A facilitaÃÃo como atenuante do estresse ambiental, resultante de atividades antrÃpicas, entre populaÃÃes microbianas imobilizadas, Ã o principal objetivo do presente estudo, que foi dividido em cinco capÃtulos. O primeiro consta do estado da arte sobre imobilizaÃÃo microbiana, importÃncia das interaÃÃes facilitadoras entre espÃcies sob estresse ambiental e a imobilizaÃÃo celular como ferramenta para aumentar a eficiÃncia de tratamento de poluentes tÃxicos em Ãguas residuÃrias de origem industrial. No segundo capÃtulo, foi definido o tipo de espuma de poliuretano e meio de cultura a ser usado para imobilizaÃÃo natural. No terceiro, testes qualitativos e quantitativos foram realizados para seleÃÃo de linhagens microbianas ambientais com potencial para adesÃo celular. O quarto capÃtulo constou da avaliaÃÃo do efeito de estresse ambiental sobre populaÃÃes microbianas imobilizadas em monocultivo. No quinto e Ãltimo capÃtulo, as linhagens microbianas selecionadas foram imobilizadas consorciadas e foi testado o efeito de estresse fisiolÃgico, sobre o valor adaptativo de populaÃÃes microbianas, indicativo do tipo de interaÃÃo predominante entre espÃcies. O potencial das linhagens para processos de biotransformaÃÃo de poluentes quÃmicos tÃxicos tambÃm foi investigado. Os resultados mostraram a espuma de poliuretano de 23 kg/m3 e caldo Luria-Bertani 1/10 como adequados para retenÃÃo de aproximadamente 107 UFC/cm2 cÃlulas da bactÃria Pseudomonas aeruginosa ATCC 25619. Entre as linhagens microbianas de origem ambiental a bactÃria Serratia marcescens e a levedura C. rugosa mostraram melhor potencial de adesÃo. As cÃlulas dessas culturas, imobilizadas sobre espuma de poliuretano, foram mais resistentes ao fenol que as respectivas cÃlulas em suspensÃo. Quando consorciadas, as duas linhagens apresentaram melhor valor adaptativo na presenÃa do fenol, em relaÃÃo Ãs mesmas cÃlulas imobilizadas em cultivo individual, comprovando a prevalÃncia das interaÃÃoes facilitadoras entre as populaÃÃes avaliadas / The attenuating influence of facilitate or positive interactions between immobilized and associated microbial populations under environmental stresse conditions is the main objective of this study. In this perspective, five chapters were developed. The first shows the state of the art of microbial immobilization, importance of facilitating interactions between species under environmental stress and cell immobilization as a tool to increase the efficiency of treatment of toxic pollutants in industrial wastewaters. In the second chapter was defined the type of polyurethane foam and the culture medium to be used for natural immobilization. In the third, qualitative and quantitative tests were conducted for selection of environmental microbial strains with potential for cell adhesion. The fourth chapter consisted of the evaluation of the effect of environmental stress on microbial populations immobilized in monoculture. In the fifth and last chapter, the selected microbial strains were immobilized in consortium and tested the effect of a physiological stress on the adaptive value of microbial populations, indicative of the predominant type of interaction between the species. The potential of strains for biotransformation processes of toxic chemical pollutants was also investigated. The results showed polyurethane foam of 23 kg/m3 immersed in Luria-Bertani broth diluted ten fold, as appropriate for cell retention of about 107 cells of Pseudomonas aeruginosa ATCC 25619. Among environmental microbial strains the Serratia marcescens bacterium and the yeast C. rugosa showed better adhesion potential. Individual microbial cells immobilized on polyurethane foam were more resistant to phenol than the respective cell suspensions. When associated, the two strains showed better adaptive value in the presence of phenol, compared to the same cells immobilized in individual cultivation, proving the prevalence of facilitative interactions between microbial populations.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aproveitamento integral do pedÃnculo de caju, uma matÃria prima vastamente encontrada no Cearà e pouco aproveitada, aliado a produÃÃo de etanol, produto de valor energÃtico sÃo o foco desse projeto. O suco de caju integral, rico em frutose, glicose, sais e vitaminas, mostrou-se bastante adequado para o uso da levedura Saccharomyces cerevisiae no processo fermentativo alcoÃlico. A busca por melhorias na obtenÃÃo de etanol se deu atravÃs do estudo do uso de leveduras imobilizadas em suporte de bagaÃo de caju (SBC). A imobilizaÃÃo celular vem sendo estudada por inÃmeros pesquisadores e tem se mostrado uma tÃcnica importante devido aos benefÃcios e vantagens possibilitados como o aumento na produtividade. O bagaÃo de caju surge como uma matÃria prima barata e de fÃcil obtenÃÃo para a aplicaÃÃo da tÃcnica de imobilizaÃÃo. Para comparaÃÃo foram estudados os resultados com cÃlulas livres e imobilizadas em alginato de cÃlcio, um conhecido agente de imobilizaÃÃo de cÃlulas por encapsulamento e cÃlulas imobilizadas por adsorÃÃo em bagaÃo de caju. Utilizando cÃlulas imobilizadas em bagaÃo foram realizadas fermentaÃÃes preliminares, consecutivas e de estocagem. Foram verificados os seguintes parÃmetros cinÃticos: produtividade (Qp, g.L-1h-1), eficiÃncia (Ef, %), conversÃo substrato/biomassa (Yx/s, g.g-1) e conversÃo substrato/produto (Yp/s, g.g-1). O suporte de bagaÃo de caju atingiu vantagens com relaÃÃo a adesÃo e altas densidades celulares, gerando elevadas produtividades (≈ 5 g.L-1h-1). Com relaÃÃo a eficiÃncia e a taxa de conversÃo substrato/produto, cÃlulas imobilizadas atingiram valores similares aos obtidos com cÃlulas livres no suco de caju integral (em torno de 90% e 0,47 respectivamente). Outra vantagem foi a durabilidade e possibilidade de reutilizaÃÃo do suporte tornando o processo mais econÃmico, rÃpido e eficiente. O SBC mostrou-se apto a reutilizaÃÃo por no mÃnimo 10 bateladas consecutivas e se manteve estÃvel, em geladeira, por pelo menos 6 meses / The use of cashew apple peduncle, a vast available material found in Cearà that is usually wasted, combined with production of ethanol, is the focus of this project. Cashew apple juice, rich in fructose, glucose, salts and vitamins, is an appropriate raw material for alcoholic fermentation by the yeast Saccharomyces cerevisiae. The search for improvements in ethanol production in this work was achieved through the study of the use of yeast immobilized in cashew apple bagasse support, (SBC). Cell immobilization has been studied by many researchers and has been an important technique because of the possible benefits and advantages as the increase in productivity. Cashew apple bagasse is a cheap and easily accessible raw material to the application of the immobilization technique. As comparison, results with free, immobilized cells in calcium alginate, a known agent for immobilization by encapsulation, and immobilized cells by adsorption on SBC were studied. Preliminary fermentation assays using immobilized cells on SBC were performed, as well as consecutive and storage fermentations. The following kinetic parameters were checked: productivity (Qp, gL-1h-1), efficiency (Ef,%), substrate / biomass yield (Yx / s, g.g-1) and substrate / product yield (Yp / s, g.g - 1). SBC presented advantages, such as high cell densities and adhesion, generating high yields (≈ 5 g.L-1h-1). With respect to efficiency and rate of substrate / product yield, immobilized cells reached values similar to those obtained with free cells in the integral cashew apple juice (about 90% and 0.47 respectively). Another advantage is the durability and possibility of reuse of SBC making the process more economical, fast and efficient. SBC was reused for at least 10 consecutive batches and remained stable, at refrigerator, for 6 months