Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Michel Brienzo / Banca: João Claudio Thomeo / Resumo: Os xilo-oligossacarídeos (XOs) e fruto-oligossacarídeos (FOs) apresentam atividades prebióticas, favorecendo a melhora nas funções intestinais, ação imunológica, antimicrobiana e outros benefícios à saúde. A produção dos XOs pode ser realizada pela utilização de materiais lignocelulósicos (MLCs). O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar a extração de hemicelulose a partir do bagaço de cana-de-açúcar, além de comparar a produção de XOs com xilanases de Trichoderma reesei QM 9414 e Aspergilus fumigatus M51. Foram feitos testes de digestibilidade "in vitro" e também de fermentação "in vitro" com bactérias probióticas e patogênicas para avaliar o potencial prebiótico de XOs produzidos por tratamento alcalino e compará-los com XOs e FOs comerciais. Os pré-tratamentos alcalinos desenvolvidos com 10% de KOH a 70ºC (tratamento 1) e com 5% de KOH a 121ºC (tratamento 3) se mostraram similares ao método que utiliza 24% de KOH a 35ºC (método ZD) para extração de hemicelulose, porém são mais simplificados e econômicos. O tratamento 1 apresentou redução de 54,1% de KOH e 1,98% de etanol e o tratamento 3 reduziu em 76,2% o KOH e 40,9% o etanol. Estes três experimentos de extração de hemicelulose foram selecionados para os testes de hidrólise enzimática com xilanases dos fungos T. reesei e A. fumigatus para produção de XOs. A hidrólise com enzimas de T. reesei se mostrou mais vantajosa apenas para produção de xilose (54,9%) em 24 horas, utilizando-se hemicelulose produzida pelo tratamento número 3. Testes com enzimas de A. fumigatus apresentaram melhor rendimento de XOs (27,1%) em 24 horas e menor rendimento de xilose (19,6%), com hemicelulose do tratamento 1 (XOs LABI). Experimentos de fermentação "in vitro" demonstraram a capacidade de Lactobacillus e Bifidobacterium fermentarem XOs e FOs (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The xylo-oligosaccharides (XOs) and fructo-oligosaccharides (FOs) have prebiotic activities, improving bowel function, immunological and antimicrobial activity and other health benefits. XOs production can be accomplished by the use of lignocellulosic materials (LCMs). The goal of this work was to improve the hemicellulose extraction from sugarcane bagasse and to compare the XOs production using xylanases from Trichoderma reesei QM 9414 and Aspergillus fumigatus M51. We performed "in vitro" digestibility tests and also "in vitro" fermentation with probiotic and pathogenic bacteria to evaluate the prebiotic potential of XOs produced by alkali treatment and compared it with commercial XOs and FOs. Alkaline pretreatments developed with 10% KOH at 70° C (treatment 1) and 5% KOH at 121° C (treatment 3) were similar to the method using 24% KOH at 35° C (ZD method) for hemicellulose extraction, but they were more simplified and economical. Treatment 1 presented a reduction of 54.1% KOH and 1.98% ethanol and treatment 3 reduced KOH in 76.2% and ethanol in 40.9%. These three hemicellulose extraction experiments were selected for XOs production in the enzymatic hydrolysis tests with fungal xylanases of T. reesei and A. fumigatus. Hydrolysis with T. reesei enzymes proved advantageous only for xylose production (54.9%) at 24 hours, using hemicellulose produced by treatment number 3. Testing with A. fumigatus enzymes showed better XOs production (27.1%) at 24 hours and lower release of xylose (19.6%), using hemicellulose obtained by treatment 1 (XOs LABI). Fermentation experiments "in vitro" showed the ability of Lactobacillus and Bifidobacterium to ferment commercial XOs and FOs, emphasizing the preference of L. brevis and B. breve for commercial XOs while B. lactis and L. acidophilus demonstrated preference for commercial FOs. B. longum grew in both (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Fernando Broetto / Banca: Luiz Antonio Gallo / Banca: Magali Leonel / Resumo: Os sub-produtos da industrialização da mandioca são partes constituintes da própria planta, gerados em função do processo tecnológico adotado no seu beneficiamento. Tanto a qualidade como a quantidade dos sub-produtos pode variar em função de fatores diversos, como cultivar, idade da planta, tempo após a colheita, tipo e regulagem do equipamento industrial, etc. Considerando-se os principais tipos de processamento de raízes de mandioca no Brasil, como a fabricação de farinha de mandioca e a extração de fécula, os sub-produtos gerados podem ser sólidos ou líquidos. Como sólidos, destaca-se a casca marrom, a entre casca, o descarte, a crueira, a fibra, o bagaço e a varredura. A crueira é constituída por pedaços de raízes e entre casca, separados por peneiras antes do forno, no processamento da farinha de mandioca. Neste trabalho, realizaram-se todas as etapas para a caracterização físico-química da crueira. No aspecto energético, avaliaram-se dois processos para obtenção de hidrolisado a partir de amostras de crueira, para obtenção de álcool fino. Primeiramente utilizou-se a via de hidrólise com ataque ácido, que foi descartada, devido dificuldades de processo e maior custo; e paralelamente, o material foi tratado por hidrólise enzimática em escala laboratorial, bem como em batelada. Para ambos os processos de hidrólise enzimática, determinou-se a eficiência e rendimento econômico para produção de álcool fino, onde verificou-se um rendimento de 65,8%. Uma tonelada de crueira é capaz de produzir aproximadamente 370 litros de álcool fino, visando sua reciclagem por parte das farinheiras. Concluiu-se que o resíduo crueira pode ser considerado economicamente viável como substrato para produção de álcool fino, e que a eficiência do processo é melhor quando a hidrólise é realizada por ação enzimática. / Abstract: Sub-products of the cassava industrialization are constituent parts of the proper plant, generated in function of the adopted technological process in its improvement. As much the quality as the amount of sub-products can vary in function of diverse factors, as to cultivate, age of the plant, time after the harvest, type and regulation of the industrial equipment, etc. Considering the main types of processing of cassava roots in Brazil, as the cassava flour production and the extration of starch, the sub generated products can be solid or liquid. As solid, it is pointed out brown rind, between rind, the discarding, the crueira, the fiber, the bagasse and varredura. The crueira is constituted by pieces of roots and between rind, separate for bolters before the oven, in the processing of the cassava flour. In this work, all the stages for the physical-chemistry crueira characterization had been become fullfilled. In the energy aspect, two processes for hidrolisate attainment had been evaluated from samples of crueira, for fine alcohol attainment. First it was used hydrolysis way with acid attack, that was discarded, because of difficulties of process and higher cost; parallel, the material was treated by enzymatic hydrolysis in laboratorial scale, as well as in bath. For both enzymatic hydrolysis processes, it was determined efficiency and economic income for fine alcohol production, where a 65,8% income was verified. A ton of crueira is capable to produce 370 liters of fine alcohol approximately, aiming at its recycling on the part of the cassava flour industry. It was concluded that the crueira residue can be considered economically viable as substratum for fine alcohol production, and the efficiency of the process is better when the hydrolysis is carried through by enzymatic action. / Mestre

A crescente demanda energética traz a necessidade de desenvolvimento de novos combustíveis renováveis, visando à menor emissão de partículas e poluentes ao meio ambiente e a substituição dos derivados de petróleo. Atualmente, pesquisas com a utilização de biomassa lignocelulósica vêm sendo desenvolvidas com o objetivo de tornar o processo de produção de etanol de segunda geração economicamente viável. O arundo (Arundo donax L.) é uma gramínea de crescimento rápido, alto rendimento de biomassa e pode ser cultivada em áreas marginais, que em função de características de cultivo, crescimento e produtividade apresenta potencial para produção de etanol de segunda geração. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer as melhores condições de pré-tratamento, hidrólise e fermentação da biomassa de Arundo donax L. visando à produção de etanol. Três pré-tratamentos foram testados: pré-tratamento ácido, pré-tratamento ácido seguido de pré-tratamento alcalino e pré-tratamento alcalino. Foram avaliadas variáveis de cada pré-tratamento utilizando planejamento composto central rotacional através da metodologia de superfície de resposta Após a otimização das condições de pré-tratamento, foram avaliadas as variáveis carga enzimática e relação sólido:líquido nos rendimentos de glicose e xilose na hidrólise enzimática. Por fim, foram avaliadas condições de fermentação dos hidrolisados obtidos na hidrólise enzimática e fermentação e hidrólise simultâneas da biomassa pré-tratada. No pré-tratamento da biomassa as concentrações de glicose e xilose liberadas na hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada, apenas com ácido sulfúrico, variaram de 6,2 a 19,1 g L-1 e 1,8 a 3,1 g L-1, respectivamente. A adição de pré-tratamento alcalino possibilitou aumento significativo da concentração de açúcares liberados. O uso apenas de pré-tratamento alcalino resultou em concentrações de glicose e xilose que não diferiram estatisticamente dos obtidos com pré-tratamento em duas etapas. As concentrações de 5-hidroximetilfurfural e furfural não diferiram significativamente entre os pré-tratamentos testados. Na hidrólise enzimática apenas a relação sólido:líquido apresentou efeito significativo nas concentrações de glicose e xilose. Os rendimentos de etanol obtidos pelo processo de sacarificação e fermentação simultâneas foram superiores aos obtidos quando a hidrólise e fermentação foram conduzidas em etapas separadas. Os maiores rendimentos de etanol foram obtidos com carga de sólidos de 200 g L-1, e 25 FPU g-1 na etapa de pré-hidrólise. / The growing energy demand brings the need for development of new renewable fuels, aiming to reduceemission of particles and pollutants into the environment as well as substitution of petroleum products. Nowadays, researches using lignocellulosic biomass have been developed with the objective of making the production process of second generation ethanol economically viable. Arundo donax L., is a perennial grass presenting high biomass production and ability of growing in different environments, which due to the cultivation characteristics, growth and productivity presents potential as raw material for production of second generation ethanol. The present work envisages to establish the best pre-treatment hydrolysis and fermentation conditions for the biomass of Arundo donax L. aiming to ethanol production. Three pretreatments were tested: acid pretreatment, acid pretreatment followed by alkaline pretreatment and alkaline pretreatment. Variables of each pretreatment were evaluated using central rotational composite design through response surface methodology.After optimization of the pretreatment conditions, the influence of enzymatic loading and solid-to-liquid ratio variables in the glucose and xylose yields by the enzymatic hydrolysis were evaluated. Finally, the fermentation conditions of the hydrolysates obtained in the enzymatic hydrolysis and simultaneous fermentation and hydrolysis of the pretreated biomass were evaluated The amounts of glucose and xylose released by enzymatic hydrolysis of the Arundo biomass obtained from acid pretreatment ranged from 6.2 to 19.1 g/L and 1.8 to 3.1 g/L, respectively. The addition of an alkaline pretreatment led to a higher yield from the enzymatic hydrolysis with the average glucose concentration 3.5 times that obtained after biomass hydrolysis with an acid pretreatment exclusively. The use of an alkaline pretreatment alone resulted in glucose and xylose concentrations similar to those obtained in the two-step pretreatment: acid pretreatment followed by alkaline pretreatment. There was no significant difference in 5-hydroxymethylfurfural, furfural or acetic acid concentration among the pretreatments. In the enzymatic hydrolysis, only a solid-to- liquid ratio showed a significant effect on glucose and xylose concentrations. The ethanol yields obtained by the simultaneous hydrolysis and fermentation process are higher than those obtained when the hydrolysis and fermentation were conducted in separate steps. The highest ethanol yields were obtained with solids loading of 200 g L-1, and 25 FPU g-1 in the prehydrolysis step.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-21Bitstream added on 2014-06-13T18:50:38Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_j_me_sjrp_parcial.pdf: 174933 bytes, checksum: ebbfadded04898ba4ac5bc7b9e93fc0e (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:45Z: ferreira_j_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:10Z : No. of bitstreams: 1 000713585_20150701.pdf: 133811 bytes, checksum: 95535fe90411403699fbc2bb6b4dfad5 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-01T11:47:25Z: 000713585_20150701.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-01T11:48:08Z : No. of bitstreams: 1 000713585.pdf: 1158778 bytes, checksum: 1e847f6c71cc22a46b856af6284288ed (MD5) / Muitos países estão considerando razoável, e necessário, a curto e médio prazo, um constante investimento no estudo de formas, economicamente viáveis, de obtenção de fontes renováveis de energia, com grande destaque para a produção de etanol. O aproveitamento da matéria vegetal desperta grande interesse dos pesquisadores, cientistas e industriais, devido ao fato da mesma ser encontrada em grandes quantidades em vários tipos de resíduos. Por exemplo, só no Brasil, anualmente, tem-se uma geração de 83.537 toneladas de cascas de banana que poderiam ser transformados em etanol. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica. Entretanto, quando sacarose é empregada na fermentação, o rendimento do etanol diminui devido à formação de subprodutos, como levana. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da hidrólise ácida e enzimática de cascas de banana e das condições de fermentação para a produção de etanol e levana, pelo micro-organismo Z. mobilis CCT 4494. Foi avaliado o efeito das variações de pH inicial, temperatura, tempo de incubação e concentração do substrato adicionado aos meios de fermentação (meio sintético e meio com hidrolisado de cascas de banana). Aplicou-se a metodologia de superfície de resposta, seguindo um planejamento fatorial do tipo 2 4-1 , de acordo com o modelo proposto por Box e Hunter. As cascas de banana secas, submetidas à hidrólise ácida por 15 min a 120ºC, seguida de hidrólise enzimática realizada por 24 h, pH 5,5 e temperatura de 50ºC, resultaram em maior concentração de açúcares totais (72,8 mg/mL). A síntese de levana e etanol foi proporcional ao aumento da concentração de açucares totais presente nos meios fermentativos, favorecendo a produção destes... / Many countries are considering reasonable and necessary in a short and medium term, a constant investment in the study of ways, economically viable, to obtain renewable energy sources, most notably for the ethanol production. The use of plant material attracts great interest from researchers, scientists and industrialists due to the fact that it is found in large quantities in various types of waste. For example, only in Brazil, annually, there is a generation of 83.537 tons of banana peels that could be converted into ethanol. The alcoholic bacteria of the species Zymomonas mobilis present technological attributes that enhance their use in alcoholic fermentation. However, when sucrose is used in the fermentation medium, ethanol yield decreases due to the formation of by-products such as levan. The objective of this work was to study the effect of the acid and enzymatic hydrolysis of banana peels and the fermentation conditions for the production of ethanol and levan by Z. mobilis CCT 4494. The effect of pH, temperature, time and substrate concentration added to the fermentation media (synthetic media and media containing banana peels hydrolyzate) was evaluated. The response surface methodology was employed, following a 2 4-1 factorial planning, according to the model proposed by Box and Hunter. The dried banana peels, subjected to acid hydrolysis by 15 min at 120°C and enzymatic hydrolysis performed for 24 h at pH 5.5 and 50°C showed better performance in total sugars (72,8 mg/mL). The synthesis of levan and ethanol was proportional to the increase in the total sugars concentration present in the fermentation media, and the production of these was favored in substrate concentration of 250 g/L. The highest yields of ethanol in the synthetic medium (90,2 mg/mL) and in the medium with banana peel... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: Prof. Dr. José Cláudio Caraschi / Banca: Augusto Batagin Neto / Banca: André Luis Debiaso Rossi / Banca: Jaqueline Silveira Comelato Favaro / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Resumo: Diferentes sequências e condições de branqueamento têm sido exploradas ao longo dos últimos anos, nos quais o processo em múltiplos estágios tornou-se prática comum nas indústrias. A produção de celulose como um todo é uma atividade industrial que requer alto investimento e produz grande impacto ambiental. Sendo assim, alternativas que auxiliem na sua realização de forma socialmente responsável, economicamente viável e ambientalmente correta são de grande interesse. Este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade técnicoeconômica de uma nova sequência de branqueamento sob condições diferenciadas, em relação às comumente empregadas nas empresas do setor de celulose e papel. Para tanto, uma sequência de branqueamento utilizada em uma indústria do setor foi tomada como referência, sendo os estudos a priori conduzidos em laboratório com finalidade de ser possivelmente implementados em escala industrial. Os estágios que compõem a sequência proposta neste estudo são uma hidrólise ácida a quente (AHT), uma dioxidação (D) e uma peroxidação (P), ao passo que os estágios que compõem a sequência referência são uma hidrólise ácida a quente seguida de dioxidação (AHT/D), uma extração alcalina oxidativa com peróxido de hidrogênio (E+P) e uma dioxidação (D). Os branqueamentos foram conduzidos baseados nas condições industriais praticadas pela empresa parceira, bem como pelas condições descritas pela sequência proposta. Foram utilizadas as técnicas de valor presente líquido e payback co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Different bleaching sequences and conditions have been explored along the last years, in which the process in multiple stages has become common practice at the mills. The pulp production is an industrial activity that requires high investments and promotes a great environmental impact. Hence, alternatives which help its accomplishment in a responsible social way, economically feasible and environmentally correct are quite desirable. This study aimed to evaluate the technical-economic feasibility of a novel bleaching sequence under differential conditions, in relation to those commonly applied in pulp and paper mills. Therefore, a bleaching sequence used in a mill has been taken as reference, being the studies a priori carried out in laboratory with the intention of being possibly implemented in industrial scale. The stages that make part of the sequence proposed in this study are hot acidic hydrolysis (AHT), dioxide stage (D) and peroxide stage (P), while the stages that make part of the reference sequence are hot acidic hydrolysis followed by a dioxide stage (AHT/D), oxidative alkaline extraction with hydrogen peroxide (E+P) and a dioxide stage (D). The bleaching processes were carried out based on industrial conditions practiced by the partner company, as well as by the conditions described by the proposed sequence. Net present value and payback techniques were used as making-decision supporting tools in the economic feasibility analysis. The obtained results show the poten... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Daniela Alonso Bocchini / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Kelly Johana Dussan Medina / Banca: Jonas Contiero / Banca: Eleni Gomes / Resumo: Atualmente, há um crescente interesse na produção de bioetanol celulósico como biocombustível de segunda geração, sendo uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis. Fungos tem sido constantemente isolados na busca por novas fontes de celulases e os endofíticos são interessantes para esta finalidade, por serem potenciais produtores de enzimas de degradação de material vegetal, incluindo celulases, e pouco estudados neste sendido. O presente estudo teve por finalidade a avaliação da influência das condições de cultivo (isolado e co-cultivo) para a produção de celulases pelos fungos endofíticos Botryosphaeria sp. AM01 e Saccharicola sp. EJC04, por meio de metodologias estatísticas, além da utilização dos extratos enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado hidrotérmicamente com NaOH, otimizando-se também esta etapa empregando-se as ferramentas estatísticas citadas. Para a condição de co-cultivo dos fungos, a quantidade de substrato (5,7g) e a umidade inicial do substrato (60,6%) foram otimizadas visando maximizar a produção de endoglunacase (121,56 U/g). Para o cultivo isolado de Botryosphaeria sp. AM01, foi possível a produção de endoglunacase (168,99 U/g), empregando a concentração de NaNO3 a 6,0 g/L e 5,0 g como quantidade de substrato. Para o cultivo isolado de Saccharicola sp. EJC04, obteve-se a condição ótima para produção de β-glicosidase (750,37 U/g) na concentração de ureia de 0,0836 g/L, teor de umidade de 49,2% e quantidade de substrat... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: There is a great interest in the production of cellulosic bioethanol as second generation biofuel and it is a promising alternative to fossil fuels. Fungi have been constantly isolated in the search for new sources of cellulases and the endophytics interesting for this purpose, being potential producers of plant material degrading enzymes, including cellulases, and underexploited in this sense.The present study had as purpose the optimization of culture conditions (monoculture and co-cultivation) for the production of cellulases by the endophytic fungi Botryosphaeria sp. AM01 and Saccharicola sp. EJC04, by statistics methodology, and also the use of enzymatic extracts in saccharification of sugarcane bagasse submitted to hydrothermal pretreatment with NaOH, optimizing this step using those statistical tools. For the fungi co-cultivation, the amount of substrate (5.7g) and the substrate initial moisture (60.6%) were optimized to maximize the production of endoglunacase (121.56 U/g). For the monoculture of Botryosphaeria sp. AM01, it was possible to produce endoglunacase (168.99 U/g), using the concentration of NaNO3 at 6.0 g/L and 5.0 g as substrate amount. For the monoculture of Saccharicola sp. EJC04, the optimal condition for β- glycosidase production (750.37 U/g) was obtained using urea at 0.0836 g/L, initial substrate moisture at 49.2% and substrate amount of 3.84 g. The enzymatic extracts obtained under optimized conditions were used in the saccharification of sugarcane bagasse submitted to alkaline hydrothermal pretreatment with NaOH. The pre-treated bagasse characterization indicated 59.52, 31.62 and 11.32% as the contents of cellulose, hemicellulose and lignin, respectively. The saccharification performed with the enzymatic extract produced by Botryosphaeria sp. AM01 was more efficient in glucose (Full abstract, click on electronic access below) / Doutor

Orientador: Daniela Alonso Bocchini / Banca: Kelly Johana Dussan Medina / Banca: Jonas Contiero / Resumo: Os principais desafios para a produção de etanol celulósico se relacionam aos custos de obtenção das celulases, à disponibilização da celulose presente nos materiais lignocelulósicos (para maior rendimento da sacarificação enzimática), bem como à eficiente conversão da glicose liberada em etanol. As celulases microbianas têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos, visando a sua aplicação no bagaço de cana-de-açúcar para liberação de açúcares fermentescíveis e posteriormente a produção de etanol celulósico. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da produção de celulases por oito fungos endofíticos, por fermentação em estado sólido (FES) e a utilização dos extratos enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado. Os fungos foram cultivados utilizando-se quatro misturas (1:1 p/p) de diferentes substratos lignocelulósicos, sendo selecionada para cada fungo, a mistura que proporcionou as maiores atividades de celulases nos extratos enzimáticos obtidos. Tais enzimas foram utilizadas na sacarificação do bagaço de cana submetido a pré-tratamento hidrotérmico alcalino (NaOH 5% p/v), o qual apresentou a vantagem de gerar uma baixa concentração de inibidores, seguindo três diferentes protocolos de sacarificação. Nesta etapa, foram selecionados os fungos Phomopsis stipata SC 04 (concentrações de glicose de 3,82 e 4,72 mg/mL nos hidrolisados obtidos pelos Protocolos 1 e 2 de sacarificação respectivamente) e Botryosphaeria sp. AM 01 (concentração de gl... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main challenges for cellulosic ethanol production have been related to cellulases costs, to the availability of cellulose in lignocellulosic materials (for higher yield of enzymatic saccharification), as well as to the efficient conversion of glucose in ethanol. Microbial cellulases have been extensively studied in the last years, aiming its application on sugarcane bagasse to release of fermentable sugars and later the cellulosic ethanol production. The present work had as objective the study of cellulase production by eight endophytic fungi by solid-state fermentation (SSF), and the use of the enzymatic extracts in saccharification of pre-treated sugarcane bagasse. The fungi were cultivated using four mixtures (1:1 w/w) of different lignocellulosic substrates, has being selected for each fungus, the mixture that provided the highest cellulases activities in the enzymatic extracts obtained. These enzymes were used in the saccharification of sugarcane bagasse submitted to alkaline hydrothermal pre-treatment (NaOH 5% w/v), which had the advantage of generates a low inhibitors concentration, following three different saccharification protocols. In this step, the fungi selected were Phomopsis stipata SC 04 (glucose concentration of 3.82 and 4.72 mg/mL in the hydrolysates obtained from saccharification Protocols 1 and 2, respectively), and Botryosphaeria sp. AM 01 (glucose concentration of 4.01 mg/mL in the hydrolysate obtained from saccharification Protocol 2). Experimental ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eleonora Cano Carmona / Coorientador: Michel Brienzo / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Sandra Regina Ceccato Antonini / Banca: Sandra Imaculada Maintinguer / Banca: Lara Durães Sette / Resumo: Biomassa lignocelulósica é a principal fonte de carbono renovável no planeta. Seus constituintes majoritários são celulose, hemiceluloses e lignina. Hemiceluloses são polissacarídeos ramificados sendo o principal tipo as xilanas, estruturas com cadeia principal de xilose. Dentre as diversas enzimas hidrolíticas, que atuam sobre a estrutura de xilanas, estão as α-L-arabinofuranosidases, que catalisam a hidrólise de ligações entre α-L-arabinofuranosídeos e a cadeia principal do polissacarídeo. Neste trabalho, uma linhagem de Aspergillus hortai CRM1919, isolada de solo próximo a lagoas salinas e alcalinas da região da Nhecolândia no Pantanal Matogrossense, foi utilizada para produzir α-L-arabinofuranosidases. Resíduos agroindustriais foram utilizados como substrato para o cultivo do fungo. O objetivo principal foi otimizar a produção de α-L-arabinofuranosidases e aumentar a produção a fim de se obter um filtrado enzimático rico nessa atividade, para posteriormente purificá-la e aplicá-la na degradação de biomassa. A linhagem foi cultivada em meio líquido de Vogel suplementado com diferentes substratos, dentre eles alguns subprodutos da agroindústria. As maiores produções de α-arabinofuranosidases ocorreram nos cultivos com polpa cítrica e casca de laranja a 1% (m/v) em cultivos estáticos por 4 dias, com pH inicial de 2,5 e temperatura de 30 ºC. Após todas as etapas de otimização, o extrato bruto apresentou atividade quinze vezes maior do que nos cultivos iniciais. A enzima foi p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lignocellulosic biomass is the main source of renewable carbon on the planet. Its major constituents are cellulose, hemicelluloses and lignin. Hemicelluloses are branched polysaccharides being the main type the xylan, xylose main chain structures. Among the various hydrolytic enzymes that act on the xylan structure there are the α-L-arabinofuranosidases, which catalyze the hydrolysis of linkages between α-L-arabinofuranosides and the polysaccharide main chain. In this work, a strain of Aspergillus hortai CRM1919, isolated from soil near saline and alkaline lagoons of the Nhecolândia region in Pantanal Matogrossense, was used to produce α-L-arabinofuranosidases. Agroindustrial wastes were used as substrate for the fungus cultivation. The main objective was to optimize the production of α-L-arabinofuranosidases and increase the yield in order to obtain a rich enzymatic filtrate in this activity, to later purify it and apply it in the hydrolysis of biomass. The strain was cultivated in Vogel liquid medium supplemented with different substrates, among them some by-products of agroindustry. The highest production of α-arabinofuranosidases occurred in cultures with citrus pulp and orange peel at 1% (w/v) in static cultures for 4 days, with an initial pH of 2.5 and temperature of 30 ºC. After all the optimization steps, the crude extract presented activity fifteen times higher than the initial cultures. The enzyme was purified by a three-step strategy, with ammonium sulfate precipit... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Os nucleotídeos extracelulares são importantes moléculas sinalizadoras, sendo essenciais para o início e manutenção de reações inflamatórias. Estão envolvidos no recrutamento de leucócitos e mastócitos ao sítio inflamatório, na ativação da vasculatura e no prolongamento da ativação inflamatória. Durante o processo inflamatório, o ATP exerce uma série de efeitos. Está envolvido no desenvolvimento da inflamação por um conjunto de ações combinadas: liberação de histaminas de mastócitos, provocando produção de prostaglandinas e produção e liberação de citocinas de células do sistema imune. A adenosina é um potente mensageiro extracelular e tem sido demonstrado que sua produção é aumentada em condições metabólicas desfavoráveis. Os nucleotídeos extracelulares podem ser hidrolisados por uma variedade de enzimas localizadas nas membranas celulares ou presentes na forma solúvel no meio intracelular e/ou extracelular. Assim, as ectonucleotidases desempenham um importante papel no controle da homeostasia dos níveis de nucleotídeos e nucleosídeos extracelulares. Estas enzimas estão ancoradas na membrana plasmática e possuem seu sítio catalítico voltado para o meio extracelular. Entre elas, pode-se destacar a família das ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases (E-NTPases), a família das ecto-pirofosfatase/fosfodiesterase (E-NPP) e a ecto-5´- nucleotidase. Considerando-se o papel pró-inflamatório do ATP e que a adenosina pode atuar como um imunomodulador, neste estudo foi avaliado o efeito in vitro e in vivo do lipopolissacarídeo sobre as ectonucleotidases de linfócitos e plaquetas e as formas solúveis presentes em soro. Nos resultados in vitro, observamos um aumento na hidrólise dos nucleotídeos em linfócitos e na hidrólise de ADP e AMP em plaquetas. Em soro, ocorreu uma diminuição da atividade da NPP. In vivo, observamos um aumento na hidrólise dos nucleotídeos em linfócitos e um decréscimo na hidrólise de todos os nucleotídeos testados em soro. Esses resultados nos permitem observar que as ectonucleotidases apresentam suas atividades diferentemente alteradas in vitro e após a indução de endotoxemia pela administração de LPS. As alterações observadas sugerem que estas enzimas podem atuar na regulação dos níveis extracelulares de nucleotídeos e nucleosídeos em um modelo capaz de desencadear processos inflamatórios. / Extracellular nucleotides are important signalling molecules, which are essential for the beginning and maintenance of inflammatory reactions. They are involved on leukocytes and mastocytes recruitment to the inflammatory site, vascular activation and in the maintenance of inflammatory activation. During the inflammatory process, ATP exerts a number of actions. It has been involved in the inflammation development by a conjunct of actions: release of histamines from mastocytes, triggering prostraglandine production and release of cytokines from immune cells. Adenosine is a potent extracellular messenger and it has been shown that its production is increased under adverse metabolic conditions. Extracellular nucleotides can be hydrolyzed by a variety of extracellular enzymes located on cell membranes or present in soluble forms on the extra and/or intracellular milieu. Thus, ectonucleotidases play an important role in the control of homeostasis on nucleotide and nucleoside levels. These enzymes are anchored in the plasmatic membrane and their catalytic site is faced to the extracellular milieu. These enzymes comprise the ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolyse family (NTPDases), the ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase family (ENPP) and the ecto-5´- nucleotidase. Considering the proinflammatory role of ATP and that adenosine can exert immunomodulatory actions, here we evaluate the in vitro and in vivo effect of lipopolysaccharyde on the ectonucleotidases from lymphocytes, platelets and blood serum of rats. In vitro results have shown an increase on nucleotide hydrolysis in lymphocytes and on ADP and AMP hydrolysis in platelets. In serum, it has been demonstrated a decrease on NPP activity. In vivo, we observed an increase on nucleotide hydrolysis in lymphocytes and a decrease in the hydrolysis of all nucleotides tested in serum. These results suggest that the ectonucleotidases present their activities differentially altered in vitro and after the induction of endotoxemia by LPS administration. The changes observed suggest that these enzymes can act in the regulation of extracellular nucleosides and nucleotides in a model able to trigger inflammatory process.

Orientador: Jane Maria Bertocco Ezequiel / Resumo: A necessidade em proporcionar alternativas de dietas para vacas leiteiras por meio do uso da cana-de-açúcar hidrolisada é cada vez maior. Várias pesquisas foram realizadas com a cana hidrolisada com cal virgem ou hidratada, porém são poucas visando a associação da cana hidrolisada com a silagem de milho, assim como com a ureia pecuária e a ureia protegida. A partir disto, objetivou-se avaliar a inclusão da ureia na hidrólise ou diretamente no cocho sobre: a composição bromatológica e pH; digestibilidade in vitro e aparente; consumo de alimentos; produção e composição do leite; parâmetros sanguíneos e análise parcial de custos. O experimento foi realizado na FCAV/UNESP e APTA-Colina. Foi utilizada a cana-de-açúcar, cultivar IAC 86- 2480 (12 meses - 5º corte). Para a hidrólise foi utilizada a cal hidratada (MgO = 1,5%, CaO total = 72,5%, Ca (OH)2 = 95,5%) e a calda foi preparada na proporção de 0,5 kg de cal em 2 litros de água para 100 kg de cana-de-açúcar picada. Após este processo foi realizado o amontoamento do volumoso e fornecido aos animais 6 horas após a hidrólise. O trabalho foi dividido em quatro experimentos. O primeiro experimento foi realizado em DIC, disposto em esquema fatorial 2 x 2 (2 formas de utilização e 2 tipos de ureia) e avaliado a composição bromatológica e determinação do pH. No experimento 2 avaliou-se a digestibilidade in vitro, utilizando um bovino macho da raça Nelore, castrado e canulado no rúmen, com peso médio de 600 kg, como doador do conteúdo r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Necessity to provide alternative diets for dairy cows through the use of hydrolyzed sugarcane is importantly increasing. The use of hydrolyzed sugarcane is increasingly necessary. Several researches were carried out with the hydrolyzed sugarcane with virgin lime or hydrated, but few are aimed at the association of the hydrolysis sugarcane with the corn silage, as well as with the urea cattle and the urea. From this, the objective was to evaluate the inclusion of urea in the hydrolysis or directly in the trough on: the bromatological composition and pH; in vitro and apparent digestibility; food consumption; milk production and composition; blood parameters and partial cost analysis. The experiment was carried out at FCAV / UNESP and APTA-Colina. Sugarcane was used, cultivar IAC 86-2480 (12 months -5 ° cut). Hydrated lime (MgO = 1.5%, total CaO = 72.5%, Ca (OH) 2 = 95.5%) was used for the hydrolysis and the slurry was prepared in the proportion of 0.5 kg decal in 2 liters of water to 100 kg of chopped sugarcane. After this process, the pile was harvested and fed to the animals 6 hours after the hydrolysis. The work was divided into four experiments. The first experiment was performed in DIC, arranged in a 2 x 2 factorial scheme (2 forms of use and 2 types of urea) and evaluated the bromatological composition and pH determination. In experiment 2 in vitro digestibility was evaluated using a Nelore male bovine, castrated e cannulate in the rumen, with an average weight of 600 kg,... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre