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.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-05-03T14:46:00Z No. of bitstreams: 1 Ellen Leal Clementino.pdf: 1364888 bytes, checksum: 1a3b7cf184f74c3f95b093c74e973c3a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T14:46:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ellen Leal Clementino.pdf: 1364888 bytes, checksum: 1a3b7cf184f74c3f95b093c74e973c3a (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / The fibrinolytic proteases, due to its potential use in the treatment of thrombosis, have drawn attention from researchers because such diseases are a leading cause of death worldwide. The objective of this research was to produce and extract simultaneously the fibrinolytic protease by Mucor subtilissimus UCP 1262 through extractive fermentation with PEG/sodium sulfate. Homogeneous fermentations were carried out by changing the nitrogen source (soybean flour or wheat -1%), carbon source with 1% glucose, agitation 120 rpm and 30°C. Extractive fermentation assays were made using a 23 factorial design, changing the PEG molar mass (4,000, 6,000 and 8,000 g/mol), the PEG concentration (18, 24 and 30%) and salt concentration (10; 11,5; 13%). After 72 hours fermentation, the fibrinolytic protease had its best output in soy flour obtaining 13.43 U/mL and specific activity 749.27 U/mg in homogeneous cultures. However in the extractive fermentation, the sodium sulfate rich phase showed 15.40 U/mL fibrinolytic activity and 34.17 U/mg for specific activity in the assay comprises of sodium sulphate concentration (10%) and PEG (18%) and PEG molar mass (8000g/mol) and yields (Y) of 80% of the fibrinolytic protease. The protease has a pH optimum between 7.0 and stability pH 6.0 to 8.5 and optimum temperature 50°C, stable between 10°C to 50°C. It has similar specificity to chymotrypsin enzyme it has been classified as a serine protease having molecular weight of 52-kDa. Thus it was possible to pre-purify the fibrinolytic protease having a low cost process and considerably faster when compared to other isolated production and purification techniques by replacing the initial stages of conventional separation processes. / As proteases fibrinolíticas, em virtude do seu potencial para uso no tratamento de trombose, têm chamado a atenção de pesquisadores, pois tal doença é uma das principais causas de morte no mundo. O objetivo desta pesquisa foi produzir e extrair de forma integrada a protease fibrinolítica por Mucor subtilissimus UCP 1262 através de fermentação extrativa utlilizandoSistema de Duas Fases Aquosas (SDFA) PEG/Sulfato de sódio. Foram realizadas fermentações homogêneas alterando a fonte de nitrogênio (farinha de soja ou trigo - 1%), fonte de carbono com 1% de glicose, agitação de 120 rpm e temperatura de 30°C. Os ensaios das fermentações extrativas foram constituídos através de um planejamento fatorial 23, modificando a massa molar do PEG (4000, 6000 e 8000 g/mol), concentração do PEG (18, 24 e 30%) e concentração do sal (10; 11,5 e 13%). Após 72 horas de fermentação, a protease fibrinolítica teve sua melhor produção na farinha de soja obtendo 13,43 U/mL e com atividade específica de 749,27 U/mg em cultivos homogêneos. No entanto na fermentação extrativa, a fase rica em sulfato de sódio apresentou 15,40 U/mL de atividade fibrinolítica e 34,17 U/mg de atividade específica no ensaio composto por concentração de sulfato de sódio (10%) e de PEG (18%) e massa molar do PEG (8000 g/mol), tendo recuperação (Y) de 80% da protease fibrinolítica. A protease tem pH ótimo 7,0 e estabilidade entre os valores de pH 6,0 e 8,5, e temperatura ótima aos 50°C, sendo estável entre 10°C a 50°C. Tem especificidade semelhante à enzima quimiotripsina e foi classificada como uma serino protease, apresentando massa molar de 52kDa. Deste modo foi possível pré-purificar a protease fibrinolítica com um processo de baixo custo e de considerável rapidez quando comparado a outras técnicas de produção e purificação isoladas substituindo etapas iniciais de processos de separação convencionais.

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

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

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T13:11:22Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Vanessa Couto - CCB.pdf: 1379075 bytes, checksum: 22dec4476e89d6b363739f14fc25766e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T13:11:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Vanessa Couto - CCB.pdf: 1379075 bytes, checksum: 22dec4476e89d6b363739f14fc25766e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / FACEPE / O gênero Streptomyces produz cerca de 70% dos antibióticos de origem natural utilizados na prática médica. Com o advento e ampla utilização dos antibióticos β-lactâmicos no tratamento de infecções bacterianas, logo surgiram cepas resistentes a estes fármacos, sendo um dos principais mecanismos de resistência microbiana a produção de enzimas β-lactamases, capazes de hidrolisar o anel β-lactâmico do antibiótico tornando a droga inativa. Ácido clavulânico (AC) é um potente inibidor de β-lactamases produzido por espécies de actinobactérias do gênero Streptomyces em processos fermentativos. O sucesso de tais processos depende, sobretudo, dos substratos e dos nutrientes fornecidos ao micro-organismo no meio de cultivo. Em fermentações extrativas, são adicionados ao meio de cultivo os sistemas de duas fases aquosas (SDFA) compostos por polímero/sal que propiciam uma simultânea produção e recuperação da biomolécula de interesse. Neste contexto, torna-se fundamental a investigação de compostos com atividade antimicrobiana de fontes diversas e, o presente trabalho teve como objetivo produzir e recuperar AC por processo de fermentação em frascos agitados através de fermentação extrativa por Streptomyces sp. DPUA 1542 isolado de liquens da Região Amazônica. A linhagem de Streptomyces sp. foi inicialmente cultivada com farinha de soja (20 g/L), extrato de soja (20 g/L) e milhocina (20 g/L) como fontes de nitrogênio (FN) e glicerol (10 g/L) como fonte de carbono (FC) em agitação orbital de 250 rpm em cultivo submerso por 144 horas a 28ºC. Sendo a melhor produção de AC verificada com o uso de farinha de soja, foi realizada uma segunda fermentação utilizando um planejamento fatorial 23 com quatro pontos centrais a fim de avaliar a influência das variáveis independentes concentração de farinha de soja - FN (10, 20, 30 g/L), concentração de glicerol - FC (5, 10 e 15 g/L) e pH (6,3, 6,8 e 7,4) na produção da biomolécula . A mais alta produção de AC (63,93 mg/L) ocorreu em 96 horas de cultivo no ensaio do planejamento fatorial que utilizou pH 6,3 e as maiores concentrações de farinha de soja e glicerol, 30 e 15 g/L, respectivamente. Em adição, foi realizado um ensaio para atividade antimicrobiana da linhagem de Streptomyces frente Staphylococcus aureus multirresistente, sendo evidenciado halo de inibição de 33 mm de diâmetro. As melhores condições definidas no primeiro planejamento fatorial foram empregadas em um planejamento fatorial subseqüente 23 com quatro pontos centrais que avaliou a simultânea produção e extração da molécula de AC em fermentação extrativa com SDFA – Polietilenoglicol (PEG)/sais fosfatos – integrado ao meio de cultura. As variáveis independentes testadas foram massa molar do PEG (MPEG 400, 1.000 e 8.000 g/mol), concentração de PEG (CPEG 15, 20 e 25 m/m%) e concentração dos sais fosfatos (CSAL 15, 20 e 25 m/m%). As maiores concentrações de AC foram obtidas nos ensaios 3 e 5, respectivamente, na fase rica em sal (69,56 mg/L) com as condições (MPEG 400 g/mol; CPEG 25 m/m% e CSAL 15 m/m%) e na fase PEG (54,88 mg/L) nas condições (MPEG 400 g/mol; CPEG 15 m/m% e CSAL 25 m/m%) em 120 horas de cultivo. Os maiores valores do coeficiente de partição (K=3,27) e rendimento (Y=63,2%), foram obtidos no ensaio 5, indicando que o AC particionou, sobretudo, para a fase superior rica em PEG, e ficou concentrada em maior quantidade em percentual. Pelos resultados demonstrados, Streptomyces sp. DPUA 1542 apresentou efetiva produção de AC utilizando como FN e FC, farinha de soja e glicerol, respectivamente, além de ter apresentado atividade biológica contra bactéria patogênica. A produção e simultânea purificação de AC por fermentação extrativa nas condições testadas pode representar uma alternativa promissora para o emprego em processos de produção do inibidor de β-lactamases a nível comercial.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-05-23T13:07:09Z No. of bitstreams: 1 Anna Carolina da Silva.pdf: 1738062 bytes, checksum: 8a7486e43be42611cf895a1cc7556737 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-23T13:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anna Carolina da Silva.pdf: 1738062 bytes, checksum: 8a7486e43be42611cf895a1cc7556737 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The xylanases randomly hydrolyzes β-1,4-glycosidic bonds of xylan, producing xylooligomers of different sizes, therefore, these enzymes can be used in the diet of monogastric animals to hydrolyze the non-starch polysaccharides like β-glucans and arabinoxylans found in cereals, improving feed conversion and weight gain by decreasing the anti-nutritional effects caused by xylan. All sources of xylanase, filamentous fungi are interesting from the industrial viewpoint, because they have a high enzyme production when compared to other micro-organisms in fermentation processes. The production cost of the enzyme is concentrated mainly in the post-fermentation processes in an attempt to obtain pure enzyme. The application of extractive fermentation decreases cost by the reduction in purification steps of the molecule. The objective of this work by producing xylanase in ATPS extractive fermentation by Aspergillus tamarii URM 4634, scale production in bioreactors, the enzyme partially characterize and evaluate the influence of their activity in monogastric digestion. The xylanase had a better performance at acidic pH (3.6) and 90 ° C, proving to be stable to pH and temperature, maintaining its activity above 40 and 50% respectively, for 180 minute test. Most ions and inhibitors tested did not significantly alter its activity. The xylanase has great potential to be applied in the feed industry for its features and especially for having behaved positively in simulated gastric digestion. / As xilanases hidrolisam aleatoriamente ligações β-1,4-glicosídicas da xilana, produzindo xilooligomêros de diferentes tamanhos; por esta razão, essas enzimas podem ser utilizadas na dieta de animais monogástricos para hidrolisar os polissacarídeos não-amiláceos como β-glucanos e arabinoxilanos encontrados em cereais, melhorando a conversão alimentar e o ganho de peso, por diminuírem o efeito anti-nutricional causado pela xilana. De todas as fontes de xilanases, os fungos filamentosos são interessantes do ponto de vista industrial, pelo fato de terem alta produção de enzimas quando comparados a outros micro-organismos em processos fermentativos. O custo de produção da enzima concentra-se, principalmente, nos processos pós-fermentativos na tentativa de se obter a enzima pura. A fermentação extrativa diminui o custo pela redução nas etapas de purificação da molécula. Objetivou-se com este trabalho produzir xilanase por fermentação extrativa em sistemas de duas fases aquosas (SDFA) por Aspergillus tamarii URM 4634, escalonar a produção em biorreatores, caracterizar parcialmente a enzima e avaliar a influência da sua atividade na digestão monogástrica. A xilanase produzida teve melhor desempenho em pH ácido (3,6) e a 90 °C, demonstrando ser estável ao pH e à temperatura, mantendo sua atividade acima dos 40 e 50%, respectivamente, nos 180 minutos de ensaio. A maioria dos íons e substâncias inibidoras testadas não alterou significativamente sua atividade. A xilanase tem grande potencial para ser aplicada na indústria de rações por suas características e principalmente por ter comportado positivamente na simulação da digestão gástrica.

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atarassi_MiltonMassahiro_M.pdf: 930809 bytes, checksum: 1ff313d204727a6756c4b1294579393f (MD5) Previous issue date: 2005 / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:22:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CohenPaternina_LiaMargarita_M.pdf: 3628516 bytes, checksum: 16200d398e141c7876209c1a40dd5580 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O álcool etílico, também conhecido como bioetanol, apresenta características positivas para ser utilizado como combustível em larga escala, como custo relativamente baixo, ser menos poluente quando comparado com os combustíveis de origem fóssil e poder ser produzido a partir de uma matriz renovável por meio da fermentação de produtos de origem vegetal. O processo de fermentação alcoólica convencional é caracteristicamente inibitório, porque o álcool etílico produzido inibe o crescimento das células de leveduras, diminuindo o rendimento do processo. Portanto, o estudo do processo de produção de bioetanol, visando o aumento da eficiência de cada uma das etapas do processo é essencial. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo a simulação de um processo de produção de bioetanol baseado no conceito de fermentação extrativa a vácuo, na qual o etanol é retirado do meio fermentativo ao mesmo tempo em que é produzido, permitindo assim, que sua concentração no reator permaneça em níveis baixos durante o processo. Além disso, foi acoplada uma unidade de absorção para recuperação do etanol arrastado pela corrente de gases de fermentação. Este estudo foi realizado no simulador comercial ASPEN PLUS®. Para o cálculo das propriedades termodinâmicas no simulador, utilizou-se o modelo de equilíbrio termodinâmico NRTL-HOC (Non-Random Two-Liquid - Hayden-O'Connell), já que este descreveu adequadamente o comportamento da maioria dos sistemas binários presentes no processo. Através das análises de sensibilidade realizadas em estado estacionário, determinou-se as faixas de operação ótimas de cada unidade de processo (flash, coluna de absorção, entre outras.). Assim, foi determinando, que o processo de fermentação extrativa a vácuo apresentou maiores rendimentos (97,23%) frente ao processo convencional (96,59%) quando calculados com uma porcentagem de conversão de 93%. Para obter resultados mais reais na simulação do processo, foi programada uma unidade de fermentação baseada na modelagem matemática da fermentação alcoólica encontrada na literatura, a qual inclui parâmetros cinéticos estimados a partir de dados experimentais. Finalmente, esta unidade programada no modulo ASPEN CUSTOM MODELER foi exportada e acoplada à simulação do processo executada em ASPEN PLUS®. Com isso, foi possível simular um processo mais eficiente devido à diminuição da inibição celular causada pelo produto, além de recuperar o etanol arrastado pelos gases de fermentação / Abstract: The ethanol, also known as bioethanol, shows positive characteristics for being used as a large scale fuel, mainly because of the relatively low cost, low pollutant impact compared to fossil fuels and its feasibility of being produced from a renewable matrix through fermentation of vegetable origin products. The conventional fermentation process is typically inhibitory since the produced ethanol inhibits the yeast cells growth, reducing the yield of process. Therefore, improving the efficiency of bioethanol production is essential for reducing the production costs and it is necessary the study of each process step especially the fermentation one. In this context, this study aims the simulation of a bioethanol production process based on the concept of vacuum extractive fermentation in which the production and removal of ethanol occurs simultaneously, allowing low concentration levels into the during the process. In addition, it was coupled an absorption unit to recover the ethanol carried by the fermentation gases. This study was conducted in the commercial simulator ASPEN PLUS®. It was used the thermodynamic equilibrium model NRTL-HOC (Non Random Two Liquid- Hayden-O'Connell)for the estimation of thermodynamic properties in the simulator since it adequately describes the behavior of most binary systems present in the process. Through the sensitivity analysis performed in steady state, it was determined the optimum operating ranges of each process unit (flash, absorption column, among others.). Therefore, it was determined that the vacuum extractive fermentation process had higher yields (97.23%) compared to the conventional process (96.59%) when calculated with a conversion percentage of 93%. It was programmed, for obtaining the most accurate process simulation results, a fermentation unit based on a fermentation mathematical modeling found in the literature, which includes the kinetic parameters estimated from experimental data. Finally, this unit programmed into ASPEN CUSTOM MODELER module was exported and coupled to the simulation process executed in ASPEN PLUS®. As a result, it was possible to simulate a more efficient process due to the decreased in the cell inhibition caused by the product and it was recovered the ethanol dragged by the fermentation gases / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Processos fermentativos que visam um salto tecnológico na produção de etanol, que potencialize o processo fermentativo, destaca-se a fermentação extrativa a vácuo. Assim buscou-se selecionar linhagens tolerantes à alta pressão osmótica para serem empregadas em processo de fermentação extrativa. Foram realizadas seleções a partir de 444 cepas de leveduras oriundas da biodiversidade das Usinas Brasileiras, que fazem parte do banco de leveduras do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), tendo como base o meio formulado com melaço e vinhaça para simular a fermentação extrativa. A seleção se baseou em submeter as linhagens às fermentações em condições crescentes de estresse osmótico, buscando destacar linhagens com a tolerância desejada. Para tal, as linhagens em mistura foram submetidas à propagação durante 93 gerações em meios com crescentes quantidades de melaço e vinhaça. Em etapa seguinte, 90 cepas foram isoladas e avaliadas mediante o crescimento (μmax e biomassa) em condição de estresse osmótico e genotipadas. O método usado na genotipagem foi o PCR - microssatélite, o qual permitiu verificar se as cepas resultantes da seleção eram cepas industriais (BG-1, CAT-1, PE-2 e SA-1) ou cepas selvagens e/ou predominantes. Foram utilizados 5 pares de primers representando 5 diferentes loci. A genotipagem e a avaliação do crescimento em condições de estresse osmótico, baseado em características genéticas e fisiológicas, permitiu identificar 24 linhagens com potencial de tolerância a pressão osmótica. As cepas com desempenho superior foram submetidas à avaliação de crescimento em placa e as sete mais tolerantes à pressão osmótica foram selecionadas e utilizadas em reciclos fermentativos empregando-se mosto constituído de melaço e vinhaça. A linhagem com as melhores características para a fermentação com alta pressão osmótica foi avaliada em condições de fermentação extrativa à vácuo. A linhagem selecionada, denominada de F1-5, mostrou-se com grande potencial para a fermentação extrativa quando comparada com a referência CAT-1. / Fermentative processes that aim for technology innovations in the ethanol production, which improve the fermentative process, emphasizing the in vacuum extractive fermentation. So we have selected strains tolerant for high osmotic pressure to be in extractive fermentation process for ethanol production. We 444 yeast strains from Brazilian Mills biodiversity, which Sugarcane Technology Center\'s (CTC) yeast bank, based on a medium formulated with molasses and vinasse, to simulate the extractive fermentation. The selection was based on submiting strains to the fermentation in in high osmotic stress condition, trying to feature strains with desired tolerance, so, the mixed strains were submitted to propagation for 93 generations in medium with increasing amounts of molasses and vinasse. In the following step, 90 strains were isolated and evaluated by growth (μmax and biomass) in osmotic stress condition and genotyped. The method used in genotyping was the PCR - microsatellite, which enable to estimate if resulting selection strains were from industrial strains (BG-1, CAT-1, PE-2 and SA-1) or wild strains and / or prevalent. 5 pairs of primers were used representing 5 different loci. The genotyping and the growth evaluation in osmotic stress conditions allowed identify strains based on genetic and physiological characteristics, making possible to identify 24 strains with a potential tolerance to osmotic pressure. The strains with better performance were submitted to evaluation growth on boards and the 7 most tolerant to osmotic pressure were selected and used in fermentative recycles using medium containing molasses and vinasse. The strain with the best features in the fermentation in high osmotic pressure was evaluated in vacuum extractive fermentation conditions. The selected strain, named F1-5, proved to have a great potential for extractive fermentation when compared to the reference CAT-1.

Processos fermentativos que visam um salto tecnológico na produção de etanol, que potencialize o processo fermentativo, destaca-se a fermentação extrativa a vácuo. Assim buscou-se selecionar linhagens tolerantes à alta pressão osmótica para serem empregadas em processo de fermentação extrativa. Foram realizadas seleções a partir de 444 cepas de leveduras oriundas da biodiversidade das Usinas Brasileiras, que fazem parte do banco de leveduras do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), tendo como base o meio formulado com melaço e vinhaça para simular a fermentação extrativa. A seleção se baseou em submeter as linhagens às fermentações em condições crescentes de estresse osmótico, buscando destacar linhagens com a tolerância desejada. Para tal, as linhagens em mistura foram submetidas à propagação durante 93 gerações em meios com crescentes quantidades de melaço e vinhaça. Em etapa seguinte, 90 cepas foram isoladas e avaliadas mediante o crescimento (μmax e biomassa) em condição de estresse osmótico e genotipadas. O método usado na genotipagem foi o PCR - microssatélite, o qual permitiu verificar se as cepas resultantes da seleção eram cepas industriais (BG-1, CAT-1, PE-2 e SA-1) ou cepas selvagens e/ou predominantes. Foram utilizados 5 pares de primers representando 5 diferentes loci. A genotipagem e a avaliação do crescimento em condições de estresse osmótico, baseado em características genéticas e fisiológicas, permitiu identificar 24 linhagens com potencial de tolerância a pressão osmótica. As cepas com desempenho superior foram submetidas à avaliação de crescimento em placa e as sete mais tolerantes à pressão osmótica foram selecionadas e utilizadas em reciclos fermentativos empregando-se mosto constituído de melaço e vinhaça. A linhagem com as melhores características para a fermentação com alta pressão osmótica foi avaliada em condições de fermentação extrativa à vácuo. A linhagem selecionada, denominada de F1-5, mostrou-se com grande potencial para a fermentação extrativa quando comparada com a referência CAT-1. / Fermentative processes that aim for technology innovations in the ethanol production, which improve the fermentative process, emphasizing the in vacuum extractive fermentation. So we have selected strains tolerant for high osmotic pressure to be in extractive fermentation process for ethanol production. We 444 yeast strains from Brazilian Mills biodiversity, which Sugarcane Technology Center\'s (CTC) yeast bank, based on a medium formulated with molasses and vinasse, to simulate the extractive fermentation. The selection was based on submiting strains to the fermentation in in high osmotic stress condition, trying to feature strains with desired tolerance, so, the mixed strains were submitted to propagation for 93 generations in medium with increasing amounts of molasses and vinasse. In the following step, 90 strains were isolated and evaluated by growth (μmax and biomass) in osmotic stress condition and genotyped. The method used in genotyping was the PCR - microsatellite, which enable to estimate if resulting selection strains were from industrial strains (BG-1, CAT-1, PE-2 and SA-1) or wild strains and / or prevalent. 5 pairs of primers were used representing 5 different loci. The genotyping and the growth evaluation in osmotic stress conditions allowed identify strains based on genetic and physiological characteristics, making possible to identify 24 strains with a potential tolerance to osmotic pressure. The strains with better performance were submitted to evaluation growth on boards and the 7 most tolerant to osmotic pressure were selected and used in fermentative recycles using medium containing molasses and vinasse. The strain with the best features in the fermentation in high osmotic pressure was evaluated in vacuum extractive fermentation conditions. The selected strain, named F1-5, proved to have a great potential for extractive fermentation when compared to the reference CAT-1.