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Otimização das condições de cultivo do fungo Papulaspora immersa para produção de substâncias bioativas / Optimization of culture conditions the endophytic fungus Papulaspora immersa for production of bioactivities substance 2008.Glaucia Hollaender Braun 22 October 2008 (has links)
Os antibióticos vem sendo empregados por décadas no combate as infecções bacterianas mas, muitos deles são usados como agentes antitumorais, imunissupressores, lipocolesterolégicos, inibidores de enzimas e agentes antiparasitários. Os microrganismos, e dentre eles os fungos, são produtores de metabólitos secundáros, com atividades biológicas, cuja produção é regulada para impedir uma superprodução desnecessária. O aumento na produção de uma substância só é conseguido desregulando tal processo o que é pssível através de manipulação genética ou nutricional. O presente projeto teve por objetivo otimizar as condições de cultivo do fungo endofítico Papulaspora immersa para incrementar a produção de metabólitos secundários com atividades antibacteriana, antiparasitária, antifúngica e antitumoral. O fungo foi cultivado em duas etapas: inicialmente em meio pré-fermentativo por 48 horas seguido de transferência da massa micelial obtida para meio fermentativo Czapek e nesta etapa vários parâmetros que alteram as condições de cultivo foram variados. Os cultivos foram realizados assepticamente a 30°C e sob agitação constante e o filtrado das culturas foram particionados com solventes orgânicos obtendo-se os extratos, aceto etílico, butanólico, etanólico e aquoso. Nos estudos iniciais o tempo de cultivo no meio fermentativo foi de 20 dias (condição padrão) e sob esta condição, o extrato aceto etílico apresentou a melhor atividade antibacteriana para Pseudomonas aeruginosa (CIM = 90 g/mL) e não foi detectada atividade frente a Escherichia coli , assim como não foi observada atividade antifúngica para estes extratos. As seguintes variáveis foram testadas nas condições de cultivo no meio fermentativo : período de incubação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio, pH, temperatura e a proporção das fontes carbono/nitrogênio do meio. Cada extrato obtido proveniente das diferentes condições de cultivo foi avaliado para atividade antibacteriana, antitumoral, antifúngica e inibidora das enzimas gGAPDH deTrypanosoma cruzi e APRT de Leishmania tarentolae em ensaios de CIM. O extrato que apresentou a melhor atividade antibacteriana foi obtido das seguintes condições de cultivo: meio suplementado com 3,0% de sacarose; 0,2% de Nitrato de sódio; pH inicial 5,0, após 9 de incubação a 30 °C, ou seja, CIM de 90 g/mL para P. aeruginosa e de 100 g/mL para E. coli. Nestas mesmas condições obteve-se os melhores níveis de atividade antitumoral frente as três linhagens humanas avaliadas (HCT-8, MDA-MB435 e SF295). A melhor atividade inibitória da enzima parasitária APRT de L. tarentolae (79,82 %) foi obtida do extrato aceto etílico proveniente do cultivo em meio fermentativo nas mesmas condições anteriores, porém quando a cultura era incubada a 35°C e não a 30°C. Significativa atividade inibitória sobre esta enzima (79,25 %) foi também obtida de extrato aceto etílico proveniente da mesma condição de cultivo anteriormente citada, porém em pH 4,0 a 30°C, condição na qual a atividade antibacteriana mostrou-se insignificante. Nenhum dos extratos analisados apresentou atividade inibitória significativa para a enzima parasitária gGAPDH de T. cruzi. A otimização das condições de cultivo do fungo Papulaspora immersa demonstrou que 9 dias de cultivo em meio fermentativo eram suficientes para a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas e que é possível obter-se uma determinada atividade em maior concentração dependendo por exemplo do pH ou da temperatura em que se cultiva esse fungo. / Due to the increase in the microbial resistance to the current antibiotics, investigations in substances with antimicrobial activities, as well as substances with antiparasite and antitumoral activities, become relevant. Among the important natural sources in the development of new drugs, the secondary metabolites of microorganism have showed promising results, producing different structural components and a great number of biologically active compounds. Endophytic fungi, known for habiting the interior of plants at some point in their life cycle, without causing visible symptoms of diseases, present a high proportion of new isolated substances with biological activity, but are seldom studied for this purpose. The current project aimed to optimize the culture conditions of the endophytic fungus Papulaspora immersa, in order to increase the production of secondary metabolites with antibacterial, antifungal and antitumoral activities. The fungus was cultured in two steps: pre-fermentative medium for 48 hours, aiming to obtain micelial mass, followed by transference to Czapek fermentative medium, and reincubation in different times. The cultures were performed asseptically at 30°C and under Constant agitation. After filtration of the culture fluid and partition with organic solvents, the following extracts were obtained: acethyl ethylic, butanolic, ethanolic and aquous. In the initial studies, the culture was performed in Czapek fermentative medium for 20 days of incubation, the standard culture condition. In this condition, the extract acethyl ethylic showed the best antibacterial activity with Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of 90 µg/mL for Pseudomonas aeruginosa. Antifungal activity was not observed for these extracts. Afterwards, the incubation period, carbon source, nitrogen source, pH, temperature and proportion of carbon/nitrogen sources varied. Each extract obtained from the different culture conditions was evaluated in MIC assays and the best condition was selected. The extract that showed the best antibacterial activity was obtained from the culture in fermentative medium after 9 days of incubation using saccharosis (3.0%) as carbon source and sodium nitrate (0.2%) as nitrogen source, in pH 5.0 at 30 °C with MIC values of 90 µg/mL for P. aeruginosa, and 100 µg/mL for E. coli. The culture condition that resulted in the production of the best antitumoral activity was the same detected for the antibacterial activity. In this condition, the endophytic fungus Papulaspora immersa hás also produced secondary metabolites that demonstrated to be very active against the three human tumoral cell lines evaluated (HCT-8, MDA-MB435 and SF295). The best culture conditions for the production of secondary metabolites with inhibitory activity of the parasitary enzyme APRT of L. tarentolae were obtained from extracts cultured in the same conditions previously described, except for the fact that the incubation temperature was 35°C and presented inhibitory activity of 79.82 %. High inhibitory activity over this enzyme (79.25 %) was also obtained in these same conditions, but with an initial pH of the culture of 4.0 and at 30°C. None of the extracts analyzed present significant inhibitory activity for the parasitary enzyme gGAPDH of T. cruzi. The optimization of the culture conditions of the fungus Papulaspora immersa has demonstrated to be very important for the production of secondary metabolites with biological activities. To conclude, it can be said that the determination of the ideal culture conditions allowed to diminish the incubation time from 20 to 9 days and find the conditions that maximize the content of substances with the different activities in the extracts of P. immerse, such as, for example, the differential synthesis of substances in different pH and temperature values, which shows the importance of the abiothyc variables in the synthesis of secondary metabolites.
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Ingredientes derivados do milho em dietas para tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) e pacu (Piaractus mesopotamicus): digestibilidade, desempenho e viabilidade econômica / Ingredient derivated from corn in diets for Nile tilápia (Oreochromis niloticus) and pacu (Piaractus mesopotamicus): digestibility, performance and economic viabilityNatori, Mariene Miyoko 01 July 2011 (has links)
O objetivo do presente trabalho foi avaliar a digestibilidade, o desempenho e a viabilidade econômica da inclusão de derivados do milho: água de maceração (AM), glúten (GM), farelo de glúten (FG), germe (GEM) e dextrina (D) em dietas para tilápia (Oreochromis niloticus) e do pacu (Piaractus mesopotamicus). No primeiro, secundo e terceiro experimentos, avaliaram-se a digestibilidade in vivo do AM para a tilápia e para o pacu, e GM, FG, GEM e D somente para o pacu. No quarto e no quinto experimentos, foram avaliados o desempenho e a viabilidade econômica de AM para a tilápia e o pacu. Para os ensaios de digestibilidade, foram utilizados 126 juvenis de tilápia (peso médio de 35,93g±7,64g), 120 pacus (peso médio de 29,50 g ± 5,13 g) e 108 pacus (peso médio de 77,69g ± 17,65g). Estes peixes foram acondicionados em seis gaiolas submersas em seis aquários de alimentação com capacidade de 100 L de água, e para a coleta de fezes, utilizaram-se três aquários cilíndricos de fundo cônico de 250 L. Para os ensaios de desempenho, foram utilizados 200 alevinos de tilápia (peso médio de 2,81 ± 0,15g) distribuídos em 20 caixas de 130L com densidade de 10 peixes por caixa, e 140 pacus (peso médio de 3,42± 0,30g) distribuídos em aquários de 40L com densidade de sete peixes por aquário. Foram obtidos os seguintes valores de coeficiente de digestibilidade aparente (CDA) de proteína bruta (PB) e energia bruta (EB) de AM: 94,15% e 84,93%, para tilápia e 97,10% e 98,43%, para pacu, respectivamente. Já para os ingredientes GM, FG, e GEM obtiveram-se os seguintes valores de CDAPB para o pacu: 99,62%, 84,92%, 70,97%, e para CDAEB: 98,13%, 76,89%, 62,88%, respectivamente. Em relação à D, foi determinado apenas o CDAEB de 85,16%. Quanto ao ensaio de desempenho, não foram verificadas diferenças significativas para os parâmetros zootécnicos avaliados, para as duas espécies, exceto para a taxa de eficiência protéica referente à tilápia. A análise de viabilidade econômica demonstrou que as inclusões de 8% de AM em dieta para tilápia nilótica, e 6% em dietas experimentais para o pacu foram os tratamentos que mais reduziram os custos relacionados à formação da dieta em comparação ao controle. / The aim of this research was to evaluate the digestibility, performance and economic viability of corn derivative ingredients inclusions in diets: condensed fermented corn extractive (CE), gluten meal (GM), corn gluten feed 21% (CGF) and dextrin (D) to Nile tilápia (Oreochromis niloticus) and pacu (Piaractus mesopotamicus). In the first, second and third experiments, were evaluated the digestibility of CE of tilápia and pacu, and others ingredients, just for pacu. In fourth and five experiments, performance assay of CE of tilápia and pacu were evaluated. For the digestibility assays, were used 126 juveniles of tilápia (weight mean 35,93g±7,64g), 120 pacus (weight mean 29,50 g ± 5,13 g), and 108 pacus (weight mean 77,69 g ± 17,65g). The fishes were assigned were assigned to six 100L feeding tanks and three 250 L cylindrical tanks with conical bottom, to feces collection. For the fourth and fifth experiments, were used 200 tilápia fingerlings (weight mean 2,81 ± 0,15g) distributed in twenty 130L tanks and 140 pacu fingerlings (weight mean 3,42± 0,30g) distributed in twenty 40L aquaria. For the CE digestibility assay, were obtained the following values of apparent digestibility coefficient (ADC) of crude protein (CP) and energy (CE): 94.15% and 84.93%, for tilápia, 97.10% and 98.43%, for pacu, respectively. For the GM, CGF and CG digestibility assay, were obtained the following values of ADCCP: 99,62%, 84,92% 70,97%, and ADCCE values: 98,13%, 76,89%, 62,88%, respectively. In relation to D, were obtained only the ADDCE value: 85,16%. For the performance assays, no significant differences in relation to parameters evaluated were found for both species, except the protein efficiency ratio of tilápia. The evaluation of economic viability demonstrated that inclusions of 8% of AM in diet for Nile tilápia, and 6% in diets for pacu were the treatment that most reduced the cost related to diets elaboration.
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Estudo das condições de cultivo e adaptação do inóculo de Pichia stipitis ATCC 58376 para a produção de etanol a partir do hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol.Tavares, Bruna 21 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost
and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic
value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of
hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation
ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the
hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it
requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an
enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is
composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts.
The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be
promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate
fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by
Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of
sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum
adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the
reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was
subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a
hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of
arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of
furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and
adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the
hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a
reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not
detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33-
DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of
pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0
program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72
hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points
(pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1
and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum
preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16
and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the
process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield
equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of
fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual
apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia,
agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por
pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser
biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em
duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um
desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de
ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica
é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é
facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito
estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora
para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar
parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por
Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de
girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os
efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento
das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol
foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min.,
resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose,
8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural,
0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de
pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados
durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento,
houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram
detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial
33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em
diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada
empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença
significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e
234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram
verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente,
em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a
produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e
0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma
produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento
equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de
fermentação.
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Διεργασίες ενεργειακής αξιοποίησης γλυκερόλης με παραγωγή βιοαερίου, βιοϋδρογόνου η/και ηλεκτρικού ρεύματος με μικροβιακή κυψελίδα καυσίμουΒλάσσης, Θεόφιλος 23 July 2012 (has links)
Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η δυνατότητα αξιοποίησης της γλυκερόλης η οποία αποτελεί ένα σημαντικό παραπροϊόν της βιομηχανίας του βιοντήζελ. Συνήθως αντιστοιχεί στο 10% της παραγόμενης ποσότητας του βιοντήζελ. Αυτό το γεγονός συντέλεσε στην υπερβολική αύξηση της παραγωγής της γλυκερόλης σε παγκόσμιο επίπεδο. Η περίσσεια της γλυκερόλης δε μπορεί να απορροφηθεί από τους συνηθισμένους βιομηχανικούς κλάδους που τη χρησιμοποιούν. Επομένως θα πρέπει να βρεθεί τρόπος αξιοποίησης αυτού του συσσωρευμένου παραπροϊόντος. Η κλασική μέθοδος επεξεργασίας αφορά τη χημική οδό μέσω της οποίας η γλυκερόλη μπορεί να μετατραπεί σε άλλα χημικά μόρια.
Από την άλλη πλευρά βιοχημικές διεργασίες όπως η αναερόβια χώνευση, η ζύμωση αλλά και η μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου μπορούν να μετατρέψουν τη γλυκερόλη σε μεθάνιο, υδρογόνο και ηλεκτρικό ρεύμα αντίστοιχα. Οι διεργασίες αυτές, οι οποίες αποτέλεσαν και το αντικείμενο έρευνας της διατριβής, είναι λιγότερο δαπανηρές από τις χημικές και επιβαρύνουν λιγότερο το περιβάλλον.
Η διεργασία της αναερόβιας χώνευσης διεξήχθη σε συμβατικό αντιδραστήρα τύπου CSTR και σε ταχύρυθμο τύπου PABR. Στα πειράματα μελετήθηκε η επίδραση της συγκέντρωσης της γλυκερόλης στο ρυθμό παραγωγής του μεθανίου. Από τα αποτελέσματα που λήφθησαν φάνηκε ότι ο CSTR δεν άντεχε οργανική φόρτιση πέραν των 0.25 g COD/L/d, ενώ από την άλλη πλευρά ο PABR λειτούργησε σε υπερ 10-πλάσια φόρτιση της τάξης των 3 g COD/L/d με παραγωγή μεθανίου 0.982 ± 0.089 L/L/d. Με το πέρας της πειραματικής διαδικασίας ακολούθησε μοντελοποίηση της διεργασίας, αρχικά για την περίπτωση του CSTR και κατόπιν χρησιμοποιήθηκε το ίδιο μοντέλο με τροποποίηση για την περίπτωση του PABR.
Η ζυμωτική παραγωγή του υδρογόνου διεξήχθη επιτυχώς σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου. Μελετήθηκε η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης της γλυκερόλης και η επίδραση του αρχικού pH στην παραγωγή του υδρογόνου. Βρέθηκε ότι η μέγιστη παραγωγή υδρογόνου, 27.3 mL H2/ g COD γλυκερόλης, προήθλε όταν η αρχική συγκέντρωση είχε τεθεί στα 8.3 g COD/L. Η ζυμωτική παραγωγή υδρογόνου φάνηκε να ευνοείται σε pH γύρω από το 6.5. Εν συνεχεία, εξετάστηκε η ζυμωτική παραγωγή υδρογόνου σε συνεχή αντιδραστήρα. Η παραγωγή του υδρογόνου ήταν υπερβολικά ασταθής, γεγονός που πιθανότατα να οφείλεται στην απομάκρυνση της υδρογονοπαραγωγού βιομάζας από τον αντιδραστήρα σε συνδυασμό με την παρουσία υδρογονοκαταναλωτών μικροοργανισμών.
Για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από γλυκερόλη χρησιμοποιήθηκε μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου διάταξης Η-type σε συνθήκες διαλείποντος έργου. Μελετήθηκε η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης της γλυκερόλης στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Παρατηρήθηκε ότι η συγκέντρωση των 3.2 g COD/L απέφερε τη μέγιστη απόδοση Coulomb (CE) 34.09 %. Η περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης οδήγησε σε μείωση της CE. Αυτό ίσως να οφείλεται σε κινητικό περιορισμό που υπέστησαν οι ηλεκτροχημικά ενεργοί μικροοργανισμοί όταν εκτέθηκαν σε υψηλές συγκεντρώσεις γλυκερόλης. / This study focused on the valorization of glycerol which is an important by-product of the biodiesel industry corresponding to 10 % of the produced biodiesel amount. This fact contributed to the increase of the global production of biodiesel, to a point at which the industries which traditionally consumed glycerol could not absorb. This situation should be overcome through new outlets on glycerol exploitation. Usually, glycerol is treated by chemical processes in order to form new chemical compounds.
On the other side, biochemical processes like anaerobic digestion and fermentation or the technology of microbial fuel cells could potentially transform glycerol into methane, hydrogen and electric current respectively. These processes, which are the subject of this Ph.d, are preferable to their chemical counterparts due to the low energy demand and reduced environmental pollution.
The anaerobic digestion process was conducted in a conventional CSTR reactor and in a high rate reactor, the PABR. The experiments dealt with the effect of glycerol concentration on the methane production rate. The obtained results showed that the CSTR could not withstand organic loadings above 0.25 g COD/L/d, however PABR operated at organic loading 10 times higher than CSTR such as 3 g COD/L/d and resulted to a methane production rate of 0.982 ± 0.089 L/L/d. A model was developed for both the CSTR and the PABR digesters. Fermentative hydrogen production was conducted successfully in batch reactors. The effect of the initial glycerol concentration and initial pH on hydrogen production was studied. A maximum yield, 27.3 mL H2/ g COD glycerol, was obtained when glycerol concentration was 8.3 g COD/L and the pH 6.5. Moreover, the fermentation of glycerol took place in a CSTR in order to investigate the continuous production of hydrogen. Hydrogen production was unstable, possibly due to the washout of proper biomass from the reactor.
For electricity generation from glycerol, an H-type microbial fuel cell was used in batch mode. The effect of the initial glycerol on the electric current was studied. A maximum Coulombic efficiency (CE) 34.09% was obtained at a glycerol concentration of 3.2 g COD/L. A further increase of glycerol drove to a drop of the CE. Probably, this happened since the electrochemical microorganisms were inhibited by the high glycerol concentration.
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Influência dos coquetéis enzimáticos produzidos por Trichoderma reesei e Aspergillus niger pelo processo de fermentação sequencial na hidrólise do bagaço de cana-de-açúcarFlorencio, Camila 28 April 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Currently, one of the major challenges for second generation ethanol is to reduce the cost
of cellulolytic enzymes. Thus, the development of bioprocesses for the enzyme
production on-site and strategies to increase the final yield of the enzymatic hydrolysis
are required to ensure that biomass conversion to be economically feasible. Therefore,
the objective of this work was to study the production and characterization of enzyme
cocktails involved in the degradation of plant biomass by filamentous fungi Trichoderma
reesei and Aspergillus niger grown in sequential fermentation and evaluate the
application of these cocktails in the saccharification process of sugarcane bagasse. Firstly,
evaluation and validation of sequential fermentation cultivation methodology to different
strains of Trichoderma. Cultivation were made using sugarcane bagasse "in natura" and
pretreated by steam explosion, as a carbon source. The result more significantly was
observed for T. reesei Rut C30, the endoglucanase production was 4.2-fold higher than
the values obtained in conventional submerged fermentation. The enzyme extracts were
characterized in terms of optimum pH and temperature and endoglucanase profile. The
thermostability was directly influenced by the type of carbon source and type of
cultivation method. Subsequently, the proteomic analysis were performed of enzyme
cocktails from T. reesei Rut C30 and A. niger A12 produced by submerged and sequential
fermentation in the presence of pretreated bagasse. The performance of the enzyme
cocktail in saccharification of pretreated bagasse showed that the combination of enzyme
cocktails from T. reesei and A. niger produced by sequential fermentation had a yield than
3-fold higher than the enzyme cocktails of submerged fermentation. In order to evaluate
the action of the enzyme cocktails produced by T. reesei and A. niger in sugarcane bagasse
saccharification, the last step of the work was to study the additives effects during the
sugarcane bagasse hydrolysis aiming at reducing non-productive adsorption of enzymes
into lignin. The saccharification results in the presence of soybean protein were 2-fold
higher than the controls (no additive) to the enzyme cocktails of two fungi studied
produced by solid state fermentation, indicating the potential use of soybean protein as
an additive to minimize non-productive adsorption of the enzyme into lignin. Overall,
this study presents an interesting final contribution in the cellulase production process
and the application of the enzyme cocktail in the hydrolysis of sugarcane bagasse. / Atualmente, um dos grandes desafios para a produção de etanol de segunda geração
consiste em diminuir o custo das enzimas celulolíticas. Assim, o desenvolvimento de
bioprocessos para produção das enzimas on-site e estratégias para aumentar o rendimento
final da hidrólise enzimática são necessários para assegurar que a conversão de biomassa
seja economicamente viável. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção
e caracterização de coquetéis enzimáticos envolvidos na degradação da biomassa vegetal
pelos fungos filamentosos Trichoderma reesei e Aspegillus niger cultivados por
fermentação sequencial, bem como avaliar a aplicação dos mesmos no processo de
sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. Primeiramente foi realizada a avaliação e
validação da metodologia de cultivo de fermentação sequencial para diferentes linhagens
de Trichoderma. Os cultivos foram feitos utilizando o bagaço de cana “in natura” e prétratado
por explosão a vapor, como fonte de carbono. O melhor resultado foi observado
para T. reesei Rut C30, em que a produção de endoglucanase foi 4,2 vezes maior do que
os valores obtidos em cultivo convencional de fermentação submersa. Os extratos
enzimáticos foram caracterizados em termos de pH e temperatura ótimos e perfil de
endoglucanase. A termo-estabilidade foi diretamente influenciada pelo tipo de fonte de
carbono e tipo de cultivo. Posteriormente, foram realizadas as análises proteômicas dos
coquetéis enzimáticos do T. reesei Rut C30 e A. niger A12 produzidos por fermentação
submersa convencional e fermentação sequencial, na presença de bagaço de cana prétratado.
A performance dos coquetéis enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana
pré-tratado mostraram que a combinação dos coquetéis enzimáticos de T. reesei e A. niger
produzidos por fermentação sequencial tiveram um rendimento 3 vezes maior do que os
coquetéis da fermentação submersa. A fim de explorar melhor a ação dos coquetéis
enzimáticos produzidos por T. reesei e A. niger na sacarificação do bagaço, na última
etapa do trabalho foi estudo o efeito de aditivos durante a hidrólise do bagaco de cana
visando à redução da adsorção improdutiva de enzimas na lignina. Os resultados de
sacarificação na presença da proteína de soja foram 2 vezes maiores do que os controles
(sem aditivo) para os coquetéis enzimáticos dos dois fungos estudados produzidos por
fermentação em estado sólido, indicando o potencial do uso da proteína de soja como
aditivo para minimizar a adsorção improdutiva das enzimas na lignina. De modo geral, o
presente trabalho conseguiu uma contribuição final interessante no processo de produção
das celulases e a aplicação do coquetel enzimático na hidrólise do bagaço de cana.
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Ingredientes derivados do milho em dietas para tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) e pacu (Piaractus mesopotamicus): digestibilidade, desempenho e viabilidade econômica / Ingredient derivated from corn in diets for Nile tilápia (Oreochromis niloticus) and pacu (Piaractus mesopotamicus): digestibility, performance and economic viabilityMariene Miyoko Natori 01 July 2011 (has links)
O objetivo do presente trabalho foi avaliar a digestibilidade, o desempenho e a viabilidade econômica da inclusão de derivados do milho: água de maceração (AM), glúten (GM), farelo de glúten (FG), germe (GEM) e dextrina (D) em dietas para tilápia (Oreochromis niloticus) e do pacu (Piaractus mesopotamicus). No primeiro, secundo e terceiro experimentos, avaliaram-se a digestibilidade in vivo do AM para a tilápia e para o pacu, e GM, FG, GEM e D somente para o pacu. No quarto e no quinto experimentos, foram avaliados o desempenho e a viabilidade econômica de AM para a tilápia e o pacu. Para os ensaios de digestibilidade, foram utilizados 126 juvenis de tilápia (peso médio de 35,93g±7,64g), 120 pacus (peso médio de 29,50 g ± 5,13 g) e 108 pacus (peso médio de 77,69g ± 17,65g). Estes peixes foram acondicionados em seis gaiolas submersas em seis aquários de alimentação com capacidade de 100 L de água, e para a coleta de fezes, utilizaram-se três aquários cilíndricos de fundo cônico de 250 L. Para os ensaios de desempenho, foram utilizados 200 alevinos de tilápia (peso médio de 2,81 ± 0,15g) distribuídos em 20 caixas de 130L com densidade de 10 peixes por caixa, e 140 pacus (peso médio de 3,42± 0,30g) distribuídos em aquários de 40L com densidade de sete peixes por aquário. Foram obtidos os seguintes valores de coeficiente de digestibilidade aparente (CDA) de proteína bruta (PB) e energia bruta (EB) de AM: 94,15% e 84,93%, para tilápia e 97,10% e 98,43%, para pacu, respectivamente. Já para os ingredientes GM, FG, e GEM obtiveram-se os seguintes valores de CDAPB para o pacu: 99,62%, 84,92%, 70,97%, e para CDAEB: 98,13%, 76,89%, 62,88%, respectivamente. Em relação à D, foi determinado apenas o CDAEB de 85,16%. Quanto ao ensaio de desempenho, não foram verificadas diferenças significativas para os parâmetros zootécnicos avaliados, para as duas espécies, exceto para a taxa de eficiência protéica referente à tilápia. A análise de viabilidade econômica demonstrou que as inclusões de 8% de AM em dieta para tilápia nilótica, e 6% em dietas experimentais para o pacu foram os tratamentos que mais reduziram os custos relacionados à formação da dieta em comparação ao controle. / The aim of this research was to evaluate the digestibility, performance and economic viability of corn derivative ingredients inclusions in diets: condensed fermented corn extractive (CE), gluten meal (GM), corn gluten feed 21% (CGF) and dextrin (D) to Nile tilápia (Oreochromis niloticus) and pacu (Piaractus mesopotamicus). In the first, second and third experiments, were evaluated the digestibility of CE of tilápia and pacu, and others ingredients, just for pacu. In fourth and five experiments, performance assay of CE of tilápia and pacu were evaluated. For the digestibility assays, were used 126 juveniles of tilápia (weight mean 35,93g±7,64g), 120 pacus (weight mean 29,50 g ± 5,13 g), and 108 pacus (weight mean 77,69 g ± 17,65g). The fishes were assigned were assigned to six 100L feeding tanks and three 250 L cylindrical tanks with conical bottom, to feces collection. For the fourth and fifth experiments, were used 200 tilápia fingerlings (weight mean 2,81 ± 0,15g) distributed in twenty 130L tanks and 140 pacu fingerlings (weight mean 3,42± 0,30g) distributed in twenty 40L aquaria. For the CE digestibility assay, were obtained the following values of apparent digestibility coefficient (ADC) of crude protein (CP) and energy (CE): 94.15% and 84.93%, for tilápia, 97.10% and 98.43%, for pacu, respectively. For the GM, CGF and CG digestibility assay, were obtained the following values of ADCCP: 99,62%, 84,92% 70,97%, and ADCCE values: 98,13%, 76,89%, 62,88%, respectively. In relation to D, were obtained only the ADDCE value: 85,16%. For the performance assays, no significant differences in relation to parameters evaluated were found for both species, except the protein efficiency ratio of tilápia. The evaluation of economic viability demonstrated that inclusions of 8% of AM in diet for Nile tilápia, and 6% in diets for pacu were the treatment that most reduced the cost related to diets elaboration.
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Estudo das condições de cultivo e adaptação do inóculo de Pichia stipitis ATCC 58376 para a produção de etanol a partir do hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol.Tavares, Bruna 21 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost
and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic
value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of
hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation
ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the
hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it
requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an
enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is
composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts.
The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be
promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate
fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by
Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of
sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum
adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the
reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was
subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a
hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of
arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of
furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and
adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the
hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a
reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not
detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33-
DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of
pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0
program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72
hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points
(pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1
and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum
preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16
and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the
process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield
equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of
fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual
apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia,
agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por
pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser
biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em
duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um
desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de
ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica
é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é
facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito
estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora
para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar
parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por
Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de
girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os
efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento
das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol
foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min.,
resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose,
8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural,
0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de
pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados
durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento,
houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram
detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial
33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em
diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada
empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença
significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e
234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram
verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente,
em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a
produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e
0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma
produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento
equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de
fermentação.
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Metabolismo fermentativo em raízes e nódulos de soja sob condições de hipoxia e pós-hipoxia / Fermentative metabolism in soybean roots and nodules under hypoxia and post-hypoxia conditionsBorella, Junior 10 October 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-10-10 / Plant metabolism is sensitively to changes in oxygen availability by waterlogging. The
immediate consequences of oxygen depletion are the activation of anaerobic
metabolism and a reduction in energy production. This study aimed to evaluate the
fermentative metabolism in soybean [Glycine max (L.) Merrill] roots and nodules
under hypoxia and post-hypoxia conditions. Two experiments were conducted in
greenhouse conditions with soybean genotypes Fundacep 53 RR and BRS Macota
grown in 3L pots containing vermiculite as substrate, in association with
Bradyrhizobium elkanii. The treatments were applied when the plants reached the R2
stage (reproductive). Experiment I - the root system of plants was subjected to
hypoxia by fitting a second pot without holes and flooded with nutrient solution diluted
to one-third of the original, in order to keep a blade of 20 mm on the surface of the
substrate. Plants were maintained flooded for eight days, and so the pot without
drilling holes was removed for recovery assessment. Non-waterlogging plants were
maintained as control (normoxic condition). The activities of fermentation enzymes,
alcohol dehydrogenase (ADH), pyruvate decarboxylase (PDC) and lactate
dehydrogenase (LDH) were quantified in roots and nodules collected at 2, 4, 6 and 8
days after flooding or recovery . Experiment II - soybean plants were transferred to
a hydroponic system and roots were subjected to hypoxia by flowing N2 gas during
24 and 72 h. For recovery, plants returned to vermiculite for 24 and 72 h. A control
group of plants was maintained in vermiculite.The enzymatic activities of ADH, PDC
and LDH, levels of anaerobic metabolites (ethanol, lactate and pyruvate) and
carbohydrate content (sucrose, soluble sugars, starch and water soluble
polysaccharides) were quantified in roots and nodules. The experiments were
completely randomized with four replications and data were analyzed by ANOVA and
compared by the Tukey test (P 0.05). Experiment I - activities of ADH, PDC and LDH
increased significantly in roots and nodules of flooded plants and decreased during
recovery. Fundacep 53 RR responded more effectively to treatments effects.
Experiment II - the activity of ADH, PDC and LDH enzymes, as well as the content of
ethanol and lactate, increased with hypoxia in roots and nodules, and returned to
pre-hypoxic levels with the recovery in both genotypes. The pyruvate content
increased in nodules and decreased in roots, sugars and sucrose levels increased in
roots and decreased in nodules under hypoxia for both genotypes. Fundacep RR 53 was more responsive to the effects caused by hypoxia and post-hypoxia than BRS
Macota. The effects were more pronounced in plants subjected to hypoxia by
hydroponic system due to the rapid depletion of oxygen in the solution. / O metabolismo das plantas reage sensivelmente às mudanças de disponibilidade de
oxigênio impostas pelo alagamento. Uma das consequências imediatas da depleção
do oxigênio é a ativação do metabolismo anaeróbico e uma redução significativa na
produção de energia. Este trabalho teve por objetivo avaliar o metabolismo
fermentativo em raízes e nódulos de soja [Glycine max (L.) Merril] sob condições de
hipoxia e pós-hipoxia. Para isso dois experimentos foram conduzidos em casa de
vegetação com os genótipos Fundacep 53 RR e BRS Macota, cultivados em vasos
de 3L contendo vermiculita como substrato, em associação com Bradyrhizobium
elkanii. Os tratamentos foram aplicados quando as plantas atingiram o estádio R2
(reprodutivo). Experimento I - o sistema radicular da soja foi submetido à hipoxia
pelo encaixe de um segundo vaso sem perfurações e inundado com solução
nutritiva diluída a 1/3 da concentração original, de forma a se manter uma lâmina de
20 mm sobre a superfície do substrato. A inundação das plantas foi conduzida por 8
dias, após este período foi retirado os vasos sem perfurações para avaliação da
recuperação. O material vegetal foi coletado no 2º, 4º, 6º e 8º dia após a inundação
(DAI) ou recuperação (DAR), juntamente com seus respectivos controles (mantidos
em normoxia) para a dosagem da atividade das enzimas fermentativas, álcool
desidrogenase (ADH), piruvato descarboxilase (PDC) e lactato desidrogenase (LDH)
em raízes e nódulos. Experimento II - as plantas foram transferidas para um sistema
hidropônico e submetidas à hipoxia do sistema radicular pelo borbulhamento de N2
gasoso por 24 e 72 h ou mantidas em vermiculita (controle). Posteriormente
retornaram para vermiculita sob condições de normoxia por 24 e 72 h. Foram
avaliadas a atividade das enzimas ADH, PDC e LDH , metabólitos anaeróbicos
(etanol, lactato e piruvato) e conteúdo de carboidratos (sacarose, açúcares solúveis
totais, amido e polissacarídeos solúveis em água) em raízes e nódulos. O
delineamento foi inteiramente casualizado com quatro repetições. Os dados foram
submetidos à ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de
probabilidade. No experimento I a inundação promoveu aumento significativo da
atividade da ADH, PDC e LDH, bem como a diminuição da atividade com a
recuperação em raízes e nódulos. Fundacep 53 RR respondeu de forma mais
efetiva aos tratamentos. No experimento II, a atividade das enzimas ADH, PDC e
LDH, bem como os teores de etanol e lactato, aumentaram com a hipoxia em raízes e nódulos e retornaram aos níveis pré-hipóxicos com a recuperação em ambos os
genótipos. O teor de piruvato aumentou nos nódulos e diminuiu nas raízes e os
teores de açúcares e sacarose aumentaram nas raízes e diminuíram nos nódulos
em hipoxia para ambos os genótipos. Fundacep 53 RR foi mais responsiva aos
efeitos provocados pela hipoxia e pós-hipoxia que BRS Macota. Os efeitos foram
mais pronunciados nas plantas submetidas à hipoxia pelo sistema hidropônico em
função da rápida depleção do oxigênio na solução.
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Recherches sur les déterminants moléculaires contribuant à l’équilibre gustatif des vins secs / Research on taste active compounds responsible for wine taste balanceCretin, Blandine 14 December 2016 (has links)
L’équilibre gustatif des vins secs repose notamment sur les saveurs amère et sucrée, dont les déterminants moléculaires n’ont été que partiellement élucidés. Un premier axe a consisté en l’étude de la contribution gustative des lignanes du chêne et neuf composés ont été observés pour la première fois dans le vin. Le (±)-lyonirésinol a été établi comme le plus amer et le plus abondant des lignanes isolés. Ses deux énantiomères ont été séparés, caractérisés par VCD et leur dégustation a révélé que seul le (+)-lyonirésinol possède une amertume modifiant le goût du vin. Dans un second axe, la saveur sucrée conférée par les raisins aux vins secs a été étudiée. Des expérimentations de vinification combinées à des outils sensoriels ont montré un gain de saveur sucrée au cours de la macération post-fermentaire à chaud et un effet des pépins de raisin sur le moelleux des vins secs. La mise en place d’un protocole de fractionnement d’extrait de pépins et de vin, par des techniques séparatives couplées à la gustatométrie, a permis la purification de six composés sapides. Plusieurs marqueurs de la sucrosité des vins secs ont ainsi été identifiés par FTMS et RMN : le mélange de deux nouvelles molécules, les acides 2-hydroxy-3-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside et 2-hydroxy-4-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside ; l’acide gallique-4-O-β-glucopyranoside et l’acide epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside, identifiés pour la première fois dans les vins, ainsi que l’ILA-Glc et l’astilbine. Ces nouveaux marqueurs ont été quantifiés dans les vins ainsi que dans les différentes parties de la baie pour préciser leur localisation et établir leur contribution gustative. / Dry wines taste balance is mainly based on bitter and sweet tastes, whose molecular determinants have been only partially explained. The first key objective was the study of the gustatory contribution of oak lignans. Nine compounds were identified in wines for the first time. (±)-lyoniresinol has been established as the bitterest and the most abundant of the isolated lignans. Its two enantiomers have been resolved, characterized by VCD and their tasting revealed that only (+)-lyoniresinol is bitter and modifies wine taste. In the second part of this work, the contribution of grapes to wine sweet taste has been studied. The combination between vinification experimentations and sensorial tools showed a gain of sweetness during a warm post-fermentative maceration as well as an influence of grape seeds on dry wine sweetness. A fractionation protocol of grape seeds macerates and wines has been established. Separation techniques coupled with gustatometry allowed the isolation of six taste active compounds. Several markers of dry wines sweetness have been identified by FTMS and NMR: the mix of two new compounds, 2-hydroxy-3-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside and 2-hydroxy-4-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside acids; gallic-4-O-β-glucopyranoside acid and epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside acid, identified for the first time in wines, ILA-Glc and astilbin. These new markers have been quantified in wines and in different parts of grape berry in order to refine their localization and to establish their gustatory contribution.
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Avaliação de compostos bioativos produzidos por fungos do gênero Rhizopus sp. por fermentação em estado sólido utilizando diferentes substratos agroindustriaisPrado, Fernanda Guilherme do 31 August 2018 (has links)
A soja e seus produtos são ricos em isoflavonóides, estes possuem a concentração
aumentada após a fermentação microbiana, devido à liberação de fenólicos, através
da conversão das formas glicosídicas em agliconas. O processo fermentativo em
estado sólido por fungos filamentosos tem sido amplamente empregado como uma
estratégica biotecnológica na busca de agregar valores aos produtos e subprodutos
agroindustriais, principalmente elevando os teores de compostos bioativos. No
presente estudo, foram avaliados o aumento dessas propriedades, como antioxidante
e anti-inflamatória em diferentes substratos utilizando linhagens fúngicas do gênero
Rhizopus sp. As 17 linhagens testadas foram capazes de elevar o potencial
antioxidante dos grãos de soja. A fermentação de soja e arroz utilizando o R.
oligosporus NRRL 2710 resultou em um incremento de 26,5 vezes o potencial
antioxidante e 9,33 vezes o teor de compostos fenólicos nos extratos etanólicos, em
72 horas de processo. Além disso, mostraram resposta positiva para a atividade antiinflamatória,
apresentando capacidade de inibição máxima de 70,75% e concentração
inibitória de 4,2 mg mL. Os produtos fermentados pelo R. oligosporus NRRL 2710
foram submetidos a diferentes processos de extração: Soxhlet com diferentes
solventes e supercrítica de CO2 + etanol (scCO2 + EtOH), o que permitiu verificar a
relação entre a polaridade e o rendimento de extração. As extrações de Soxhlet foram
realizadas usando amostras fermentadas secas e úmidas, os maiores valores de
rendimento obtidos foram 42,09% e 32,84%, respectivamente. Este tipo de extração
permitiu obter valores de atividade antioxidante na concentração inibitória (IC50) de
0,55 e 0,67 g g-1 e compostos fenólicos de 1,30 e 1,05 mg EAG g-1. Diferentes
condições foram testadas no processo de extração com fluido comprimido (scCO2 +
EtOH), para estudar a influência da pressão e temperatura no rendimento da extração.
Os resultados mostraram que ambas as variáveis influenciam o rendimento do
processo. Os extratos deste processo apresentaram um valor de IC50 de 0,17 g g-1,
inibindo 94,05% do radical DPPH. Quanto aos compostos fenólicos, estes extratos
apresentaram 1,39 mg EAG g-1. / The soybean and its products are rich in isoflavonoids, these have the increased
concentration after the microbial fermentation, due to the release of phenolics, through
the conversion of the glycosidic forms into aglycones. The solid state fermentative
process by filamentous fungi has been widely used as a biotechnological strategy in
the search of aggregating values to agroindustrial products and byproducts, mainly
raising the levels of bioactive compounds. In the present study, the increase of these
antioxidant and anti-inflammatory properties in different substrates using fungal strains
of the genus Rhizopus sp. The 17 lines tested were able to raise the antioxidant
potential of the soybean grains. The fermentation of soybean and rice using R.
oligosporus NRRL 2710 resulted in an increase of 26.5 times the antioxidant potential
and 9.33 times the content of phenolic compounds in the ethanolic extracts, in 72 hours
of process. In addition, they showed a positive response to anti-inflammatory activity,
with a maximum inhibitory capacity of 70.75% and an inhibitory concentration of 4.2
mg mL. The products fermented by R. oligosporus NRRL 2710 were submitted to
different extraction processes: Soxhlet with different solvents and supercritical CO2 +
ethanol (scCO2 + EtOH), which allowed to verify the relationship between polarity and
extraction yield. Soxhlet extractions were performed using dry and wet fermented
samples, the highest values of yield obtained were 42.09% and 32.84%, respectively.
This type of extraction allowed to obtain values of antioxidant activity at the inhibitory
concentration (IC50) of 0.55 and 0.67 g g-1 and phenolic compounds of 1.30 and 1.05
mg GAE g-1. Different conditions were tested in the compressed fluid extraction
process (scCO2 + EtOH) to study the influence of pressure and temperature on
extraction yield. The results showed that both variables influence the yield of the
process. The extracts from this procedure had an IC50 value of 0.17 g g-1, inhibiting
94.05% of the DPPH radical. As for phenolic compounds, these extracts presented
1.39 mg GAE g-1.
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