Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-01Bitstream added on 2014-06-13T19:14:51Z : No. of bitstreams: 1 almeida_ejr_me_rcla.pdf: 2315832 bytes, checksum: e2aa3a154a343fe37e1fa0531705e41d (MD5) / A liberação de resíduos têxteis no meio ambiente, com destaque para os corantes sintéticos, representa um dos principais problemas ambientais da atualidade, devido ao seu grande potencial de poluição dos corpos d’água. Esses compostos quando presentes no ambiente possuem alta persistência, pois apresentam em sua composição química, grandes quantidades de anéis aromáticos, ligações azóicas, aminas e grupos sulfônicos, que lhes conferem lento processo de biodegradação e elevado potencial toxicológico. Diversas pesquisas estão sendo realizadas com o objetivo de reduzir nos efluentes a concentração de corantes e dos metabólitos que são gerados com a degradação dessas moléculas, que por vezes podem ser mais tóxicas que a molécula inicial. Entendendo toda essa problemática, o presente estudo teve como objetivos avaliar a biossorção e biodegradação dos azo corantes têxteis Acid Blue 161 e Procion Red MX-5B em solução simples e solução binária pelos fungos filamentosos Aspergillus niger, Aspergillus terreus e Rhizopus oligosporus. Todos os tratamentos foram associados a testes de toxicidade aguda com o microcrustáceo Artemia salina e sementes de Lactuca sativa. Nos testes biossortivos o fungo que apresentou maior capacidade de descoloração das soluções foi o A. niger. Enquanto que no teste de biodegradação o fungo A. terreus apresentou maior capacidade de degradação das moléculas dos corantes. No processo biodegradativo análises de FTIR mostraram a presença de aminas e outros metabólitos que foram formados durante o tratamento biológico dos corantes. Nos testes de toxicidade as sementes de L. sativa foram mais sensíveis à presença dos corantes e após o teste de biossorção dos corantes ocorreu redução da toxicidade das soluções para os dois organismos-teste utilizados, indicando que o... / The release of textile waste in the environment, especially the synthetic dyes, represents one of the main environmental problems of the present time due to its great potential for pollution of water bodies. These substances when present in the environment have high persistence, because they present in their chemical composition, large amounts of aromatic rings, azo groups, amines, sulfonic groups, which impart a slow process of biodegradation and high toxic potential. Several investigations have been performed in order to reduce the effluent concentration of dyes and metabolites that are generated by the degradation of these molecules, which can sometimes be more toxic than the original molecule. Understanding all this problem, this study aimed to evaluate the biosorption and biodegradation of textile azo dyes Acid Blue 161 and Procion Red MX-5B in simple and binary solution by the filamentous fungus Aspergillus niger, Aspergillus terreus and Rhizopus oligosporus. All treatments were associated with toxicity tests with the brine shrimp Artemia salina and seeds of Lactuca sativa. In biosorption tests fungus that showed the greatest ability to discolouration of the samples was A. niger. While in the biodegradation test fungus A. terreus showed greater capacity for degradation of the dye molecules. In the biodegradation process FTIR analysis showed the presence of amines and other metabolites for the biological treatment of the dyes. In toxicity tests the seeds of L. sativa were more sensitive to the presence of the dyes. After biosorption test one of the dyes occurred reducing the toxicity of the samples for the two organisms used as biological indicators, showing that the treatment was effective in reducing the discoloration and toxicity of the solutions. For the treatment of biodegradation occurred in all samples increased... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-21Bitstream added on 2014-06-13T20:16:41Z : No. of bitstreams: 1 passos_tm_me_rcla.pdf: 1663049 bytes, checksum: e9f20eb320808b33757af00afc28f9f7 (MD5) / O aumento do consumo de materiais plásticos, no mundo todo, tem sido objeto de grande preocupação e especial atenção por parte da comunidade científica, no sentido de promover o desenvolvimento de materiais que, ao serem descartados sejam biodegradados em tempo mais curto, no meio ambiente. Os plásticos sintéticos mais utilizados atualmente são de difícil degradação, por serem hidrofóbicos e resistentes à ação de enzimas microbianas. Entretanto, o uso de materiais alternativos, tais como as blendas de polímeros biodegradável e sintético, pode minimizar o efeito danoso do descarte desses materiais em lixões e aterros sanitários, por serem suscetíveis à ação de micro-organismo. Este trabalho visou investigar a biodegradação dos filmes de PHBV (biodegradável), PEBD (polietileno de baixa densidade) e da blenda de PEBD/PHBV (70/30), empregando fungos específicos em meios de cultura sólido e líquido, utilizando metodologias como: Microscopia óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Os fungos Penicillium funiculosum e Paecilomyces variotii degradam eficientemente o PHBV, sendo que o primeiro degradou o polímero com formação de ácidos insaturados, fortes indicadores da biodegradação deste tipo de material. Além disso, estes fungos aderem significativamente à superfície do PE, mudando expressivamente sua morfologia. A blenda de PE/PHBV (70/30), é um material suscetível à ação destes fungos, tendo sofrido mudanças, inclusive, na sua cristalinidade. Nesta blenda ficou evidente também a ação de proteção do PE, que inibiu o acesso do fungo à fase do PHBV contido na mesma. No meio mineral completo houve consumo da fase amorfa e... / The increase in consumption of plastics in the world has been the subject of great concern and special attention from the scientific community, to promote the development of materials that are biodegradable in a shorter time when discarded in the environment. The most widely used synthetic plastics are hardly degraded, because they are hydrophobic and resistant to the action of microbial enzymes. However, the use of alternative materials, such as blends of biodegradable polymers and synthetic, can minimize the harmful effect of the disposal of these materials in dumps and landfills, because they are susceptible to the action of microorganisms. This work aims to investigate the biodegradation of PHBV films (biodegradable), LDPE (low density polyethylene) and blends of LDPE / PHBV (70/30), using specific fungi in culture media solid and liquid, employing methods such as optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared (FTIR). Penicillium funiculosum and Paecilomyces variotii degrade PHBV efficiently and the first one degraded the polymer producing insaturated acids, strong indicators of the biodegradation of this type of material. Besides that, they adhere significantly on PE surface, changing meaningly the morphology of these materials. The PE / PHBV (70/30) blend, is a material susceptible to the fungi action, having undergone changes, including in its crystallinity. It was also evident the protective action of the PE, preventing the access of the fungus to the PHBV phase contained in the blend. In the complete mineral medium there was a consumption of amorphous and crystalline phases (decrease and increase of carbonyl indices, respectively – FTIR) and in the incomplete mineral medium, the amorphous and crystalline phases were consumed, showing the efficiency of P. funiculosum... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-09Bitstream added on 2014-06-13T20:10:32Z : No. of bitstreams: 1 giraldo_ma_me_araiq.pdf: 658373 bytes, checksum: 20a8019dced41467e4d92b76d704ce76 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os microrganismos, de modo especial os fungos filamentosos, possuem papel fundamental na decomposição de matéria orgânica, sendo interessantes como modelos para realização de diferentes estudos biológicos. Além disso, são de fácil manejo e as condições de cultivo podem ser facilmente adaptadas em laboratório. Outra vantagem é, geralmente, o baixo custo e o fácil acesso aos nutrientes necessários para o crescimento dos mesmos. Entre os microrganismos, os fungos filamentosos têm se destacado na obtenção de enzimas de interesse biotecnológico, como é o caso das invertases, as quais podem ser empregadas nas indústrias de alimentos e bebidas. As invertases (EC 3.2.1.26) são hidrolases que podem ser encontradas em uma grande variedade de organismos, realizando a hidrólise da ligação - D-frutofuranosídica, agindo sobre a sacarose, gerando como produtos D-glicose e D-frutose, em quantidades equimolares. Essa mistura é conhecida como açúcar invertido e é geralmente utilizada pelas indústrias de alimentos. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção de invertase extracelular pelo fungo filamentoso Aspergillus terreus, em fermentação submersa e em fermentação em substrato sólido, bem como purificar e caracterizar a enzima bioquimicamente. Entre os diversos meios de cultura testados em FSbm, a maior produção invertásica foi obtida em meio M5 mantido em agitação orbital (100 rpm) a uma temperatura de 30ºC, por um período de 48 horas de incubação. Já na FSS, o melhor período de incubação foi de 72 horas, também a 30ºC. Entre todas as fontes de carbono testadas, a maior produção invertásica foi obtida utilizandose farinha de centeio para a FSbm e soja moída para FSS. A enzima iv extracelular obtida em FSbm foi purificada 139 vezes com uma recuperação de 11%. A invertase extracelular... / The microorganisms, especially filamentous fungi, have a fundamental role in the decomposition of organic matter, and they are interesting as models for carrying out different biological studies. Moreover, they are easy to handle, and their growing conditions can be easily adapted in the laboratory. Another advantage is, generally, the low cost and easy access to the nutrients needed for their growth. Among the microorganisms, filamentous fungi have been essential in obtaining enzymes of biotechnological interest, such as invertase, which may be employed in the food and beverage industries. The invertases (EC 3.2.1.26) are hydrolases that can be found in a great variety of organisms, performing the hydrolysis of the -D fructofuranosidic bond acting on sucrose, generating products such as D-glucose and D-fructose, in equimolar amounts. This mixture is known as inverted sugar and it is commonly used by food industries. This way, the aim of this work was to study the production of extracellular invertase by the filamentous fungus Aspergillus terreus in submerged fermentation and solid state fermentation, as well as its purification and biochemical characterization. Among the various media tested in FSbm, the highest yield of invertase was obtained by using M5 medium under orbital agitation (100 rpm) at 30°C for 48 hours of incubation. In the FSS, the best incubation period was 72 hours, also at 30°C. Among all carbon sources tested, the highest invertase production was obtained using rye flour for FSbm and soybean meal for FSS. The extracellular enzyme obtained from FSbm was purified 139 fold with 11% recovery. The extracellular invertase of A. terreus is a heterodimer of native vi molecular mass of 74.67 kDa consisting of two subunits, one of 46.77 kDa and another of 26.92 kDa determined... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-16Bitstream added on 2014-06-13T19:08:55Z : No. of bitstreams: 1 marques_np_me_araiq_parcial.pdf: 117061 bytes, checksum: 111016526ed0a98902d9d6c8b01f9d3b (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-22T12:53:53Z: marques_np_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-22T12:54:47Z : No. of bitstreams: 1 000721712_20150917.pdf: 105117 bytes, checksum: bd9855c12b3ec4afdcb5547ce783e4e6 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-09-17T16:31:32Z: 000721712_20150917.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T16:32:27Z : No. of bitstreams: 1 000721712.pdf: 835904 bytes, checksum: fd7bf1792a2e5436543d83a39fa9040f (MD5) / Os fungos filamentosos são conhecidos por sua notável capacidade de produção de enzimas, particularmente as de degradação de material vegetal. O campo de aplicações industriais destas enzimas tem crescido consideravelmente, especialmente em relação às celulases, que tem sido extensivamente estudadas visando à sacarificação da celulose para a obtenção de etanol de segunda geração. Os fungos endofíticos estão entre os potenciais produtores de enzimas de degradação de material vegetal, são pouco estudados neste sentido e, uma vez que colonizam os tecidos vegetais, suas enzimas devem apresentar características interessantes do ponto de vista do ataque aos componentes da parede celular. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por finalidade a prospecção de celulases, xilanases, pectinases e amilases entre fungos endofíticos, bem como estudos da produção e das características das enzimas. Inicialmente, 14 fungos endofíticos foram cultivados por fermentação estado sólido (FES) em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1 m/m), durante 7 dias, a 28 °C. Nesta etapa, 8 fungos se destacaram na produção de celulases e foram posteriormente cultivados, em FES, em outras misturas de substratos lignocelulósicos. Os isolados Botryosphaeria sp. AM01 e Saccharicola sp. EJC04 foram os mais versáteis em relação à produção das enzimas em diferentes meios, sendo selecionados para dar continuidade ao trabalho. A partir desta etapa foram focadas as produções de celulases e xilanases, visando à aplicação destas enzimas em trabalhos futuros envolvendo a sacarificação de materiais lignocelulósicos. O substrato selecionado foi composto por farelo de algodão e farelo de trigo e a influência do tempo de cultivo, da concentração de inóculo e da umidade inicial do substrato foram avaliadas, pelo cultivo em... / Filamentous fungi are known for their remarkable ability for enzymes production, particularly those for plant material degradation. The field of industrial applications of these enzymes has increased considerably, particularly regarding to cellulases which have been extensively studied for cellulose saccharification aiming the production of second generation ethanol. Endophytic fungi are among the potential producers of enzymes for plant material degradation. They are underexplored in this sense and, once they colonize the plant tissues. Their enzymes should present interesting features from the point of view of the attack to the cell wall components. In this context, the present study had as purpose the prospecting of cellulases, xylanases, pectinases and amylases among endophytic fungi, as well as studies of the enzymes production and characteristics. As an initial evaluation of enzymes production, 14 endophytic fungi were cultivated under solid state fermentation (SSF) in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1 w/w), for 7 days, at 28 ºC. In this phase, 8 fungi stood out and were subsequently cultivated by SSF, in other mixtures of lignocellulosic substrates. The isolates Botryosphaeria sp. AM01 and Saccharicola sp. EJC04 were the most versatile in relation to enzymes production on different substrates and were selected to continue the work. From this stage on the productions of cellulases and xylanases were focused, aiming the application of these enzymes in future studies involving the saccharification of lignocellulosic materials. The selected substrate was composed by cotton bran and wheat bran and the influence of cultivation time, concentration of inoculum and substrate initial moisture were evaluated, by FES.For almost all the enzymes produced by the two fungi, the peak of production occurred in 192h or... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Os fungos filamentosos são conhecidos por sua notável capacidade de produção de enzimas, particularmente as de degradação de material vegetal. O campo de aplicações industriais destas enzimas tem crescido consideravelmente, especialmente em relação às celulases, que tem sido extensivamente estudadas visando à sacarificação da celulose para a obtenção de etanol de segunda geração. Os fungos endofíticos estão entre os potenciais produtores de enzimas de degradação de material vegetal, são pouco estudados neste sentido e, uma vez que colonizam os tecidos vegetais, suas enzimas devem apresentar características interessantes do ponto de vista do ataque aos componentes da parede celular. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por finalidade a prospecção de celulases, xilanases, pectinases e amilases entre fungos endofíticos, bem como estudos da produção e das características das enzimas. Inicialmente, 14 fungos endofíticos foram cultivados por fermentação estado sólido (FES) em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1 m/m), durante 7 dias, a 28 °C. Nesta etapa, 8 fungos se destacaram na produção de celulases e foram posteriormente cultivados, em FES, em outras misturas de substratos lignocelulósicos. Os isolados Botryosphaeria sp. AM01 e Saccharicola sp. EJC04 foram os mais versáteis em relação à produção das enzimas em diferentes meios, sendo selecionados para dar continuidade ao trabalho. A partir desta etapa foram focadas as produções de celulases e xilanases, visando à aplicação destas enzimas em trabalhos futuros envolvendo a sacarificação de materiais lignocelulósicos. O substrato selecionado foi composto por farelo de algodão e farelo de trigo e a influência do tempo de cultivo, da concentração de inóculo e da umidade inicial do substrato foram avaliadas, pelo cultivo em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Filamentous fungi are known for their remarkable ability for enzymes production, particularly those for plant material degradation. The field of industrial applications of these enzymes has increased considerably, particularly regarding to cellulases which have been extensively studied for cellulose saccharification aiming the production of second generation ethanol. Endophytic fungi are among the potential producers of enzymes for plant material degradation. They are underexplored in this sense and, once they colonize the plant tissues. Their enzymes should present interesting features from the point of view of the attack to the cell wall components. In this context, the present study had as purpose the prospecting of cellulases, xylanases, pectinases and amylases among endophytic fungi, as well as studies of the enzymes production and characteristics. As an initial evaluation of enzymes production, 14 endophytic fungi were cultivated under solid state fermentation (SSF) in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1 w/w), for 7 days, at 28 ºC. In this phase, 8 fungi stood out and were subsequently cultivated by SSF, in other mixtures of lignocellulosic substrates. The isolates Botryosphaeria sp. AM01 and Saccharicola sp. EJC04 were the most versatile in relation to enzymes production on different substrates and were selected to continue the work. From this stage on the productions of cellulases and xylanases were focused, aiming the application of these enzymes in future studies involving the saccharification of lignocellulosic materials. The selected substrate was composed by cotton bran and wheat bran and the influence of cultivation time, concentration of inoculum and substrate initial moisture were evaluated, by FES.For almost all the enzymes produced by the two fungi, the peak of production occurred in 192h or... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Rubens Monti / Banca: José Roberto Ernandes / Banca: Eleonora Cano Carmona / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Sandra Helena da Cruz / Resumo: As endoglicanases EC 3.2.1.4 são enzimas capazes de hidrolisar as ligações glicosídicas β-1,4 da celulose, resultando na liberação de glicose, celobiose e celo-oligossacarídeos. Empregadas mundialmente em diversos processos industriais, por exemplo, como amaciante de tecidos de algodão e bioestonagem de jeans, na extração de sucos de frutas, na adição em detergentes comerciais, na fabricação de cerveja, e na produção de papel e de etanol. Atualmente, há um grande interesse em enzimas que hidrolisem biomassa lignocelulósica para obtenção de etanol de segunda geração. A imobilização de enzimas em matrizes sólidas oferece muitas vantagens, entre as quais, reuso da enzima, a fácil separação do produto e o aumento da estabilidade operacional. Os objetivos deste trabalho foram: produzir CMCases secretadas por Aspergillus niger e Humicola grisea var. thermoidea em cultivo sólido e submerso; imobilizar CMCases em suporte agarose com diferentes ativações químicas; determinar a estabilidade térmica e as propriedades cinéticas dos derivados obtidos, comparando-os com as enzimas livres; avaliar a capacidade de reuso dos derivados ativos e estáveis e analisar qualitativamente o produto de hidrólise dos substratos celulósicos. O fungo A. niger secretou grandes quantidades de CMCases, 34,1 U.mg-1, em meio Vogel, utilizando pó de bagaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono. O pH 5 foi determinado como o ótimo para a enzima, apresentando instabilidade ao pH 10. Com a utilização de aditivos estabilizante, a trealose a 10% (m/v), manteve, em pH 10, 80% de atividade residual, por 25 horas. Em relação à temperatura, apresentou uma faixa ampla de atividade entre 45°C a 75°C, tendo como temperatura ótima 65°C. O derivado enzimático que ofereceu melhor estabilidade foi aquele em que a imobilização foi conduzida juntamente com o substrato carboximeticelulose (CMC 1%), em... / Abstract: The endoglucanases EC 3.2.1.4 are enzymes that hydrolyze the β-1, 4 glycosidic linkages of the cellulose producing glucose, cellobiose and cello-oligosaccharides. Used worldwide in many industrial processes such as fabric softener and bioestonagem cotton jeans, extraction of fruit juices, in the addition of commercial detergents, in brewing, and the production of paper and ethanol. Currently, there is great interest in enzymes that hydrolyze lignocellulosic biomass to obtain second-generation ethanol. The immobilization of enzymes on solid arrays provides many advantages as the enzyme reuse, easy separation of the product and increased operational stability. The aims of this study were to produce secreted: CMCases produce secreted by Aspergillus niger and Humicola grisea var. thermoidea in solid and submerged cultivation; CMCases immobilized on agarose support with different chemical activations; determine the thermal stability and kinetic properties of the derivatives obtained comparing them with the free enzyme; evaluate the reuse capacity assets and stable derivatives and qualitatively analyze the product of hydrolysis of cellulosic substrates. The fungus A. niger secreted large amounts of CMCases, 34.1 U.mg-1 amid Vogel, using powdered sugarcane bagasse as a carbon source. The pH of 5 was determined as the optimum for the enzyme, presenting instability to pH 10. With the use of stabilizing additives, the 10% trehalose (w / v), kept at pH10, 80% residual activity for 25 hours. Regarding temperature there was a broad activity range from 45 °C to 75 °C and the optimum temperature as 65 °C. The enzyme derivative which offered better stability was one in which immobilization was conducted with the carboxymethycellulose substrate (1% CMC) in agarose support Glutaraldehyde (70% of reactive groups), preserving catalytic activity of 35% at 60 °C for 250 hours. Through qualitative TLC analysis, it... / Doutor

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Coorientador: Ana Flávia Azevedo Carvalho / Banca: Lucinéia dos Santos / Banca: Ary Fernandes Júnior / Resumo: O interesse mundial pelo aproveitamento de resíduos agroindustriais como fonte renovável para produção de alimentos e biocombustíveis tem aumentado cada vez mais. Os materiais lignocelulósicos (MLCs) são uma fonte rica em polissacarídeos, celulose e hemicelulose, utilizados para o desenvolvimento de tecnologias na produção de álcool, xilose, xilitol, xilooligossacarídeos (XOS), entre outros. Fermentações submersas (FSm) e em estado sólido (FES) foram realizadas utilizando como substrato apenas bagaço de cana-de-açúcar ou suplementado com farelo de trigo, com o objetivo de produzir celulases (CMCase e Avicelase) e xilanases (β-1,4-xilanase e β-xilosidase) por seis fungos filamentosos isolados de bagaço de cana-de-açúcar em trabalhos anteriores. Dentre os estudados, a fermentação submersa (FSm) foi o melhor processo para a produção de xilanases e celulases. Para a produção de β-xilosidase o processo mais eficiente foi a fermentação em estado sólido (FES) . Dentre os microrganismos estudados para a produção de endoglucanases, destacaram-se os fungos filamentosos: U2370 (25,7 U/g), U19 (19,4 U/g) e Aspergillus fumigatus M51 (17,4 U/g), valores bem superiores aos encontrados na FES, cujos maiores destaques foram FS09 e U19 com aproximadamente 13 U/g. Para a produção de avicelase, os destaques foram: U19 (4,6 U/g) em FSM, T. reesei (3,0 U/g) e U2370 (3,8 U/g) todos em FSm. Para a produção de xilanase também os destaques foram todos em FSm: A. fumigatus M51 (1.263 U/g), N51 (1.247 U/g), FS 09 (1.133 U/g) e U 19 (1.129 U/g). Apenas a linhagem 100P (1.000 U/g) foi expressiva em FES. Já a enzima β-xilosidase foi produzida de forma bem mais expressiva apenas pela linhagem N51 (6,6 U/g) em FES. Nessa pesquisa apenas o fungo U19 se destacou para as três atividades (avicelase, xilanase e CMCase), o U2370... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The worldwide interest in the use of agro-industrial residues as a renewable source for food and biofuels production has increased even more. The lignocellulosic materials (MLCs) are a rich source of polysaccharides, cellulose and hemicelluloses, used in developing technology for the production of alcohol, xylose, xylitol and xilooligossacarids (XOS). Submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF were performed using only bagasse cane sugar or supplemented with wheat bran) as substrate, with the goal of producing cellulases (CMCase and Avicelase) and xylanases (β-1, 4-xylanase and β-xylosidase) for six filamentous fungi isolated from crushed sugar cane in previous works. Among the studies, the submerged fermentation (SmF) was the best method for the production of xylanases and cellulases. For the production of β-xylosidase the most efficient process was the solid state fermentation (SSF). Among the microorganisms studied for producing endoglucanases, the most important filamentous fungi is: U2370 (25.7 U/ g), U19 (19.4 U/g) and Aspergillus fumigatus M51 (17.4 U/g), values much higher than those found in FES, whose major activities were FS09 and U19, with approximately 13 U/g. For the production of avicelase, activities were U19 (4.6 U/g) in FSm, T. reesei CCT 2768 (3.0 U/g) and U2370 (3.8 U/g) all in SmF. For the production of xilanases, the best activities were also all in SmF: A. fumigatus M51 (1263 U/g), N51 (1247 U/g), FS 09 (1133 U/g) and U19 (1,129 U/g). Only the strain 100P (1000 U/g) was significant in FES. The enzyme β-xylosidase was produced in a much more expressive only by strain N51 (6.6 U / g) in FES. In this study only the fungus U19 stood out for all three activities (avicelase, xylanase and CMCase), the U2370 is noted only as cellulolytic (avicelase and CMCase), and the N51 was the best producer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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

Fungos filamentosos produzem uma ampla diversidade de metabólitos secundários que tem significativo impacto na sociedade. Alguns metabólitos são explorados pela sua atividade como antibióticos e fármacos e outros estão envolvidos em doenças, na interação dos fungos com plantas e animais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi obter metabólitos secundários como pigmentos e metabólitos biologicamente ativos produzidos por fungos filamentosos. Foram selecionadas cinco linhagens sendo elas Diplodia sp, Fusarium graminearum, Monascus purpureus, Penicillium expansum e Penicillium sp. Estes fungos foram selecionados devido à sua capacidade de produzir e secretar pigmentos em meio ágar batata dextrose. Para confirmação ou identificação em nível de espécie dos fungos, foram utilizados o sequenciamento parcial da região intergênica (ITS) do DNA ribossomal e uma região do gene da β-tubulina. Quatro dos cinco fungos foram identificados como Fusarium graminearum, Monascus purpureus e duas linhagens de Penicillium chrysogenum (linhagens 1 e 2), sendo os primers para região ITS mais adequados para a identificação em nível de espécie. As quatro linhagens produziram pigmentos em resíduos agroindustriais sob cultivo submerso. Devido à diversidade de metabólitos com atividades antibióticas produzidos por fungos filamentosos, estes filtrados coloridos foram testados contra fungos e bactérias, sendo que de quinze filtrados testados onze apresentaram inibição contra fungos e bactérias de importância médica, alimentar e agronômica. Os filtrados de resíduo de uva e soro de queijo do fungo Penicillium chrysogenum 1 se destacaram, apresentando, também, atividade amebicida contra linhagem de Acanthamoeba polyphaga ATCC 30461. Utilizando a técnica ESI-MS, foi realizado um perfil metabólico do filtrado de soro de queijo, sendo confirmada a presença de penicilina G, pela massa molar protonada e pelo perfil de fragmentação por ESI-MS/MS. Além disso, foi sugerida a presença dos metabólitos penicilina V e rugulosina, com comprovada atividade antibiótica. Portanto, o fungo Penicillium chrysogenum 1 foi selecionado para estudos futuros de caracterização dos pigmentos produzidos e análise mais detalhada dos metabólitos ativos, devido ao status GRAS atribuído a essa espécie, aos poucos estudos relacionados à produção de pigmentos e ao potencial de produzir metabólitos ativos em resíduos agroindustriais. / Filamentous fungi produce a diverse array of secondary metabolites that have a remarkable impact on society. Some metabolites are exploited for their antibiotic and pharmaceutical activities, other are involved in diseases, due to the fungi interactions with plants or animals. In this context, the goal of this work was the obtention of secondary metabolites as pigments and biologically active metabolites produced by filamentous fungi. Five strains were selected Diplodia sp, Fusarium graminearum, Monascus purpureus, Penicillium expansum and Penicillium sp. These fungi were selected due to the ability to produce and secrete pigments on potato dextrose agar. To confirm and/or identify the fungi at species level, we used the partial sequencing of the intergenic region (ITS) of the ribosomal DNA and a region of the β-tubulin gene. Four of the five fungi were identified as Fusarium graminearum, Monascus purpureus and two strains of Penicillium chrysogenum (strains 1 and 2) and the primers to the ITS region were more suitable for the identification at species. The four strains produced pigments on agro-industrial residues under submerged culture. Because of the diversity of antibiotic activity metabolites produced by fungi, these coloured filtrates were tested against fungi and bacteria. From the fifteen tested filtrates, eleven showed inhibition against bacteria and fungi with medical, food and agronomical importance. The filtrates of grape waste and cheese whey of the fungus Penicillium chrysogenum 1 showed higher activity, including, amoebicidal activity against a strain of Acanthamoeba polyphaga ATCC 30461. Using an ESI-MS approach, a metabolic profile was obtained for the cheese whey filtrate, being confirmed the presence of penicillin G, because of the protonated molar mass and the fragmentation profile by ESI-MS/MS. In addition, was suggested the presence of the metabolites penicillin V and rugulosin, all with proven antibiotic activity. Therefore, the fungus Penicillium chrysogenum 1 was selected for future studies as the characterization of the produced pigments and more detailed analysis of the active metabolites, due to the GRAS status attributed to this specie, to the few studies related to the pigments production and to the potential to produce active metabolites on agro-industrial residues.

A celulose é o polímero mais abundante na natureza, sendo sua biodegradação realizada por enzimas como exoglicanases, endoglicanases e b-glicosidases, denominadas celulases. Entre os microrganismos capazes de secretar estas enzimas, destacam-se os fungos filamentosos, como Trichoderma, Penicillium e Aspergillus. Neste trabalho, em sua primeira etapa foi selecionado o fungo Aspergillus phoenicis entre seis fungos filamentosos para a produção de celulases. Foram testados doze meios de cultivos diferentes, buscando a escolha de um meio de cultivo baseado em resíduos agroindustriais para a produção de enzimas celulásicas. O meio de cultivo composto por resíduo de uva e peptona foi escolhido para efetuar de otimização do meio de cultivo, por meio da metodologia de superfície de resposta, realizando o planejamento fatorial 2². O cultivo submerso do fungo foi realizado em frascos erlenmeyers de 250 mL, com 50 mL de meio de cultivo, na temperatura de 30ºC, durante 120 horas em agitador de plataforma, a 120 rpm. Foram mensuradas as atividades de celulases totais, endoglicanases, e b-glicosidases. A atividade enzimática presente no sobrenandante do meio de cultivo foi então caracterizada quanto a diferentes valores de pH, temperatura, termoestabilidade, presença de sais e reagentes. Os resultados demonstram que as enzimas presentes no sobrenadante bruto da cultura possuem melhores atividade entre os pHs 3,0 e 5,0, temperatura de 60 ºC, mantendo-se estável por duas horas de incubação. A atividade enzimática sofreu perdas quando incubada na presença de Hg2+ , Cu+2, detergentes e ßmercaptoetanol. / Cellulose is the most abundant polymer in the nature, being its degradation carried out by enzymes such as exoglicanases, endoglicanases and b-glicosidases, called cellulases. Among the microorganisms capable to secret this enzymes, the fungi distinguished the filamentous fungi, such as Trichoderma, Penicillium and Aspergillus are the most important microrganisms. In this work, the fungus Aspergillus phoenicis was selected among six others filamentous fungi for the production of cellulases. Twelve culture media based on agroindustrial waste for cellulase production were tested. Culture medium with the composition of waste grape and peptone was chosen for the optimization of process, with the help of the response surface methodology, through factorial planning 2². The fungus was cultivated at a temperature of 30 ºC and 120 rpm on shaker rotatory during 120 hours. The activity of total cellulases, endoglucanases and b-glucosidases were measured. The enzymatic activity was characterized for the different values of pH, temperature, thermostability and presence of ions and others composts. The results demonstrated that the crude enzymes have the optimum activity between pH 3,0 and 5,0, at 60 ºC, temperature that it was remained steady for two hours of incubation. The enzymatic activity suffered losses when incubate in the presence of Hg2+, Cu+2, detergents and ß-mercaptoetanol.