Trichomonas gallinae é um protozoário flagelado que parasita o trato digestivo superior de várias aves, incluindo pombos domésticos, frangos e perus. O estudo dos mecanismos de patogenicidade deste parasito é de fundamental importância, uma vez que a infecção causada pelo mesmo tem envolvido grandes perdas econômicas. Sabe-se que além da função energética, o ATP desempenha inúmeras funções fisiológicas, como sinalização extracelular e mecanismos citolíticos. As concentrações dos nucleotídeos, tais como ATP e ADP, no meio extracelular são controladas por um grupo de enzimas denominadas ectonuncleotidases. Fazem parte deste grupo as NTPDases (nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases) e a ecto-5´- nucleotidase, as quais participam do controle dos níveis extracelulares dos nucleotídeos e nucleosídeos. A presença dessas atividades enzimáticas pode estar associada com a virulência e evasão dos parasitos, servindo como um mecanismo de escape dos efeitos citolíticos do ATP. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar as atividades da NTPDase e 5´-nucleotidase, envolvidas na degradação dos nucleotídeos extracelulares em T. gallinae. A hidrólise de ATP, ADP e AMP foi ativada na presença de cátions divalentes e a adição de quelantes de cátions no meio de incubação reduziu significativamente a atividade específica da NTPDase e 5´-nucleotidase. As enzimas apresentaram ampla especificidade de substrato, observada através da hidrólise de outros nucleotídeos trifosfatados, difosfatados e monofosfatados, quando adicionados ao meio como substrato. O KM para o ATP foi de 65,62 ± 15,55 μM e para o ADP foi de 122,66 ± 3,51 μM. A Vmax para o ATP e o ADP foi de 0,20 ± 0,03 e 0,70 ± 0,09 nmolPi/min/106 trofozoítos, respectivamente. Para o AMP, o KM foi 466 ± 57 μM, com uma Vmax de 3,70 ± 0,59 nmolPi/min/106 trofozoítos. A influência de outras enzimas que hidrolisam nucleotídeos extracelulares foi descartada através do uso de inibidores específicos. A hidrólise do ATP, ADP e AMP indicou a presença de uma cadeia enzimática na superfície do parasito, composta por uma NTPDase e uma ecto-5’-nucleotidase. A presença de atividades enzimáticas capazes de hidrolisar nucleotídeos extracelulares pode representar um mecanismo de sobrevivência dos parasitos nos seus ambientes naturais. A compreensão dos processos bioquímicos extracelulares destes parasitos pode ampliar o conhecimento a respeito dos mecanismos envolvidos no parasitismo. / Trichomonas gallinae is a flagellated protozoan which parasitizes a variety of birds all over the world, including domestic pigeons, chickens and turkeys. The study of patogenicity mechanisms is relevant, since the infection caused by this parasite involves significant economic loss. Besides the energetic function, extracellular ATP plays several physiological functions, such as extracellular signaling and cytolysis. Extracellular nucleotide levels are controlled by group of enzymes named ectonucleotidases. This group of enzymes includes the NTPDases (nucleoside triphosphate diphosphohydrolases) and an ecto-5´-nucleotidase, which participates in the control of extracellular nucleotide and nucleoside levels. The presence of these enzyme activities could be associated with the virulence and evasion of the parasites, escaping from the cytolytic effects of ATP. Therefore, the aim of this study was to characterize the NTPDase and 5´-nucleotidase activities, involved in extracellular nucleotide degradation in T. gallinae. ATP, ADP and AMP hydrolysis were activated in the presence of divalent cations and the addition of cation chelating agents in the incubation medium significantly decreased the specific activity of NTPDase and 5´-nucleotidase. The enzymes presented broad substrate specificity because others triphosphate, diphosphate and monophosphate nucleotides were also hydrolysed when they were added to the mixture as substrates. The KM value for ATP was 65.62 ± 15.55 μM and for ADP was 122.66 ± 3.51 μM. The Vmax values for ATP and ADP were 0.20 ± 0.03 and 0.70 ± 0.09 nmolPi/min/106 trichomonads, respectively. For AMP, KM was 466 ± 57 μM, with the Vmax value of 3.70 ± 0.59 nmolPi/min/106 trichomonads. The influence of other enzymes able to hydrolyze extracellular nucleotides was tested through the use of specific inhibitors. ATP, ADP and AMP hydrolysis indicated the presence of an enzyme chain in the surface of the parasite, composed by an NTPDase and an ecto-5´-nucleotidase. The presence of enzyme activities able to hydrolyze extracellular nucleotides can represent a survival mechanism of the parasites in their natural environments. The study of extracellular biochemical processes of these parasites can improve the knowledge related to the mechanisms involved in the parasitism.

O grande volume de resíduos gerados nos curtumes durante a operação de rebaixamento do couro curtido tem motivado a pesquisa de novas alternativas tecnológicas para tratamento destes resíduos, atualmente dispostos em aterros sanitários controlados. Este trabalho aborda o processo de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento como alternativa de tratamento para este resíduo. Foi utilizada uma enzima do tipo protease de nome comercial Novocor SG. Os fatores controláveis analisados foram a granulometria do resíduo, a concentração de basificante, o tempo de basificação, a concentração de enzima, o tempo de incubação e a temperatura. O processo foi analisado através do emprego de um projeto de experimentos fatorial fracionado para a avaliação dos efeitos dos fatores controláveis e suas interações, buscando-se obter uma solução protéica com baixo teor de cromo. Foi confirmada a possibilidade de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento obtendo-se uma solução protéica com teores de cromo menores do que 0,56 ppm. Este fato demonstra que este processo pode ser empregado como uma alternativa tecnológica para o tratamento da serragem uma vez que a solução protéica obtida possui baixo teor de cromo e a torta de cromo remanescente poderá ser tratada para obtenção de cromo reciclado.

Trichomonas gallinae é um protozoário flagelado que parasita o trato digestivo superior de várias aves, incluindo pombos domésticos, frangos e perus. O estudo dos mecanismos de patogenicidade deste parasito é de fundamental importância, uma vez que a infecção causada pelo mesmo tem envolvido grandes perdas econômicas. Sabe-se que além da função energética, o ATP desempenha inúmeras funções fisiológicas, como sinalização extracelular e mecanismos citolíticos. As concentrações dos nucleotídeos, tais como ATP e ADP, no meio extracelular são controladas por um grupo de enzimas denominadas ectonuncleotidases. Fazem parte deste grupo as NTPDases (nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases) e a ecto-5´- nucleotidase, as quais participam do controle dos níveis extracelulares dos nucleotídeos e nucleosídeos. A presença dessas atividades enzimáticas pode estar associada com a virulência e evasão dos parasitos, servindo como um mecanismo de escape dos efeitos citolíticos do ATP. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar as atividades da NTPDase e 5´-nucleotidase, envolvidas na degradação dos nucleotídeos extracelulares em T. gallinae. A hidrólise de ATP, ADP e AMP foi ativada na presença de cátions divalentes e a adição de quelantes de cátions no meio de incubação reduziu significativamente a atividade específica da NTPDase e 5´-nucleotidase. As enzimas apresentaram ampla especificidade de substrato, observada através da hidrólise de outros nucleotídeos trifosfatados, difosfatados e monofosfatados, quando adicionados ao meio como substrato. O KM para o ATP foi de 65,62 ± 15,55 μM e para o ADP foi de 122,66 ± 3,51 μM. A Vmax para o ATP e o ADP foi de 0,20 ± 0,03 e 0,70 ± 0,09 nmolPi/min/106 trofozoítos, respectivamente. Para o AMP, o KM foi 466 ± 57 μM, com uma Vmax de 3,70 ± 0,59 nmolPi/min/106 trofozoítos. A influência de outras enzimas que hidrolisam nucleotídeos extracelulares foi descartada através do uso de inibidores específicos. A hidrólise do ATP, ADP e AMP indicou a presença de uma cadeia enzimática na superfície do parasito, composta por uma NTPDase e uma ecto-5’-nucleotidase. A presença de atividades enzimáticas capazes de hidrolisar nucleotídeos extracelulares pode representar um mecanismo de sobrevivência dos parasitos nos seus ambientes naturais. A compreensão dos processos bioquímicos extracelulares destes parasitos pode ampliar o conhecimento a respeito dos mecanismos envolvidos no parasitismo. / Trichomonas gallinae is a flagellated protozoan which parasitizes a variety of birds all over the world, including domestic pigeons, chickens and turkeys. The study of patogenicity mechanisms is relevant, since the infection caused by this parasite involves significant economic loss. Besides the energetic function, extracellular ATP plays several physiological functions, such as extracellular signaling and cytolysis. Extracellular nucleotide levels are controlled by group of enzymes named ectonucleotidases. This group of enzymes includes the NTPDases (nucleoside triphosphate diphosphohydrolases) and an ecto-5´-nucleotidase, which participates in the control of extracellular nucleotide and nucleoside levels. The presence of these enzyme activities could be associated with the virulence and evasion of the parasites, escaping from the cytolytic effects of ATP. Therefore, the aim of this study was to characterize the NTPDase and 5´-nucleotidase activities, involved in extracellular nucleotide degradation in T. gallinae. ATP, ADP and AMP hydrolysis were activated in the presence of divalent cations and the addition of cation chelating agents in the incubation medium significantly decreased the specific activity of NTPDase and 5´-nucleotidase. The enzymes presented broad substrate specificity because others triphosphate, diphosphate and monophosphate nucleotides were also hydrolysed when they were added to the mixture as substrates. The KM value for ATP was 65.62 ± 15.55 μM and for ADP was 122.66 ± 3.51 μM. The Vmax values for ATP and ADP were 0.20 ± 0.03 and 0.70 ± 0.09 nmolPi/min/106 trichomonads, respectively. For AMP, KM was 466 ± 57 μM, with the Vmax value of 3.70 ± 0.59 nmolPi/min/106 trichomonads. The influence of other enzymes able to hydrolyze extracellular nucleotides was tested through the use of specific inhibitors. ATP, ADP and AMP hydrolysis indicated the presence of an enzyme chain in the surface of the parasite, composed by an NTPDase and an ecto-5´-nucleotidase. The presence of enzyme activities able to hydrolyze extracellular nucleotides can represent a survival mechanism of the parasites in their natural environments. The study of extracellular biochemical processes of these parasites can improve the knowledge related to the mechanisms involved in the parasitism.

O grande volume de resíduos gerados nos curtumes durante a operação de rebaixamento do couro curtido tem motivado a pesquisa de novas alternativas tecnológicas para tratamento destes resíduos, atualmente dispostos em aterros sanitários controlados. Este trabalho aborda o processo de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento como alternativa de tratamento para este resíduo. Foi utilizada uma enzima do tipo protease de nome comercial Novocor SG. Os fatores controláveis analisados foram a granulometria do resíduo, a concentração de basificante, o tempo de basificação, a concentração de enzima, o tempo de incubação e a temperatura. O processo foi analisado através do emprego de um projeto de experimentos fatorial fracionado para a avaliação dos efeitos dos fatores controláveis e suas interações, buscando-se obter uma solução protéica com baixo teor de cromo. Foi confirmada a possibilidade de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento obtendo-se uma solução protéica com teores de cromo menores do que 0,56 ppm. Este fato demonstra que este processo pode ser empregado como uma alternativa tecnológica para o tratamento da serragem uma vez que a solução protéica obtida possui baixo teor de cromo e a torta de cromo remanescente poderá ser tratada para obtenção de cromo reciclado.

Trichomonas gallinae é um protozoário flagelado que parasita o trato digestivo superior de várias aves, incluindo pombos domésticos, frangos e perus. O estudo dos mecanismos de patogenicidade deste parasito é de fundamental importância, uma vez que a infecção causada pelo mesmo tem envolvido grandes perdas econômicas. Sabe-se que além da função energética, o ATP desempenha inúmeras funções fisiológicas, como sinalização extracelular e mecanismos citolíticos. As concentrações dos nucleotídeos, tais como ATP e ADP, no meio extracelular são controladas por um grupo de enzimas denominadas ectonuncleotidases. Fazem parte deste grupo as NTPDases (nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases) e a ecto-5´- nucleotidase, as quais participam do controle dos níveis extracelulares dos nucleotídeos e nucleosídeos. A presença dessas atividades enzimáticas pode estar associada com a virulência e evasão dos parasitos, servindo como um mecanismo de escape dos efeitos citolíticos do ATP. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar as atividades da NTPDase e 5´-nucleotidase, envolvidas na degradação dos nucleotídeos extracelulares em T. gallinae. A hidrólise de ATP, ADP e AMP foi ativada na presença de cátions divalentes e a adição de quelantes de cátions no meio de incubação reduziu significativamente a atividade específica da NTPDase e 5´-nucleotidase. As enzimas apresentaram ampla especificidade de substrato, observada através da hidrólise de outros nucleotídeos trifosfatados, difosfatados e monofosfatados, quando adicionados ao meio como substrato. O KM para o ATP foi de 65,62 ± 15,55 μM e para o ADP foi de 122,66 ± 3,51 μM. A Vmax para o ATP e o ADP foi de 0,20 ± 0,03 e 0,70 ± 0,09 nmolPi/min/106 trofozoítos, respectivamente. Para o AMP, o KM foi 466 ± 57 μM, com uma Vmax de 3,70 ± 0,59 nmolPi/min/106 trofozoítos. A influência de outras enzimas que hidrolisam nucleotídeos extracelulares foi descartada através do uso de inibidores específicos. A hidrólise do ATP, ADP e AMP indicou a presença de uma cadeia enzimática na superfície do parasito, composta por uma NTPDase e uma ecto-5’-nucleotidase. A presença de atividades enzimáticas capazes de hidrolisar nucleotídeos extracelulares pode representar um mecanismo de sobrevivência dos parasitos nos seus ambientes naturais. A compreensão dos processos bioquímicos extracelulares destes parasitos pode ampliar o conhecimento a respeito dos mecanismos envolvidos no parasitismo. / Trichomonas gallinae is a flagellated protozoan which parasitizes a variety of birds all over the world, including domestic pigeons, chickens and turkeys. The study of patogenicity mechanisms is relevant, since the infection caused by this parasite involves significant economic loss. Besides the energetic function, extracellular ATP plays several physiological functions, such as extracellular signaling and cytolysis. Extracellular nucleotide levels are controlled by group of enzymes named ectonucleotidases. This group of enzymes includes the NTPDases (nucleoside triphosphate diphosphohydrolases) and an ecto-5´-nucleotidase, which participates in the control of extracellular nucleotide and nucleoside levels. The presence of these enzyme activities could be associated with the virulence and evasion of the parasites, escaping from the cytolytic effects of ATP. Therefore, the aim of this study was to characterize the NTPDase and 5´-nucleotidase activities, involved in extracellular nucleotide degradation in T. gallinae. ATP, ADP and AMP hydrolysis were activated in the presence of divalent cations and the addition of cation chelating agents in the incubation medium significantly decreased the specific activity of NTPDase and 5´-nucleotidase. The enzymes presented broad substrate specificity because others triphosphate, diphosphate and monophosphate nucleotides were also hydrolysed when they were added to the mixture as substrates. The KM value for ATP was 65.62 ± 15.55 μM and for ADP was 122.66 ± 3.51 μM. The Vmax values for ATP and ADP were 0.20 ± 0.03 and 0.70 ± 0.09 nmolPi/min/106 trichomonads, respectively. For AMP, KM was 466 ± 57 μM, with the Vmax value of 3.70 ± 0.59 nmolPi/min/106 trichomonads. The influence of other enzymes able to hydrolyze extracellular nucleotides was tested through the use of specific inhibitors. ATP, ADP and AMP hydrolysis indicated the presence of an enzyme chain in the surface of the parasite, composed by an NTPDase and an ecto-5´-nucleotidase. The presence of enzyme activities able to hydrolyze extracellular nucleotides can represent a survival mechanism of the parasites in their natural environments. The study of extracellular biochemical processes of these parasites can improve the knowledge related to the mechanisms involved in the parasitism.

O grande volume de resíduos gerados nos curtumes durante a operação de rebaixamento do couro curtido tem motivado a pesquisa de novas alternativas tecnológicas para tratamento destes resíduos, atualmente dispostos em aterros sanitários controlados. Este trabalho aborda o processo de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento como alternativa de tratamento para este resíduo. Foi utilizada uma enzima do tipo protease de nome comercial Novocor SG. Os fatores controláveis analisados foram a granulometria do resíduo, a concentração de basificante, o tempo de basificação, a concentração de enzima, o tempo de incubação e a temperatura. O processo foi analisado através do emprego de um projeto de experimentos fatorial fracionado para a avaliação dos efeitos dos fatores controláveis e suas interações, buscando-se obter uma solução protéica com baixo teor de cromo. Foi confirmada a possibilidade de hidrólise enzimática da serragem de rebaixamento obtendo-se uma solução protéica com teores de cromo menores do que 0,56 ppm. Este fato demonstra que este processo pode ser empregado como uma alternativa tecnológica para o tratamento da serragem uma vez que a solução protéica obtida possui baixo teor de cromo e a torta de cromo remanescente poderá ser tratada para obtenção de cromo reciclado.

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.

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.

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.

Xilooligossacarídeos (XOS) são produzidos a partir materiais lignocelulósicos contendo xilanos através de métodos químicos, hidrólise enzimática direta de um substrato susceptível à ação de xilanases e outras enzimas líticas, ou uma combinação de tratamentos químicos e enzimáticos. Os XOS são reconhecidos por trazerem benefício a saúde e são considerados ingredientes prebióticos. A utilização de resíduos agro-industriais produzidos no Rio Grande do Sul, tais como a casca de arroz, a casca de soja e o extrato de malte proveniente de cervejarias tornam-se substratos com grande potencial para a produção da enzima xilanase, principalmente em cultivo em estado sólido. Neste trabalho, foram analisados o potencial de diversos fungos selvagens e de um fungo recombinante na produção da enzima xilanase e outras enzimas importantes para a hidrólise de biomassa lignocelulósica, e a aplicação destes microrganismos para a produção de XOS em cultivos em estado sólido. Através de uma seleção de fungos foi possível definir o Aspergillus brasiliensis BLf1 como maior produtor de xilanase em cultivo sobre casca de arroz, obtendo atividade de 120,5 U.g-1 substrato. Nesta seleção foram analisadas também as enzimas celulase, β-glicosidase e β-xilosidase Um planejamento experimental fracionário 2(5-1) deste fungo selecionado e do fungo recombinante Aspergillus nidulans XynC A773 determinaram variáveis que influenciam a produção da enzima xilanase, chegando a uma atividade máxima de 230,7 U.g-1 para A. brasiliensis BLf1 e 187,9 U.g-1 para A. nidulans XynC A773. Posteriormente, estas preparações enzimáticas foram aplicadas à casca de arroz para hidrolisar sua estrutura hemicelulósica polimérica e obter xilolossacarídeos (37,25 mg de XOS.g-1 de substrato e 75,92 mg de XOS.g-1 de substrato, respectivamente). Por fim, foi avaliado o potencial prebiótico de XOS obtidos. Os resultados deste estudo revelaram o crescimento de L. plantarum BL011 e B. lactis BB-12 em XOS, com um aumento de massa celular seca de até 1,7 g.L-1 em 120h. Os resultados obtidos neste trabalho sugerem que é possível a obtenção de XOS a partir de resíduos abundantes no Estado e que os mesmos possuem potencial para serem utilizados como prebióticos, podendo, portanto, ser usados em aplicações relacionadas aos alimentos funcionais. / Xylooligosaccharides (XOS) are produced from lignocellulosic materials containing xylan by chemical methods, direct enzymatic hydrolysis of susceptible substrates using xylanases and other lytic enzymes, or a combination of chemical and enzymatic treatments. XOS are recognized for bringing benefit to health of the host and are considered prebiotic ingredients. The use of lignocellulosic residues produced in Rio Grande do Sul, such as rice husk, soybean hulls, and spent malt from brewery hold potential for the production of xylanase enzyme, especially under solid-state cultivation. In this work, several wild strains of fungi and one recombinant strain were tested for their potential of producing xylanase and their application in solid-state cultivation to obtain XOS. It was possible to define the Aspergillus brasiliensis BLf1 as the best producer of xylanase on rice husk, obtaining an activity of 120.5 U.g-1. Other important lytic enzymes were also analyzed: cellulase, β-glucosidase, and β-xylosidase The statistical experiment fractional factorial design 2(5-1) of cultures of this fungus and of the recombinant strain Aspergillus nidulans XynC A773 defined the variables that influenced the production of xylanase, showing maximal activities of 230.7 U.g-1 for A. brasiliensis BLf1 and 187.9 U.g-1 for A. nidulans XynC A773. Subsequently, these enzymatic preparations were applied to rice husk to hydrolyse its polymeric hemicellulosic structure and obtain xylooligosaccharides (37.25 mg XOS.g-1 substrate and 75.92 mg XOS.g-1 substrate, respectively). Finally, the prebiotic potential of XOS was evaluated by using them to grow L. plantarum BL011 and B. lactis BB-12, showing an increase in the dry cell mass of 1.7 g.L-1 at 120 hours. The results obtained in this research suggest that it is possible to obtain XOS from agro industrial residues of local production and they have the potential to be used as prebiotics, and could be used in food related applications.