 to 49.80 (180 days). Proteins ranged from 20.57 to 23.95 g/100 g (30 days), from 21.88 to 24.71 g/100 g (60 days), from 23.52 to 30.57 g/100 g (180 days), lipids between 20.57 to 23.95 g/100 g (30 days), from 24.71 to 21.88 g/100 g (60 days), and from 30.57 to 23.52 g/100 g (180 days). The ash content ranged from 2.99 to 4.88 (30 days), from 4.10 to 5.00 (60 days) and from 4.58 to 5.19 (180 days) the water activity from 0.9531 to 0.9635 (30 days), 0.9366 to 0.9547 (60 days) and 0.9284 to 0.9380 (180 days). Textural analyzes indicated that the cheese developed during periods of maturation, showed an increase in hardness, where the lowest value at 30 days was at 18377.19 g passing the 180 days to a maximum value of 27401 g. The elasticity at 30 days showed that in 0.82, went 0.88 at 180 days. The chewiness of 11412.92 (30 days) increased to 5116.76 (180 days). The cohesiveness of 0.67 (30 days) stood at 0.20 (180 days). The adhesiveness which was -205.45 (30 days) increased to -25.04 (180 days) and the resistivity which was initially 0.21 (30 days) was 0.04 (180 days). Regarding the analysis of the samples showed high color brightness (L*), coming to have 180 days (73.51 ± 3.62 to 79.75 ± 0.56), with a predominance of yellow component (b*) (34.10 ± 0.55 to 36.81 ± 0.29), and samples within the green spectrum (a*) (-7.40 ± 0.06 and -7.82 ± 0.21), showed minor variations. The sensory analysis of Cheese Typical pointed to acceptance by the panelists. This work represents one of the steps of using endogenous starter culture in a cheese, which was called as "Santo Giorno", and contributed to understanding the variations and interactions of physico-chemical and microbiological development of a regional product, with high quality components.

Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: José Roberto Ernandes / Banca: João Cláudio Thoméo / Banca: Patricia Gomes Cardoso / Resumo: A investigação biotecnológica acompanhada da aplicação das enzimas, combinada com o uso da engenharia genética tem sido realizada em micro-organismos para a produção de enzimas para fins industriais. Entre estas enzimas, as fitases microbianas, que catalisam a hidrólise do fitato (mio-inositol hexaquisfosfato) a mio-inositol e fosfato inorgânico, têm sido amplamente utilizadas na alimentação animal. Neste contexto, o fungo R. microsporus var. microsporus foi selecionado como bom produtor de fitases, com maiores níveis de produção encontrados na Fermentação por Biofilmes (FB) (261,30 U/mg), utilizando bagaço de cana de açúcar como fonte de carbono adicional. A morfologia do biofilme sobre suporte inerte foi analisada por MEV observando-se múltiplas hifas interligadas formando um conjunto ordenado na presença de inúmeros canais que permitem a troca eficiente de nutrientes e oxigenação. A fitase extracelular obtida foi purificada 4,18 vezes com recuperação de 4,78%, obtendo-se uma única banda de 34 kDa em SDS PAGE 12%. A temperatura ótima de atividade para a enzima purificada foi de 55ºC e o pH ótimo 4,5, sendo estável entre 30 °C e 40 °C por 120 min. Apresentou baixa estabilidade ao pH com atividade residual acima de 50% entre pH 3,0 e 5,0 por 60 min. A fitase foi ativada por íons Ca2+ e inibida por K+. A enzima foi capaz de hidrolisar fitato de sódio (Km de 0,72 mM e Vmax de 94,55 U/mg). O extrato bruto contendo fitase foi seco em Spray Dryer com diferentes adjuvantes (farelo de milho, farelo de soja, fubá, amido e maltodextrina). O farelo de soja possibilitou a maior recuperação da atividade fitásica (60%), assim como o fubá (59,5%). Considerando o uso destes dois adjuvantes, o pH ótimo de atividade para a fitase contida no extrato seco foi 4,5 e 8,5, respectivamente e a temperatura ótima de atividade de 45-50 °C. Quando utilizado fubá, a estabilidade foi mantida... / Abstract: Biotechnological research, and the application of enzymes in combination with the use of genetic engineering has been carried out in microorganisms for the production of enzymes for industrial purposes. Among these enzymes, microbial phytases, which catalyze the hydrolysis of phytate (myo-inositol hexakisphosphate) to myo-inositol and inorganic phosphate, have been widely used in animal feed. In this context, the fungus R. microsporus var. microsporus was selected as a good producer of the phytase with higher production levels when grown on Biofilm Fermentation (FB) (261,30 U/mg), using sugarcane bagasse as carbon additional source. The morphology of biofilms on inert support was examined by SEM observing interconnected hyphae forming an ordered array in the presence of many channels which enables efficient exchange of nutrients and oxygen. The extracellular phytase was purified 4.18 fold with 4.78% recovery. A single protein band was obtained in 6% PAGE and confirmed by 12% SDS-PAGE as a single protein band with 34 kDa. The optimum temperature for activity was 55 °C and the optimum pH 4.5. It was completely stable at temperatures between 30 °C and 40 °C for 120 min had low pH with a residual activity of over 50% between pH 3.0 and 5.0 for 60 min. The enzyme was activated by Ca2+ and inhibited by Zn2+. The enzyme was able to hydrolyze sodium phytate with a Km=0.72 mM, Vmax= 94.55 U/mg of protein. The crude extract containing phytase was dried using Spray Dryer with different adjuvants. Soybean meal and corn meal allowed the best recovery of phytase activity 60% and 59.5%, respectively. Considering the use of these two adjuvants, the optimum pH of activity for phytase in the dry extract was 4.5 and 8.5, respectively, and the optimum of temperature of 45-50 °C. When used corn meal, the stability was maintained above 90% at pH 2.5-10.0 for 60 min. The dry phytase (corn meal) was applied to the feed... / Doutor