Submitted by Eduardo Barros de Almeida Silva (eduardo.philippe@ufpe.br) on 2015-04-17T14:49:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Sandrine Lima.pdf: 902329 bytes, checksum: 83147db27edaf8354efe02565a0beca3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Sandrine Lima.pdf: 902329 bytes, checksum: 83147db27edaf8354efe02565a0beca3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CAPES / Os micro-organismos, em particular as actinobactérias, são conhecidos por produzir um vasto número de metabólitos secundários bioativos de interesse farmacêutico. O objetivo deste estudo foi investigar as atividades antimicrobiana e citotóxica de metabólitos secundários produzidos pela actinobactéria ACTSM-9H isolada da rizosfera de Paullinia cupana Kunth de Maués - Amazonas. Para identificação taxonômica da linhagem foram utilizadas as técnicas de caracterização fenotípica e molecular. A produção dos metabólitos secundários foi avaliada através da fermentação em cultivo submerso utilizando farinha de soja como substrato e em meio sólido utilizando arroz. A atividade antimicrobiana foi determinada através da técnica de microdiluição em caldo, a citotoxicidade através do método do MTT e a atividade hemolítica realizada frente a membrana plasmática de eritrócitos murinos. A actinobactéria foi identificada como Streptomyces hygroscopicus S75-5. No estudo bioguiado para a avaliação das atividades antimicrobiana e citotóxica o extrato metanólico da biomassa proveniente da fermentação em cultivo submerso apresentou melhor atividade, sendo escolhido para ser particionado com n-hexano, acetato de etila e 2-butanol. A prospecção química indicou a presença de alcalóides, açúcares redutores e saponinas nos extratos metanólico e fase butanólica. A fase butanólica apresentou atividades antimicrobiana e citotóxica, sendo fracionada. Quatro frações obtidas da fase butanólica foram analisadas por bioautografia e apresentaram pelo menos um composto com atividade frente a Staphylococcus aureus. A fração EB1 apontou a presença de um alcalóide (Rf 0,7) com atividade antimicrobiana na bioautografia. A atividade antimicrobiana da fração EB1 mostrou valores da CMI iguais ou abaixo de 3,9 μg/mL frente aos micro-organismos testados. Na atividade citotóxica, a fração EB1 apresentou valores da IC50 frente às linhagens tumorais humanas HEp-2, HT-29, NCI-H292 e HL- 60, sempre menores ou iguais a doxorrubicina, utilizada como padrão, sendo mais seletividade para HL-60 com IC50 de 0,009 μg/mL. Em conclusão, os metabólitos produzidos por Streptomyces hygroscopicus S75-5 apresentaram potentes atividades antimicrobiana e antitumoral, evidenciando a importância de estudos futuros visando o isolamento dos compostos responsáveis por esta atividade.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-17T15:22:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Luciana Pereira.compressed.pdf: 4618352 bytes, checksum: dfc01e0d1bf57db6a0daaa7da4bafdf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T15:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Luciana Pereira.compressed.pdf: 4618352 bytes, checksum: dfc01e0d1bf57db6a0daaa7da4bafdf1 (MD5) Previous issue date: 2013 / FACEPE / A levedura Dekkera bruxellensis tem sido conhecida por sua adaptação aos processos fermentativos industriais, tendo chegado a situações que suplanta a levedura do processo Saccharomyces cerevisiae possuindo rendimentos equivalentes. Apesar de possuir grande adaptabilidade ao ambiente industrial, ainda são escassos trabalhos que se dediquem ao estudo de suas características fisiológicas e bioquímicas e que expliquem seu sucesso adaptativo. Este trabalho teve por objetivo descrever o metabolismo fermentativo da levedura GDB 248 em situações que simulem os processos fermentativos industriais na produção do álcool combustível bem como, sua tolerância aos diferentes fatores de estresse presentes no ambiente industrial. Foram realizadas fermentações com reciclo celular em meios sintético e caldo de cana. Os resultados mostraram que as células de D. bruxellensis possuem baixa eficiência no consumo da sacarose (consumo máximo 30%), maior tendência de conversão de açúcar em biomassa, mas exibem rendimentos em etanol próximos ao de S. cerevisiae. Os experimentos de tolerância aos fatores de estresse adicionados nas fermentações mostraram que D. bruxellensis possui, quando comparada a S. cerevisiae, tanto tolerância similar ao etanol quanto sensibilidade a ácidos orgânicos (acético e lático). Não foi detectada a produção de acido acético nas culturas de D. bruxellensis, tendo em ácido lático produção similar a S. cerevisiae. Para avaliar a tolerância de D. bruxellensis ao estresse, foram realizadas curvas de sobrevivência celular na presença dos agentes de estresse: H2O2, etanol, KCl, e após um choque térmico, relacionando o envolvimento de três proteínas de choque térmico no padrão transcricional desta resposta. Em conjunto, os resultados mostraram que as células de D. bruxellensis foram mais sensíveis aos fatores de estresse testados, quando comparados a S. cerevisaie, apesar de exibir tolerância similar ao etanol. Os genes HSP22, HSP24 e HSP82 são apenas responsivos ao choque térmico, mas suas proteínas não conferem tolerância às células. Por fim, para avaliar o comportamento desta levedura em outro substrato, frequentemente utilizado em destilarias no Brasil, e assim, compararmos o melhor desempenho desta espécie realizamos fermentações com reciclo em melaço e, desta vez, determinamos o conteúdo intracelular de trealose e glicogênio. No melaço, D. bruxellensis mostrou comportamento similar quanto à assimilação de sacarose, tendo tendência ao desvio do açúcar para biomassa e rendimento final em etanol equivalente ao produzido pelas células de S. cerevisiae. Mas, neste substrato, foi detectado a produção de ácido acético por esta levedura em quantidades superiores ao detectado nas culturas com S. cerevisiae. Quanto ao conteúdo intracelular dos carboidratos de reserva, só foi possível a detecção de glicogênio em quantidades inferiores a S. cerevisiae, pois nenhuma produção de trealose foi detectada em nossos ensaios.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2015-05-14T12:49:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Reis ALS 2014 Tese.pdf: 4888258 bytes, checksum: 3f44c77658c5a103d9a2eb81eda3f642 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-14T12:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Reis ALS 2014 Tese.pdf: 4888258 bytes, checksum: 3f44c77658c5a103d9a2eb81eda3f642 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / CNPq / Os maiores produtores de etanol no mundo são os Estados Unidos, a partir do amido de milho, e o Brasil, a partir da sacarose da cana-de-açúcar. Nos últimos anos, o Brasil não aumentou apreciavelmente a sua produção, enquanto que, por outro lado, a indústria de etanol nos Estados Unidos vem sofrendo uma grande expansão, em torno de 1 milhão m3/ano, com planejamento para produção de 40 milhões de m3 de etanol em 2025. Em atendimento a uma demanda que cresce significativamente em função do reconhecimento mundial dos benefícios do etanol como combustível, os Estados Unidos e o Brasil, assim como diversos outros países, entraram em uma corrida, que tende a se acirrar, para o desenvolvimento de tecnologias de produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos. Dekkera bruxellensis é uma levedura que é usualmente reconhecida como um organismo contaminante. A espécie, como todas as leveduras consideradas não-Saccharomyces, apresenta graus variados de mecanismos catalíticos de suas glicosidades e poucos estudos têm investigado o desempenho das enzimas produzidas por esses microrganismos. A presente Tese teve como objetivo principal observar e interpretar os parâmetros cinéticos e as características bioquímicas de β-glicosidase(s) e produzida(s) por D. bruxellensis, linhagem GDB 248 e relacionar esses parâmetros com o perfil fermentativo da mesma frente à conversão da celobiose, proveniente de meios sintéticos e de hidrolisados de bagaços de cana-de-açúcar e sorgo sacarino, em bioetanol, incluindo a ultra análise morfológica dessas biomassas lignocelulósicas, avaliando a eficiência do pré-tratamento utilizando peróxido de hidrogênio em meio alcalino e seus respectivos rendimentos em produtividade volumétrica e eficiência de fermentação da glicose e xilose em etanol. Para o primeiro trabalho “Fermentação da celobiose em condições de aerobiose restrita e a caracterização de uma celobiase a partir de uma linhagem industrial de Dekkera/Brettanomyces bruxellensis” foi confirmada a atividade celobiásica (β-glicosidase) em extratos semi-purificados caracterizando-a como uma enzima candidato. Foi demonstrado que a linhagem GDB 248 apresentou capacidade de produzir uma concentração de ácido acético maior que o etanol e glicerol, o que confirma a ausência de efeito Custer com esta estirpe em condições de aerobiose restrita. E no segundo trabalho “Produção de etanol de segunda geração a partir de bagaço de cana-de-açúcar e sorgo sacarino por uma linhagem industrial de Dekkera/Brettanomyces bruxellensis” foi possível obter altas eficiências de hidrólise enzimática utilizando apenas preparações comerciais de celulases, sem complementação com β-glicosidades, o que pode diminuir os custos de processo de hidrólise.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-10T12:50:24Z No. of bitstreams: 1 Talita Camila Evaristo da Silva Nascimento.pdf: 924627 bytes, checksum: e31eef0acccfe262c282d8536f058023 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T12:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talita Camila Evaristo da Silva Nascimento.pdf: 924627 bytes, checksum: e31eef0acccfe262c282d8536f058023 (MD5) Previous issue date: 2012-07-27 / Sustainability is a theme that has been raised steadily in recent years, the production and use of enzymes in an efficient alternative recycling of industrial and agricultural waste. The chitinase acts in the hydrolysis of chitin, the substance can be found in large quantities in the shells of crustaceans. The objective of this research was to select Streptomyces spp. with the greatest potential in the production of chitinase, to characterize the crude and partially purified. For selection we used 30 strains of Streptomyces spp. isolated from lichen in the Amazon region. Parameters such as pH and temperature optima, stability to pH and temperature from the crude enzymatic extract. Partial purification of the enzyme was performed by precipitation in ammonium sulfate in the range of 0-80% and the electrophoresis profile by SDS-PAGE. Streptomyces sp. DPUA1581 chitinase produced by submerged fermentation with 1% of chitin, agitation 150 rpm, at 28 °C for 96 hours. The enzyme characterization showed the best activity in sodium phosphate buffer 100 mM, pH 7.0 and was stable after 180 minutes in all pHs tested. The optimum temperature was 80 °C chitinase, remained stable between 30 and 100 °C for 180 minutes. The activity was enhanced in the presence of Fe2+ (134%), Mn2+ (71%) and the anionic surfactant SDS (59%), however, Pb2+ (99%) and EDTA (62%) inhibited the enzyme function. After fractionation with ammonium sulfate showed the enzymatic extract purification factor equal to 7 and 108% yield. The chitinase produced by Streptomyces sp. DPUA1581 under the conditions described in this work, has a great industrial viability, demonstrating catalytic activity even when subjected to high temperatures for prolonged periods. / Sustentabilidade é um tema abordado constantemente nos últimos anos, sendo a produção e utilização de enzimas uma eficiente alternativa na reciclagem de resíduos industriais e agrícolas. A quitinase atua na hidrólise da quitina, esta substância pode ser encontrada em grande quantidade na carapaça de crustáceos. O objetivo desta pesquisa foi selecionar Streptomyces spp. com maior potencial na produção da quitinase, caracterizar o extrato bruto e purificar parcialmente. Para seleção foram utilizadas 30 linhagens de Streptomyces spp. isoladas de líquens da região Amazônica. Foram avaliados parâmetros como pH e temperatura ótimos, estabilidade ao pH e a temperatura a partir do extrato bruto enzimático. A purificação parcial da enzima foi realizada por precipitação em sulfato de amônio na faixa de 0-80% e o perfil eletroforético em SDS-PAGE. Streptomyces sp. DPUA1581 produziu quitinase por fermentação submersa com 1% de quitina, agitação de 150 rpm, a 28 °C por 96h. A caracterização enzimática demonstrou melhor atividade no tampão fosfato de sódio 100 mM, no pH 7,0 e manteve-se estável após 180 minutos em todas as variações de pH testadas. A temperatura ótima da quitinase foi 80 °C, mantendo-se estável entre 30 e 100 °C durante 180 minutos. A atividade foi potencializada na presença de Fe2+ (134%), Mn2+ (71%) e do surfactante aniônico SDS (59%), entretanto, Pb2+ (99%), e EDTA (62%) inibiram a função da enzima. Após o fracionamento com sulfato de amônio o extrato enzimático apresentou fator de purificação igual a 7 e rendimento de 108%. A quitinase produzida por Streptomyces sp. DPUA1581 nas condições descritas neste trabalho, apresenta grande viabilidade industrial, demonstrando atividade catalítica mesmo quando submetida a altas temperaturas por período prolongado.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-13T15:36:13Z No. of bitstreams: 1 Marcia Nieves Carneiro da Cunha.pdf: 1895206 bytes, checksum: 69a6b07c6d8f6d7284d8b6a3598e376d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T15:36:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcia Nieves Carneiro da Cunha.pdf: 1895206 bytes, checksum: 69a6b07c6d8f6d7284d8b6a3598e376d (MD5) Previous issue date: 2014-03-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Clavulanic acid is a β-lactam antibiotic, consisting of a β-lactam ring fused to oxazolidine ring. This compound is used clinically in combination with conventional β-lactam antibiotics. The present study evaluated the simultaneous extraction and production of clavulanic acid by Streptomyces malasyensis DPUA 1571 by extractive fermentation using Aqueous Two-Phase Systems (ATPS). Initially, a study of the stability of commercial clavulanic acid in polyethylene glycol (PEG) and citrate solutions at different concentrations and extraction of this compound in ATPS composed of PEG/citrate realized. In the following stage of the present work clavulanic acid production by Streptomyces malasyensis DPUA 1571 by conventional fermentation was performed in order to verify the ability of this microrganism to produce clavulanic acid, and the results obtained made it possible to realization of integrated production and extraction of clavulanic acid using extractive fermentation in ATPS formed by PEG / citrate. Later, there was the influence of different variables in the production of clavulanic acid by Streptomyces malasyensis DPUA 1571 in bioreactor. Studies on the degradation of the clavulanic acid have shown that it is more stable in PEG 20.000 g/mol, pH 6. Due to the results obtained ATPS used partition of clavulanic acid was performed using PEG molar mass 20.000 g/mol. The clavulanic acid was detected in the PEG-rich phase with a concentration of 30% was obtained 188.83 mg/L of clavulanic acid with coefficient K = 3.46 and partition recovery equal to Y = 139.22%. Streptomyces malasyensis DPUA 1571 was capable to produce clavulanic acid, and this production of 387.66 mg/L after 72 hours of cultivation, and production was made possible by extractive fermentation. In this process, the largest concentration of clavulanic acid (337.8 mg.L) was obtained from the PEG-rich phase, were used when higher concentrations of citrate and PEG (25%). Values of partition coefficient of 1.6 and yields of up to 98.2%. In a third step of this work, the production of clavulanic acid by Streptomyces malasyensis DPUA 1571 was performed in bioreactor bench (2.0L). After 120 hours of culture, higher high concentration of clavulanic acid (2241.38 mg/L) were observed. Results concluding that Streptomyces malasyensis DPUA 1571 is a promising source of clavulanic acid with potential for application in the pharmaceutical area. / O ácido clavulânico é um antibiótico β-lactâmico, constituído por um anel β-lactâmico condensado a um anel oxazolidina. Este composto é utilizado clinicamente em combinações com antibióticos β-lactâmicos convencionais. No presente trabalho foi avaliada a produção e extração simultânea de ácido clavulânico por Streptomyces malasyensis DPUA 1571 através de fermentação extrativa utilizando Sistemas de Duas Fases Aquosas (SDFA). Inicialmente foi realizado um estudo da estabilidade do ácido clavulânico comercial em soluções de Polietilenoglicol (PEG) e soluções de citrato em diferentes concentrações, e a extração deste composto por SDFA compostos por PEG/citrato. Na etapa seguinte do presente trabalho foi realizada a produção do ácido clavulânico por Streptomyces malasyensis DPUA 1571 por fermentação convencional, visando verificar a capacidade deste micro-organismo em produzir ácido clavulânico, e os resultados obtidos viabilizaram a realização da produção e extração integradas do ácido clavulânico utilizando fermentação extrativa em SDFA formados por PEG/citrato. Posteriormente, verificou-se a influência de diferentes variáveis na produção de ácido clavulânico por Streptomyces malasyensis DPUA 1571 em biorreator. Os estudos sobre a degradação do ácido clavulânico demonstraram que este é mais estável em PEG 20.000 g/mol, a pH 6. Devido aos resultados obtidos os SDFA utilizados para a partição do ácido clavulânico foram realizados utilizando PEG com massa molar 20.000 g/mol. O ácido clavulânico foi detectado na fase rica em PEG com concentração de 30%, sendo obtido 188,83 mg/L de ácido clavulânico, com coeficiente de partição de K=3,46 e com recuperação igual a Y=139,22%. Streptomyces malasyensis DPUA 1571 foi capaz de produzir ácido clavulânico, sendo esta produção de 387.66 mg/L após 72 horas de cultivo, e a produção por fermentação extrativa foi viabilizada. Neste processo a maior concentração de ácido clavulânico (337, 8 mg.L-1) foi obtida na fase rica em PEG, quando foram utilizadas as maiores concentrações de PEG e citrato (25%). Valores de coeficiente de partição de 1,6 e rendimentos de até 98,2% foram obtidos. Em uma terceira etapa deste trabalho, foi realizada a produção do ácido clavulânico por Streptomyces malasyensis DPUA 1571 em biorreator de bancada (2.0L). Após 120 horas de cultivo foi observada alta concentração de ácido clavulânico (2241,38 mg/L). Resultados que permitem concluir que Streptomyces malasyensis DPUA 1571 é uma promissora fonte de ácido clavulânico com potencial para aplicação na área farmacêutica.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4141_1.pdf: 1720990 bytes, checksum: 5e8e50cbfc6284c1ac5f25ade0f3d555 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pesquisa de compostos químicos biologicamente ativos para fins terap êuticos em plantas utilizadas na medicina popular e em seus micro -organismos endofíticos tem enriquecido as opções terapêuticas com novos fármacos antinflamatórios, antimicrobianos, antitumorais, entre outros. Em busca de soluções para conter o avanço da multirresistência microbiana, o presente trabalho buscou isolar e avaliar a bioatividade dos endofíticos de Eugenia uniflora L., pitanga, além de confirmar a eficácia antimicrobiana dos extratos de folhas da mesma planta. 43 fungos, 7 bactérias e uma actinobactéria foram isolados das folhas de três exemplares da pitangueira, os quais, foram testados frente às bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, leveduras de interesse clínico, fungos filamentosos e cepas de Staphylococcus aureus isoladas no Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco, algumas com perfil de multirresistência. Os fungos endofíticos apresentaram atividade antimicrobiana para pelo menos um dos patógenos testados, com destaque para atividade frente a Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis e Escherichia coli. A produção de enzimas como amilase, celulase e protease também foi avaliada. A actinobactéria, Streptomyces sp.UFPEDA 968 apresentou os melhores resultados principalmente contra bactérias Gram-negativas como Shigella flexneri, Bacillus subtilis e para as cepas multirresistentes, foi conduzida ao processo de fermentação, a fim de selecionar o melhor tempo, meio de cultura, temperatura e pH para produção dos metabólitos secundários bioativos. Foi realizada a extra ção dos referidos metabólitos utilizando diferentes solventes, tanto do líquido fermentado como da biomassa celular, revelando o acetato de etila como melhor solvente, e a presença dos compostos bioativos apenas no líquido fermentado. Um estudo fitoquímic o comparativo foi realizado entre o extrato da planta e o extrato de Streptomyces sp. UFPEDA 968, apresentando flavonóides diferentes, ausência de alcalóides e taninos nos dois referidos extratos. A presença do esteróide β- sitosterol foi encontrada nos dois extratos. Entretanto, esta diversidade de vias metabólicas secundárias ressalta a importância da pesquisa destas duas fontes de metabólitos secundários biologicamente ativos

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-28T17:44:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) FINAL Maria da Glória Conceição da Silva.pdf: 3898968 bytes, checksum: 6663e02a0db7df3bd25f9ffb5c946699 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T17:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) FINAL Maria da Glória Conceição da Silva.pdf: 3898968 bytes, checksum: 6663e02a0db7df3bd25f9ffb5c946699 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / CNPQ / A presente dissertação teve como objetivo obter linhagens etanologênicas robustas por engenharia evolutiva para produção de etanol de segunda geração. As duas linhagens utilizadas neste trabalho, Saccharomyces cerevisiae UFPEDA 1238 e Zymomonas mobilis UFPEDA 205, foram selecionadas em trabalho anterior por suas características de fermentação em meio de glicose, na presença e/ou na ausência de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar. Para a evolução das duas linhagens, foram realizadas transferências em tubos de ensaio contendo meios de fermentação com concentrações crescentes de hidrolisado, com a finalidade de aumentar a tolerância aos inibidores presentes no hidrolisado. O hidrolisado hemicelulósico foi obtido por tratamento hidrotérmico (195°C, 10 minutos, 10% carga de sólidos) em um reator descontínuo de 20 L (Regmed AU/E-20). Z. mobilis não cresceu em presença de hidrolisado com concentração acima de 25 % (v/v). A população procedente de S. cerevisiae UFPEDA 1238 cresceu em meio com até 75% (v/v) de hidrolisado. Dessa população, foram isoladas 2 linhagens, L1 e L2. A linhagem L2 foi escolhida para comparação com a linhagem parental por apresentar melhores resultados em produtividade celular e produtividade de etanol em fermentações com o hidrolisado. As fermentações foram realizadas em biorreator de bancada instrumentado de 2 L, com pH, agitação e temperatura controlados em 5, 500 rpm e 35°C, respectivamente. Em meio de fermentação com glicose, sem hidrolisado hemicelulósico, S. cerevisiae UFPEDA 1238 e S. cerevisiae L2 apresentaram, respectivamente, rendimentos de etanol iguais a 0,37 g g-1 e 0,38 g g-1 e produtividades de etanol 2,42 g L-1 h-1 e 1,75 g L- 1 h-1. UFPEDA 1238 e L2, em meio de fermentação com glicose e hidrolisado, exibiram, respectivamente, rendimentos de etanol iguais a 0,07 g g-1 e 0,20 g g-1 e produtividades de etanol iguais a 0,05 g L-1 h-1 e 0,16 g L-1 h-1. Através de engenharia evolutiva, foi, portanto, possível se obter uma linhagem de S. cerevisiae que apresentou um melhor desempenho fermentativo em hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar em comparação com a linhagem parental. / The aim of this work was obtaining robust ethanologenic microorganisms by evolutionary engineering for second generation ethanol production. The two strains used in this study, Saccharomyces cerevisiae UFPEDA 1238 and Zymomonas mobilis UFPEDA 205, were selected in previous work for their fermentation characteristics in glucose media, in the presence and/or absence of sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate. For the evolution of the two strains, aiming the increase of tolerance to inhibitors present in the hydrolysate, transfers were made in test tubes containing fermentation media with increasing concentrations of the hydrolysate. The hemicellulosic hydrolysate was obtained by hydrothermal treatment (195 ° C, 10 min) in a 20 L batch reactor (Regmed AU/E-20). Z. mobilis ZAP was not capable of growing in the presence of 25% (v/v) hydrolysate concentration. The population originating from S. cerevisiae UFPEDA 1238 grew in media containing up to 75% (v/v) hydrolysate. From this population, two strains, L1 and L2, were isolated. L2 was chosen for comparison with the parental strain for showing best results in cell productivity and yield of ethanol after fermentation in hydrolysate. The fermentations were carried out in an instrumented 2 L bioreactor, with pH, agitation and temperature controlled at 5, 500 rpm and 35 °C, respectively. In glucose medium without hydrolysate, S. cerevisiae UFPEDA 1238 and S. cerevisiae L2 showed, respectively, ethanol yields of 0.37 g g-1 and 0.38 g g-1 and ethanol productivities of 2.42 g L-1 h-1 and 1.75 g L-1 h-1. In glucose medium with hemicellulosic hydrolyzed, UFPEDA 1238 and L2 exhibited, respectively, ethanol yields of 0.07 g g-1 and 0.20 g g-1 and ethanol productivities of 0.05 g L-1 h-1 and 0.16 g L-1 h-1. Through evolutionary engineering it was thus possible to obtain a strain of S. cerevisiae with better fermentation performance in sugarcane bagasse hydrolyzate compared to the parental strain.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-04-10T17:03:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Tese-EstebanVidal.pdf: 4190760 bytes, checksum: 17c0cf2ae4a482df143d454d5c00288d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T17:03:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Tese-EstebanVidal.pdf: 4190760 bytes, checksum: 17c0cf2ae4a482df143d454d5c00288d (MD5) Previous issue date: 2012-05-18 / Durante o processo fermentativo de elaboração de Cachaça, a leveduraSacharomyces cerevisiaeproduz uma serie de compostos com propriedadesorganolépticas, destacando-se por a sua importância os álcoois superiores. A suaformação depende de numerosos fatores, sendo a fonte e a concentração de nitrogênioum dos mais importantes. Nos últimos anos tem sido frequente o acréscimo de sais deamônio paramelhorar o desempenho fermentativo em alambiques artesanais. Nestecontexto científico e industrial, com o fim de determinar o efeito desta suplementaçãonutricional na formação dos álcoois superiores, e por consequência no perfilorganoléptico, analisamosao nível transcritômico e metabólico a produção de álcooissuperiores pela linhagem industrial deS. cerevisiaeJP1, empregada na produção deaguardente de cana, e pela linhagem de laboratório CEN.PK113, usada como referência,durante culturas em meio mineral com diferentes fontes de nitrogênio na forma de amônio(como sal de sulfato), leucina, isoleucina, valina, triptofano e fenilalanina. Os resultadoscinéticos (μmax,td) e parâmetros fermentativos (consumo de glicose, e produção deacetato e etanol) mostraram o melhor desempenho fermentativo para o meio sulfato deamônio e valina, e estes superiores aos obtidos para os cultivos em leucina, isoleucina efenilalanina. Já a cultura com triptofano apresentou um crescimento deficiente. Istoconfirmaria a prática usual dos produtores de cachaça de adicionar sulfato de amôniopara evitar problemas de baixo rendimento. A produção dos álcoois superiores atingiuníveis de entre 300 a 1000μg/L nos cultivos em aminoácidos como fonte de nitrogênio,enquanto foi observada umabaixa produção (<8μg/L) nos meios com amônio. Pelaprodução dos álcoois superiores, pode-se observar que o catabolismo de aminoácidosramificados e aromáticos seguiu principalmente a via de Ehrlich. O rendimento deconversão dos aminoácidos adicionados aos álcoois correspondentes foi calculado nointervalo de 0,0042 a 0,0092%. Surpreendentemente, no meio com isoleucina foiverificada a produção de 3-metil-butanol entre 30 e 50 μg/L, composto derivado daleucina. A análise de transcrição gênica sugere que esta produção inusitada 3-metil-butanol pode ser resultado da síntese de novo do aminoácido leucina a partir do piruvato,e da aparente regulação temporal diferencial dos níveis de transcrição dos genes da viade Ehrlich. Ao mesmo tempo, sugerimos que a compartimentalização exercida pelamitocôndria e a atividade global das alfa-ceto ácidos descarboxilases sejam as principaiscausa da produção de álcoois superiores em meios nos quais não está presente oaminoácido precursor. / During the fermentation process for Cachaça fabrication, the yeastSaccharomyces cerevisiae produces a series of organoleptic compounds, highlighting thehigher alcohols. Its formation depends on numerous factors, being the source and anitrogen concentration one of the most important. In recent years, it has often been usualthe addition of ammonium salts to improve the fermentation performance in craft stills. Inthis scientific and industrial context, with the aim of determine the effect of this nutritionalsupplementation in the formation of higher alcohols, and consequently in the flavor profile,we analyzed at transcriptomic and metabolic level the higher alcohols production of theindustrial strain of S. cerevisiae JP1, used in the production of sugar cane, and thereference laboratory strain CEN.PK113, in mineral medium cultures with different nitrogensources in the form of ammonium (as sulfate salt), leucine, isoleucine, valine, tryptophanand phenylalanine. The kinetic results (μmax,td), and fermentation parameters (glucoseconsumption, and ethanol and acetate production) showed for the medium ammoniumsulfate and valine the best performance, resulting in higher valor those obtained by thecultivation of leucine, isoleucine and phenylalanine. Already, tryptophan cultured showedpoor growth. This will confirms the usual practice of cachaça producers of addingammonium sulfate to avoid yield problems. The production of higher alcohols reachedlevels between 300 to 1000μg/L in amino acids cultures, while in medium with ammoniumwas low production (8μg/L). For this reason, we noted that the catabolism of branchedand aromatic aminoacids mainly follows the Ehrlich pathway. The yield of conversion ofthe amino acid added to the corresponding alcohols was calculated in the range 0.0042 to0.0092%. Surprisingly, it was observed in isoleucine medium the production of 3-methylbutanol from30 to 50μg/L, the leucine derivative compound. Analysis of genetranscription suggests that this unusual production of 3-methyl-butanol can be the result ofde novo synthesis of leucine from pyruvate, and for the apparent temporal differentialregulationof Ehrlich ́s genes transcription levels. At the same time, it is suggested that thecompartmentalization exerted by mitochondria and the global activity of alpha-keto acidsdescarboxilases are the main cause of formation of higher alcohols in cultures where isabsent the amino acid precursor.

Dissertação(mestrado)- Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-23T22:33:15Z No. of bitstreams: 1 dissertao valcenir j. m. furlan.pdf: 906418 bytes, checksum: 98d6cbdee394d89fec01db81274e7779 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-09-03T18:53:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao valcenir j. m. furlan.pdf: 906418 bytes, checksum: 98d6cbdee394d89fec01db81274e7779 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-03T18:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao valcenir j. m. furlan.pdf: 906418 bytes, checksum: 98d6cbdee394d89fec01db81274e7779 (MD5) Previous issue date: 2009 / As atuais políticas ambientais buscam redução no consumo energético e no despejo de resíduos ao meio ambiente, através do desenvolvimento de alternativas ligadas a fontes renováveis. O aproveitamento de resíduos agroindustriais como a palha e a casca de arroz para geração de energia, apresentam elevado potencial, visto que são constituídos principalmente de carboidratos polimerizados, os quais podem ser utilizados como matéria-prima para a produção de bioetanol, já que na forma macromolecular não são assimiláveis nos processos fermentativos. O presente trabalho teve como objetivo estudar a produção de bioetanol utilizando palha e casca de arroz através de hidrólise ácida e enzimática seguida de fermentação. Na sacarificação ácida das matérias-primas foram avaliados o efeito da temperatura de reação (72 a 128ºC) e concentração de substrato (0,2 a 5,8%, p/v) na conversão de açúcares indiretamente para diretamente fermentescíveis utilizando como agente catalisador H2SO4 (72%, p/p), empregando um planejamento composto central ortogonal, sendo os maiores valores de açúcares redutores (AR) registrados no primeiro minuto de reação. Quando houve aumento da temperatura, verificou-se um efeito significativo (p=0,05) e negativo sobre a concentração de AR, tanto para a palha como para a casca de arroz. O máximo rendimento em AR (55,12%) foi obtido através da sacarificação da palha de arroz na concentração 3% (p/v) a 72°C. Na hidrólise enzimática estudou-se o efeito da temperatura, concentração de enzima e substrato na conversão de açúcares, após pré-tratamento para deslignificação da palha e casca de arroz. Os hidrolisados foram obtidos utilizando as enzimas comerciais celulase NS 50013 e -glucosidase NS 50010 (10:1), com agitação 150 min-1, pH 4,8 durante 48 h. Através da análise estatística observou-se que a concentração de enzima foi a variável que apresentou maior influência na formação de AR para ambas as matérias-primas. A máxima sacarificação alcançada foi através da hidrólise enzimática (79,90% de AR) da palha de arroz após 48 h de reação a 41,6°C. A fermentação do hidrolisado enzimático contendo 130 g/L de açúcares foi realizada em condições anaeróbias produzindo 23,3 g/L de etanol correspondendo a 0,41 g/g de conversão. Estes resultados indicam a potencialidade da palha de arroz para a utilização em processos biotecnológicos como para produção de bioetanol. / Current environmental politics look for energy consumption reduction and residues discard in environment, through development of renewable alternatives sources. The use of agroindustrial wastes as hulls and straw rice for energy generation show high potential because they are constituted mainly of polymerized carbohydrates, which can be used as raw material for the bioethanol production, since previously hydrolysates, because in the macromolecular form aren’t assimilable in fermentation processes. The present work had as objective to study the ethanol production from hulls and straw rice through acid and enzymatic hydrolysis followed by fermentation. In the acid saccharification of the raw materials were evaluated the effect of reaction temperature (72 and 128ºC) and substrate concentration (0.2 to 5.8%, w/v) on conversion of sugars indirectly for directly fermentable with catalytic agent H2SO4 (72%, w/w) using central composite rotatable design and the largest AR values recorded in the first minute reaction. When the temperature increased, a significant (p=0.05) and negative effect was verified on AR concentration, so much hulls as straw rice. The maximum AR (55.12%) was obtained from the saccharification straw rice on the concentration 3% (w/v) at 72°C. In the enzymatic saccharification was studied the effect of temperature, enzyme concentration and substrate concentration on conversion sugars, after pretreatment for delignification of hulls and straw rice. The hydrolysates were obtained using commercial enzymes Cellulase NS 50013 and b-glucosidase NS 50010 (10:1), with stirring 150 min-1, pH 4.8 for 48 h. Through the statistical analysis was observed that enzyme concentration was the variable that showed larger influence in the AR production in both raw materials. The maximum saccharification achieved was by straw rice through enzymatic hydrolysis (79.90% AR) of straw rice after 48 h reaction at 41.6°C. The fermentation of enzymatic hydrolysates containing 130 g/L sugars was accomplished in anaerobic conditions producing 23.3 ethanol g/L corresponding conversion of 0.41 g/g. These results indicate the potentiality of straw rice for use in processes biotechnological as bioethanol production.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2008. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-09-16T23:58:31Z No. of bitstreams: 1 diss2008fernandagermanoalves.pdf: 800800 bytes, checksum: 497362ef874efddd275ccc67dcdf0d1e (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-09-22T15:51:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss2008fernandagermanoalves.pdf: 800800 bytes, checksum: 497362ef874efddd275ccc67dcdf0d1e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-22T15:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss2008fernandagermanoalves.pdf: 800800 bytes, checksum: 497362ef874efddd275ccc67dcdf0d1e (MD5) Previous issue date: 2008 / A β-galactosidase é amplamente distribuída na natureza, podendo ser encontrada em plantas, órgãos de animais e microrganismos. A hidrólise da lactose via enzimática vem sendo uma alternativa para as indústrias alimentícias, visto que os açúcares resultantes deste processo, glicose e galactose, são mais solúveis e doces, o que proporciona melhorias nas características sensoriais de produtos lácteos e, desenvolvimento de alimentos com baixo teor desse carboidrato, tornando-os ideais a consumidores intolerantes a este açúcar. O aumento da demanda industrial da β-galactosidase resulta na necessidade do estudo da agitação e da aeração, visando obter um produto de elevada atividade. A utilização de enzimas na indústria alimentícia é muitas vezes limitada devido a sua baixa estabilidade. Uma das alternativas é o emprego de enzimas imobilizadas para reduzir os problemas causados pela utilização de enzimas solúveis em aplicações industriais. A presente dissertação teve por objetivo geral o estudo das condições de produção da β-galactosidase de Kluyveromyces marxianus CCT 7082 e caracterização parcial da enzima livre e imobilizada. No primeiro estudo foi avaliada a influência da agitação e da aeração na produção da enzima por fermentação submersa em fermentador Biostat B de 2 L, utilizando a técnica de planejamento experimental, através de um planejamento experimental 22 (4 ensaios e 3 pontos centrais), onde as condições estudadas foram: 200; 350; 500 rpm e 0,5; 1,0; 1,5 vvm para a agitação e a aeração, respectivamente. Neste estudo verificou-se que a agitação e a aeração, exerceram influência na produção da enzima, sendo a condição mais favorável 500 rpm e 1,5 vvm, respectivamente, atingindo uma produtividade de 1,2 U.mL-1.h-1, uma atividade enzimática de 17 U.mL-1 e uma concentração celular de 11 mg.mL-1. Em um segundo estudo foi realizada a imobilização da β-galactosidase empregando a técnica de inclusão em gel de alginato de cálcio, seguida da caracterização das enzimas livre e imobilizada, quanto ao pH e temperatura ótimos, parâmetros cinéticos e estabilidade térmica. Para o estudo da influência do pH na atividade enzimática foram testados valores de pH entre 4,6 e 8,6. A influência da temperatura na reação enzimática foi determinada pela atividade de β-galactosidase nas temperaturas de 25 a 60ºC. Os parâmetros cinéticos foram determinados utilizando como substrato o-nitrofenil-b-D-galactopiranosídeo (ONPG) e lactose. A estabilidade térmica foi estudada determinando-se a constante cinética de desnaturação térmica, o tempo de meia vida e a energia de ativação da reação de desnaturação, incubando-se a enzima nas temperaturas de 30 a 45ºC. Os valores ótimo de pH e temperatura não foram alterados quando a enzima foi imobilizada, obtendo como resultados pH 6,6 e 37ºC, respectivamente, para ambas as formas enzimáticas. Os resultados dos parâmetros cinéticos, Km e Vmax, para a enzima livre foram 15,1 mM e 18,9 U.mL-1; 93,71 mM e 43,9 U.mL-1 para os substratos ONPG e lactose, respectivamente. Para a enzima na forma imobilizada os resultados para Km e Vmax foram 18,5 mM e 3,9 U.mL-1; 115,7 mM e 3,7 U.mL-1, respectivamente, utilizando ONPG e lactose. Com relação à estabilidade térmica enzimática, a equação de Arrhenius pôde ser aplicada para estabelecer uma relação entre a constante cinética de desnaturação térmica e a temperatura. Pela equação de Arrhenius determinou-se as energias da reação de ativação (9,4 e 2,1 Kcal.mol-1) e de ativação da reação de desnaturação (100 e 106 Kcal.mol-1), respectivamente, para b-galactosidase livre e imobilizada. / Production of b-galactosidase from Kluyveromyces marxianus CCT 7082 in fermenter and partial characterization of the soluble and immobilized enzyme β-galactosidase is widely distributed in nature and it can be found in plants, organs of animals and microorganisms. The enzymatic hydrolysis of lactose has been an alternative to the food industries, because the result sugars of this process, glucose and galactose, are more soluble and sweet, providing improvements in sensory characteristics of dairy products, and development of products without lactose, ideal to consumers intolerant to this sugar. The increased of the industrial demand of β-galactosidase results in the necessity to study the agitation and aeration, to obtain a product of high activity. The use of enzymes in the food industries is sometimes limited due to the low stability. One of the alternatives is the use of immobilized enzymes to reduce the problems caused by the use of soluble enzymes in industrial applications. The present dissertation had as main goal the study of the conditions of β-galactosidase production from Kluyveromyces marxianus CCT 7082 and the partial characterization of the free and immobilized enzyme. In the first study, the influence of the agitation and the aeration was evaluated in the enzyme production by submerged fermentation in Biostat B fermenter of 2 L, using experimental design 22 (4 assays with three replicates at the center point); the study conditions were: 200, 350, 500 rpm and 0.5, 1.0, 1.5 vvm for agitation and aeration, respectively. In this study the agitation and aeration, influenced in the β-galactosidase production, and the favorable condition was 500 rpm and 1.5 vvm, respectively, obtaining 1.2 U.mL-1.h-1 for productivity, 17 U.mL-1 for the enzymatic activity and a cellular concentration of 11 mg.mL-1. In a second study of β-galactosidase was immobilized employing the technique of calcium alginate gel inclusion, followed by the characterization of this enzyme, and comparison between free and immobilized enzymes, as for optimum pH and temperature, kinetic parameters and thermal stability. For the study of the influence of pH on the enzymatic activity, values of pH between 4.6 and 8.6 were tested. The influence of temperature on the enzyme reaction was determined at 25 to 60°C. The kinetic parameters were determined employing o-nitrophenyl-b-D-galactopyranoside (ONPG) and lactose. The thermal stability was studied in order to determinate the deactivation rate constant, the half-life and the deactivation energy, incubating the suspension enzyme at 30 to 45°C. The optimum values for pH and temperature weren’t changed by the immobilization process, obtaining as results pH 6.6 and 37°C, respectively. The results for the Km and Vmax for soluble enzyme were 15.1 mM and 18.9 U.mL-1; 93.7 mM and 43.9 U.mL-1 for ONPG and lactose, respectively; and for immobilized enzyme the results for Km and Vmax were 18.5 mM and 3.9 U.mL-1; 115.7 mM and 3.7 U.mL-1, respectively, for ONPG and lactose. In relation to the enzymatic thermal stability, the Arrhenius equation could be applied to establish a relation between deactivation rate constant and temperature. By the Arrhenius equation were determinated the activation energy (9.4 e 2.1 Kcal.mol-1) e deactivation energy (100 e 106 Kcal.mol-1), respectively, for the soluble and immobilized enzyme.