COSTA, Helen Paula Silva da. Purificação e caracterização de um inibidor de tripsina com atividade antimicrobiana da torta de pinhão-manso (Jatropha curcas L.). 118 f. : Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica. Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-20T13:42:27Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_hpscosta.pdf: 3018720 bytes, checksum: eb4b6b465befb3e7211b53415f21b787 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-23T12:00:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_hpscosta.pdf: 3018720 bytes, checksum: eb4b6b465befb3e7211b53415f21b787 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-23T12:00:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_hpscosta.pdf: 3018720 bytes, checksum: eb4b6b465befb3e7211b53415f21b787 (MD5) Previous issue date: 2012 / The residue (cake) obtained after the extraction of oil from jatropha (Jatropha curcas) seeds for biodiesel production is toxic. Despite of the obstacles related to its use in the animal feed, there are evidences that this residue has great potential for biotechnology applications due to its arsenal of molecules. Thus, the present study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor from jatropha cake, in order to make a better use of this residue. The centesimal composition analysis showed to be the jatropha cake mainly composed of proteins (37.21%), fiber (34.26%) and lipids (19.16%). The crude extract obtained from the jatropha cake under alkaline condition (100 mM sodium borate buffer, pH 10.0) showed the presence of lectin (319.76 HU/gF), papain inhibitor (1,287.38 IU/gF), protease (2.69 AU/gF) and, especially, trypsin inhibitor (1,649.7 IU/gF). The trypsin inhibitor, named JcTI, was purified by fractionation of the crude extract with trichloroacetic acid (2.5%) followed by affinity chromatography (trypsin-sepharose-4B) and molecular exclusion (sephacryl S-200). JcTI is a glycoprotein (6.4% carbohydrates) with molecular mass in the range of 20-21 kDa, pI of 6.6, NH2-terminal sequence (VRDICKKEAERQDLSSCENYITQRRGY) showing identity around 60% with plant albumins and highly stable to heat, pH and salinity. JcTI (500 µg/mL) slowed the growth of important phytopthogenic fungi, including Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum lindemuthianum, Fusarium oxysporum and Fusarium solani. This inhibitor also presented antibacterial activity against human pathogenic bacteria such as Bacillus subtilis, Salmonella choleraesuis and Staphylococcus aureus, with minimum inhibitory concentration less than 5 µg/mL. The results demonstrate the potential of JcTI for biotechnological application as a new defense protein against phytopthogenic fungi and human pathogenic bacteria. / O resíduo (torta) obtido após a extração de óleo das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas) para a produção de biodiesel é tóxico. Apesar dos entraves relacionados à sua utilização na alimentação animal, existem evidências de que esse resíduo tem grande potencial de utilização biotecnológica graças ao arsenal de moléculas que o constitui. Assim, o presente trabalho teve como foco a purificação e caracterização de um inibidor de tripsina da torta de pinhão-manso, vislumbrando um maior aproveitamento desse resíduo. A análise da composição centesimal revelou ser a torta de pinhão-manso composta principalmente por proteínas (37,21%), fibras (34,26%) e lipídios (19,16%). O extrato bruto obtido a partir da torta sob condição alcalina (tampão borato de sódio 100 mM, pH 10,0) mostrou a presença de lectina (319,76 UH/gF), inibidor de papaína (1.287,38 UI/gF), protease (2,69 UA/gF) e, principalmente, de inibidor de tripsina (1.649,7 UI/gF). O inibidor de tripsina, denominado JcTI, foi purificado do extrato bruto por fracionamento com ácido tricloroacético (2,5%) seguido de cromatografias de afinidade (tripsina-sepharose-4B) e de exclusão molecular (sephacryl S-200). JcTI é uma glicoproteína (6,4% de carboidratos) com massa molecular na faixa de 20-21 kDa, pI de 6,6, sequência NH2-terminal (VRDICKKEAERQDLSSCENYITQRRGY) exibindo similaridade em torno de 60% com albuminas vegetais e altamente estável ao calor, salinidade e pH. JcTI (500 µg/mL) retardou o crescimento de vários fungos fitopatogênicos de importância agrícola, incluindo Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum lindemuthianum, Fusarium oxysporum e Fusarium solani. Esse inibidor também mostrou atividade antibacteriana frente a bactérias patogênicas ao homem, tais como Bacillus subtilis, Salmonella choleraesuis e Staphylococcus aureus, com concentração inibitória mínima inferior a 5 µg/mL. Os resultados obtidos demonstram o potencial do JcTI para aplicação biotecnológica como uma nova proteína de defesa contra fungos fitopatogênicos e bactérias patogênicas ao homem.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-20T13:36:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-20T13:38:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Jatropha curcas L. is a euphorbiaceous oilseed plant considered toxic to humans and animals due to the presence of phorbol esters (PEs). Traditionally, the detection of these toxic compounds has been done in J. curcas seeds and derivates via chromatographic separation methods such as HPLC-UV and HPLC-MS. Although efficient, these techniques are laborious and require high time and solvent consumption, thus it would be interesting the development of new analytical methods to determine these compounds with more practicality. Probe electrospray ionization is frequently used in ambient mass spectrometry allowing analysis with minimum sample preparation. However, for complex samples analysis, this technique presents low sensitivity and ionization suppression. In this study, a molecularly imprinted polymer-coated probe electrospray ionization mass spectrometry (MIPCPESI-MS) method was developed for determination of phorbol esters in methanolic extracts of Jatropha curcas leaves with direct extraction form the ionization source. The synthesized molecularly imprinted polymer (MIP) proved to be adequate for extraction of the PEs in methanolic extracts of J. curcas leaves with better performance as extraction phase in comparison with the non-imprinted polymer (NIP). The MIPCPESI method allowed detection of phorbol 12,13-diacetate (PDA) and other three PEs metabolite ions from Jatropha leaves with minimal sample preparation, and with higher signal intensities compared to analysis with conventional PESI. For the PDA, calibration curve exhibited linearity with R2 > 0.99, LOD and LOQ in µg.mL-1 range, precision and accuracy values, respectively, between 4.06 to 13.49% and -1.60 to -15.26 %. Finally, MIPCPESI was employed for PDA quantification in methanolic extracts of six different J. curcas leaves genotypes resulting in concentrations ranging from 222.19 ± 23.55 to 528.23 ± 19.72 µg.g-1 for toxic samples. / A Jatropha curcas L. é uma oleaginosa euforbiácea considerada tóxica para humanos e animais devido à presença de ésteres de forbol (PEs). Tradicionalmente, a detecção destes compostos tóxicos tem sido feita em tortas e sementes de J. curcas por meio do uso de técnicas de separação cromatográfica como HPLC-UV e HPLC-MS que apesar de eficientes são laboriosas e requerem alto consumo de tempo e solventes. Dessa forma, seria interessante o desenvolvimento de novas técnicas analíticas para determinação desses compostos com maior praticidade. Probe electrosrpay ionization (PESI) é uma das técnicas de ionização utilizadas na espectrometria de massas ambiente que permite análises rápidas com mínimo preparo de amostras. No entanto, para análise de amostras complexas essa técnica apresenta baixa sensibilidade e supressão iônica. Neste estudo, foi desenvolvido um método de análise por espectrometria de massas por Probe electrospray revestido com polímero molecularmente impresso (MIPCPESI-MS) para determinação de ésteres de forbol em extratos metanólicos de folhas de Jatropha curcas com extração direta da fonte de ionização. O polímero molecularmente impresso (MIP) sintetizado mostrou-se adequado para extração de PEs em extratos metanólicos de folhas de J. curcas tendo melhor desempenho como fase extratora quando comparado ao polímero não molecularmente impresso (NIP). O método MIPCPESI-MS possibilitou a detecção do forbol 12,13-diacetato (PDA) e de outros três íons metabólitos presentes nas folhas de J. curcas com mínimo preparo de amostras e com maior intensidade de sinais quando comparado às análises com PESI convencional. Para o PDA, a curva de calibração apresentou linearidade com R2 > 0.99, LOD e LOQ na faixa de µg.mL-1, valores de precisão entre 4.06 e 13.49 % e exatidão entre -1.60 e -15.26 %. Posteriormente, o método MIPCPESI foi empregado na quantificação de PDA em seis extratos metanólicos de diferentes genótipos de folhas de J. curcas resultando em valores concentrações entre 222.19 ± 23.55 a 528.23 ± 19.72 µg.g-1 nas amostras tóxicas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O pinhÃo-manso (Jatropha curcas L.) à uma planta oleaginosa, pertencente à famÃlia Euphorbiaceae, cujas sementes sÃo reconhecidas como matÃria-prima com potencial para a produÃÃo de Ãleo. Essa planta tambÃm à considerada tolerante a condiÃÃes adversas, tais como dÃficit hÃdrico e deficiÃncia nutricional do solo, o que favorece o seu cultivo em regiÃes Ãridas e semiÃridas. Objetivou-se avaliar os efeitos do estresse salino sobre a germinaÃÃo e a mobilizaÃÃo das reservas de sementes e plÃntulas de pinhÃo-manso, por meio de anÃlises bioquÃmicas, fisiolÃgicas e ultraestruturais. Os parÃmetros germinativos foram negativamente afetados pelo estresse salino, observando-se reduÃÃes significativas principalmente no percentual de germinaÃÃo e no Ãndice de velocidade de germinaÃÃo. Similarmente, a matÃria seca, avaliada no eixo embrionÃrio e no endosperma, foi reduzida pela salinidade. Com relaÃÃo aos compostos de reserva, os lipÃdios foram os mais abundantes, correspondendo a 64,0% da matÃria seca do endosperma da semente quiescente. Estes compostos apresentaram forte retardo em sua mobilizaÃÃo em condiÃÃo de estresse salino. As proteÃnas, a segunda reserva mais abundante (21,3%), tambÃm tiveram sua mobilizaÃÃo severamente afetada pelo tratamento salino. O amido foi detectado em pequena quantidade (5,5%), porÃm, verificou-se o aumento transiente de seu teor aos 5 dias apÃs a semeadura (DAS), que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios, em condiÃÃes controle. Entretanto, em condiÃÃes de estresse salino, o amido foi pouco mobilizado. Os produtos da mobilizaÃÃo das reservas, em condiÃÃes controle, principalmente os aÃÃcares nÃo-redutores e aminoÃcidos livres aumentaram no endosperma, enquanto que, sob condiÃÃes de salinidade, eles foram pouco alterados. AlÃm disso, as anÃlises citoquÃmicas e ultraestruturais confirmaram a abundante quantidade de lipÃdios e proteÃnas, sendo detectados inÃmeros corpos proteicos e lipÃdicos no citoplasma das cÃlulas endospÃrmicas dessas sementes. A salinidade tambÃm promoveu alteraÃÃes morfolÃgicas e ultraestruturais nas cÃlulas endospÃrmicas durante a germinaÃÃo e desenvolvimento de plÃntulas. O presente estudo tambÃm avaliou o metabolismo lipÃdico atravÃs da anÃlise da composiÃÃo dos Ãcidos graxos do endosperma e da anÃlise da atividade enzimÃtica e da expressÃo gÃnica das enzimas lipase, liase do isocitrato e sintase do malato. Os Ãcidos graxos insaturados foram os mais abundantes, destacando-se o oleico e o linoleico-linolÃnico, que apresentaram incrementos em seus teores, em condiÃÃes controle, ao longo do perÃodo avaliado, porÃm, sob estresse salino foram pouco alterados. A lipase apresentou incremento na sua atividade ao longo da germinaÃÃo, que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios observada no controle. Similarmente, a reduÃÃo dessa atividade foi correspondente ao retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios em condiÃÃo de estresse salino. A atividade enzimÃtica da liase do isocitrato nÃo apresentou diferenÃas significativas entre os tratamentos atà Ãs 96 horas apÃs a semeadura (HAS), porÃm apÃs esse perÃodo, verificaram-se as maiores reduÃÃes na condiÃÃo de estresse salino, quando comparado ao controle. Jà a atividade da sintase do malato foi significativamente maior em condiÃÃes controle atà Ãs 144 HAS, entretanto, a partir desse perÃodo, essa atividade se mostrou superior em condiÃÃes salinas. Verificaram-se reduÃÃes na atividade dessas enzimas em decorrÃncia do estresse, o que teve correlaÃÃo com as mudanÃas na expressÃo dos genes da lipase e liase do isocitrato. Portanto, pode-se concluir que a salinidade contribuiu para o retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios, a principal reserva encontrada nas sementes de J. curcas, o que foi correlacionado a reduÃÃo na atividade das enzimas envolvidas no seu metabolismo. / Jatropha curcas L. is an oilseed species belonged to Euphorbiaceae family, whose seeds are recognized as promising source for biodiesel production. Its ability to survive in adverse conditions, such as water stress and poor nutritional soil, is noteworthy, which favors its cultivation in arid and semiarid regions. Here we evaluate the negative effects promoted by NaCl salt stress on seed germination, reserve mobilization of J. curcas through biochemical, physiological and ultrastructural analysis. The seed germination parameters were significantly affected by salt stress, being observed that the main parameters affected were germination percentage and germination speed index. Similarly, the embryo and endosperm dry mass were reduced by Na+ and Cl- increase in the medium. Considering the reserve compounds, the most abundant reserve of these seeds were the lipids, which corresponded to 64.0% of endosperm seed quiescent dry mass. They showed a stronger delay in reserve mobilization under saline conditions. Proteins were the second most important reserve (21.3%), being severally affected by salinity. The starch was detected in little amount (5.5% of quiescent seed dry mass), however there was a transient increase in this contents at 5 DAI (days after imbibition), which was correlated to the intense lipid mobilization, in control conditions. On the other hand, in salinity, it was observed that starch mobilization was reduced. The seed reserve products (mainly non-reducing sugars and free amino acids) were increased in endosperm in control in relation to quiescent seed, during germination, whereas for salt conditions, these products were few changed. Additionally, cytochemical and ultrastructural analyses confirmed the large amount of protein and lipid bodies in endosperm cells, reaching the identification of a huge amount of protein and lipid bodies. Salt stress promoted morphological and ultrastructural changes in endospermic cells, during germination and seedling development confirming the biochemical analyses. The present study also evaluated the lipid metabolism, using the fatty acid composition analysis and enzymatic and expression genic analyses for lipase, isocitrate liase, malate sintase. The unsaturated fatty acids were the most abundant, highlighting oleic (C18:1) and linoleic-linolenic (C18:2; C18:3), showing increase in their contents, in control conditions, during the evaluated period. However, the fatty acids practically were not changed in salinity conditions. Lipase showed increase in their activity during germination, which corresponded to intense mobilization in lipids in control. In similar way, the reduction of this activity happened in salinity, correlating to lipid delay mobilization. The evident delay of protein and oil body mobilization could strongly affect initial seedling development. The liase isocitrate activity did not show significant differences between treatments until 96 hours after imbibition (HAI), however, following this period, it was verified the strongest reduction in salt stress condition. The activity of malate synthase was not significantly higher in control conditions until 144 HAI, however, following this period, this activity was higher in salinity. It were verified reductions in enzymatic activity due to salt stress, which were correlated to gene expression changes of lipase and isocitrate lyase. Therefore, salinity contributed negatively to lipid mobilization, the main reserve of J. curcas seeds, which was correlated to reduction in activity of the enzymes involved in lipid metabolism.

Ce travail porte sur la caractérisation physico-chimique de l'huile de Jatropha Curcas et sa capacité à remplacer l'huile minérale dans les transformateurs de puissance. Ce produit présente plusieurs avantages sur les autres huiles végétales comme l'huile de palme ou l'huile de colza, qui recommandent sa production et son utilisation. En effet, la plante de Jatropha Curcas peut être cultivée sur des sols pauvres à faibles précipitations, évitant ainsi d'utiliser des sols plus fertiles pour sa culture permettant ainsi aux petits exploitants de réserver leurs terres aux cultures de base. Cette plante peut pousser facilement dans des zones où les niveaux de précipitations annuelles sont nettement inférieures à celles requises par d'autres espèces telles que le colza, le tournesol, le soja, le maïs, le palmier à huile et d'autres. Elle peut être cultivée sur tous les types de sol en Indonésie, même sur des terres arides, dans de nombreuses régions de l'Indonésie orientale, inexploitées en raison des difficultés à planter d'autres cultures. En outre, l'huile de Jatropha Curcas est un produit non alimentaire. En faisant subir à l’huile de Jatropha Curcas brute une estérification à base alcaline avec de l'hydroxyde de potassium (KOH), on obtient de l’huile de méthylester de Jatropha Curcas (JMEO) dont la viscosité et l’acidité sont acceptables pour les équipements à haute tension en particulier pour les transformateurs de puissance. Les propriétés physico-chimiques et électriques de JMEO ont été mesurées ainsi que celles de l'huile minérale (MO) pour la comparaison. Pour les propriétés physico-chimiques, il s’agit de la densité relative, la teneur en eau, la viscosité, l'acidité, l'indice d'iode, la corrosivité, le point d'éclair, le point d'écoulement, la couleur, l'examen visuel, et la teneur en ester méthylique. Quant aux propriétés électriques, elles concernent la rigidité diélectrique sous différentes formes de tension (alternative, continu et choc de foudre), les phénomènes de pré-claquage et de claquage sous choc de foudre, les décharges glissantes sur les surfaces de carton comprimé, immergé dans JMEO et MO. Les résultats obtenus montrent que les tensions de claquage moyennes en continu et en choc de foudre des huiles JMEO et MO sont très proches ; la tension de claquage moyenne de JMEO est même plus élevée que celle de l'huile minérale (de type naphténique). La mesure des tensions de claquage des mélanges d'huiles «80% JMEO + 20% MO» et «50% JMEO et 50% MO» montrent que la tension de claquage du mélange «80% JMEO + 20% MO» est toujours supérieure à celle de l'huile minérale sous tensions alternative et continue. Cela indique que le mélange d'huile minérale et de JMEO avec un rapport de 20:80 ne dégrade pas ses performances. Le mélange d'huiles peut se produire lors du remplacement de l'huile minérale par JMEO dans les transformateurs installés et en exploitation. L'analyse des caractéristiques des streamers (la forme, le temps d'arrêt, le courant associé et la charge électrique) se développant dans les huiles JMEO et MO sous tension impulsionnelle de foudre, montre une grande similitude. Aussi, la longueur finale (Lf) et la densité des branches des décharges surfaciques se propageant sur le carton comprimé immergé dans l'huile de Jatropha Curcas de méthylester (JMEO) et de l'huile minérale (MO), sous tensions de choc de foudre positif et négatif (1,2/50 μs), pour deux configurations d'électrodes divergentes (électrode pointe haute tension perpendiculaire et tangente au carton, respectivement), sont fortement influencées par l'épaisseur du carton comprimé. Pour une épaisseur donnée, Lf augmente avec la tension et décroît lorsque l'épaisseur augmente. Lf est plus long lorsque la pointe est positive que lorsque la pointe est négative. Pour une tension et une épaisseur du carton comprimé donnée, les valeurs de Lf dans l’huile minérale et l’huile JMEO sont très proches. [...] / This work is aimed at the investigation of the physicochemical characterization of Jatropha Curcas seeds oil and its capacity to be an alternative option to replace mineral oil in power transformers. This product presents several advantages that recommend both its production and usage over those of other vegetable oils as crude palm oil and rapeseeds oil. Indeed, it may be grown on marginal or degraded soils avoiding thus the need to utilize those more fertile soils currently being used by smallholders to grow their staple crops; and it will readily grow in areas where annual rainfall levels are significantly lower than those required by other species such as palm oil, rape-seeds oil, sunflower oil, soybeans oil, corn oil and others. For instance, these plants can grow on all soil types in Indonesia, even on barren soil. The barren soil types can be found in many parts of eastern Indonesia that remain untapped because of the difficulty planted with other crops. Moreover, jatropha curcas oil is nonfood crops. Jatropha Curcas oil was processed by alkali base catalyzed esterification process using potassium hydroxide (KOH) to produce Jatropha Curcas methyl ester oil (JMEO) has a viscosity and a acidity that are acceptable for high voltage equipment especially in power transformer. The physicochemical and electrical properties of JMEO were measured as well as those of mineral oil (MO) for comparison. The physicochemical properties cover relative density, water content, viscosity, acidity, iodine number, corrosivity, flash point, pour point, color, visual examination, and methyl ester content. Meanwhile the electrical properties cover dielectric strength under AC, DC and lightning impulse voltages, pre-breakdown / streamers under lightning impulse voltage, creeping discharge over pressboard immersed in JMEO and MO. The obtained results show that the average DC and lightning impulse breakdown voltages of JMEO and MO are too close, even the average AC breakdown voltage of JMEO are higher than that of mineral oil (napthenic type). The measurement of breakdown voltages of two oil mixtures namely “80% JMEO + 20% MO” and “50% JMEO and 50% MO” shows that the breakdown voltage of the first mixture (i.e., “80%JMEO+20%MO”) is always higher than that of mineral oil under both AC and DC voltages. This indicates that mixing 20:80 mineral oil to JMEO ratio does not degrade its performance. The mixing of oils can occur when replacing mineral oil by JMEO in installed transformers. The analysis of the streamers characteristics (namely; shape, stopping length, associated current and electrical charge) developing in JMEO and MO under lightning impulse voltages, shows that these are too close (similar). It is also shown that the stopping (final) length Lf and the density of branches of creeping discharges propagating over pressboard immersed in Jatropha Curcas methyl ester oil (JMEO) and mineral oil (MO), under positive and negative lightning impulse voltages (1.2/50 μs), using two divergent electrode configurations (electrode point perpendicular and tangential to pressboard), are significantly influenced by the thickness of pressboard. For a given thickness, Lf increases with the voltage and decreases when the thickness increases. Lf is longer when the point is positive than with a negative point. For a given voltage and thickness of pressboard, the values of Lf in mineral oil and JMEO are very close. It appears from this work that JMEO could constitute a potential substitute for mineral oil for electrical insulation and especially in high voltage power transformers.

Master of Agribusiness / Department of Agricultural Economics / Vincent R. Amanor-Boadu / Biofuels such as ethanol and biodiesel are looked upon as the future source of alternative energy. These biofuels will supplement the needs of the ever increasing demand for fuel. Bio-energy feedstock is in high demand and current bio-crude oil prices such as soybeans and palm oil are higher than fossil fuel crude oil prices. Unless the price of fossil fuel crude oil increases beyond that, it would not be economically viable to produce biofuels from these feedstock. Jatropha curcas has been touted as the future of biodiesel. The seeds from the Jatropha curcas are crushed and processed using transesterification. The product of the chemical reaction results in bio-oil and glycerin. The objective of this paper is to study the economics of Jatropha curcas as an alternative bio-energy feedstock. Comparisons are done on Jatropha curcas oil, soybean oil, and palm oil. The Jatropha curcas industry is at its infancy, and crude Jatropha curcas oil is either not available in the open market or extremely difficult to find in any significant amount. However, soybean oil and crude palm oil are traded commodities and their prices are dependent on their demand and supply pressures. Given these conditions, the approach adopted here involved the establishment of a vertically integrated company that grows and harvests the Jatropha curcas feedstock and crushes the seeds to obtain the crude oil, and finally processes it to obtain biodiesel and glycerin. The financial analysis provided results that indicate that the Jatropha curcas has the potential to be a successful feedstock. The conclusion after conducting net present value comparisons shows that the price per kilogram of the Jatropha curcas seed would be the determining factor in the success of this bio-fuel feedstock. As more work goes into the genetic selection of Jatropha curcas for high yield varieties, the feedstock’s potential increases and its potential as a solution to the search for the competitive sources of biodiesel becomes more real.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michelle_Cristina_Ajala.pdf: 881476 bytes, checksum: 0026973c05e1d9584bc3f31db5381e4b (MD5) Previous issue date: 2009-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to compare containers for seedling production and to test the addition of hydrogel at planting of physic nut in West of Paraná. In the first experiment seedlings were produced with different volumes of containers, which were measured twice a month for height of the seedlings, collar diameter and percentage of survival. Them the seedlings were taken to field where they were measured every three months for seedling height, collar diameter, percentage of survival, number of branches, number of junctions, number of leaves and leaf area index. In a second test seedlings were produced from three different provenances, and had been added hydrogel at planting. This study showed the best results to the tubettes of 120 cm3, it also showed higher averages in percentage of survival (84,38%) while the mean in height increases did not differ statistically in treatment bags, which showed the highest average for this variable increments (1,48 cm). In field developing there was no significance differences in any of the variables. In the second test were not significant differences between the provenances, and between the use of hydrogel or not. Thus the use of hidrorretentor was not necessary to the seedlings of physic nut planted during spring in Paraná / Este trabalho objetivou comparar recipientes para produção de mudas de pinhão manso no oeste paranaense e testar a adição de hidrogel no momento do plantio em mudas de pinhão manso. No primeiro ensaio foram produzidas mudas com diferentes volumes de recipientes, nos quais foram mensuradas quinzenalmente a altura das mudas, o diâmetro de colo e a porcentagem de sobrevivência e após levadas a campo foram mensuradas trimestralmente altura das mudas, diâmetro de colo, porcentagem de sobrevivência, número de ramos, número de bifurcações, número de folhas e índices de área foliar. Em um segundo ensaio foram produzidas mudas oriundas de três procedências distintas, nas quais foram adicionados um hidrogel, no plantio. Com este estudo pode-se perceber que o recipiente que apresentou melhores resultados foi o tubete de 120 cm3, pois apresentou maiores médias em porcentagem de sobrevivência (84,38%) enquanto as médias em incrementos em altura não diferiram estatisticamente do tratamento sacos plásticos, o qual apresentou maiores incrementos médios para esta variável (1,48 cm). No desenvolvimento a campo não houve significância em nenhuma das variáveis analisadas. No segundo ensaio também não foram encontradas diferenças significativas entre as procedências, assim como entre o uso ou não de hidrogel, ou seja, não sendo necessário o uso deste hidrorretentor em mudas de pinhão manso plantadas na primavera no este paranaense

This study aimed to investigate the association of three species of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi (Rhizophagus intraradices; Gigaspora albida and Claroideoglomus etunicatum) with J. curcas, and the effect this symbiosis in developing pre-mycorrhizal seedlings submitted to salt stress at home vegetation. Two experiments were conducted, the first to investigate the association of the fungus to the plant, in a completely randomized design with five treatments (control, isolated species and three inoculated together-MIX) and six repetitions. The second trial was completely randomized blocks in a factorial 4 x 2, with four levels of NaCl (2, 5, 8 and 10 dS / m), and presence or absence of mycorrhizae (MIX), which were evaluated mycorrhizal dependency (MD) and the development of seedlings in salinity soil. The three species of mycorrhizal fungi are associated with J. curcas both in isolation, as when inoculated together. The interaction between these factors showed that the control plants did not differ presence of mycorrhizae, whereas in the saline treatments, pre-mycorrhizal seedlings grew better than non-inoculated. The MD was higher in saline treatments and moderate stress (5 dS / m) provided the best results for this index. Salinity reduced the size of plants, photosynthetic performance, the photosynthetic pigment content, the amount of calcium, potassium, phosphorus and magnesium in the leaves and increased absorption of sodium and chlorine, lipid peroxidation, the activity of antioxidant enzymes and the concentration of proline. Pre-mycorrhizal plants had higher mass, height, stem diameter, number of leaves, leaf area, area ratio pillar, specific leaf area, reduced biomass allocation in leaves and larger, at root, increased root / shoot , higher photosynthetic rate and pigment content, lower activity of antioxidant enzymes, lipid peroxidation reduction, and increased proline content compared to plants not inoculated in the same saline conditions. In seedlings with AMF, high photosynthetic rate, coupled with the large amount of salts in the leaves, the significant increase in proline content and the absence of lipid peroxidation indicates a mechanism mitigating the effect of salinity associated with the presence of mycorrhizae. Therefore, J. curcas seedlings previously mycorrhizal are an alternative to the cultivation of the species under salt stress. / O objetivo deste estudo foi verificar a associação de três espécies de fungos micorrízicos arbusculates (FMAs) (Rhizophagus intraradices; Gigaspora albida e Claroideoglomus etunicatum) com Jatropha curcas L., e o efeito desta simbiose no desenvolvimento de mudas pré-micorrizadas, submetidas a estresse salino, em casa de vegetação. Foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro para verificar a associação dos fungos à planta, em delineamento inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (controle, espécies isoladas e as três inoculadas em conjunto-MIX) e seis repetições. O segundo experimento foi em blocos inteiramente casualizados, num esquema fatorial 4 x 2, com quatro níveis de NaCl (2, 5, 8 e 10 dS / m), e presença ou não de micorrizas (MIX), onde foram avaliados a dependência micorrízica (DM) e o desenvolvimento das mudas em solo salinizado. As três espécies de FMAs se associam a J. curcas tanto de forma isolada, como quando inoculadas em conjunto. A interação entre os fatores mostrou que plantas do tratamento controle não diferem quanto presença de micorrizas, enquanto que, nos tratamentos salinos, as mudas pré-micorrizadas se desenvolveram melhor que as não micorrizadas. A DM foi maior nos tratamentos salinos e o estresse moderado (5 dS / m) proporcionou o melhor resultado para este índice. A salinidade reduziu o tamanho das plantas, o desempenho fotossintético, o teor de pigmentos fotossintéticos, a quantidade de cálcio, potássio, fósforo e magnésio nas folhas, e aumentou a absorção de sódio e cloro, a peroxidação de lipídios, a atividade das enzimas antioxidantes e a concentração de prolina. As plantas pré-micorrizadas apresentaram maior massa, altura, diâmetro do coleto, número de folhas, área foliar, razão de área filar, área foliar específica, menor alocação de biomassa nas folhas e maior, na raiz, aumento da relação raiz/parte aérea, maior taxa fotossintética e teor de pigmentos, menor atividade de enzimas antioxidantes, redução da peroxidação lipídica e aumento no teor de prolina em relação às plantas não micorrizadas, nas mesmas condições salinas. Nas mudas com FMAs, a alta taxa fotossintética, associada a grande quantidade de sais nas folhas, ao aumento expressivo do teor de prolina e a ausência da peroxidação de lipídios indica que há um mecanismo mitigador do efeito da salinidade associado à presença de micorrizas. Portanto, mudas de J. curcas previamente micorrizadas são uma alternativa para o cultivo da espécie sob estresse salino.

JUCÁ, Thiago Lustosa. Estudo proteômico de sementes em desenvolvimento e maduras de pinhão manso (Jatropha curcas L.). 2010. 102 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2010. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-13T12:51:05Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_tljuca.pdf: 10957597 bytes, checksum: 3f8772ad2102c447a821263267f58114 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-14T22:57:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_tljuca.pdf: 10957597 bytes, checksum: 3f8772ad2102c447a821263267f58114 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T22:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_tljuca.pdf: 10957597 bytes, checksum: 3f8772ad2102c447a821263267f58114 (MD5) Previous issue date: 2010 / Although the potential of the seed Jatropha as a source of raw material for the production of biodiesel is widely recognized, little is known about the deposition patterns of oil and protein during seed development. The availability of this knowledge will be crucial for the creation of new genotypes to meet the demand from the biodiesel industry. In this study, we performed an initial proteomic analysis of the endosperm in developing and mature in order to identify proteins involved in fatty acid metabolism as well as proteins with allergenic properties / toxic / antinutritional that are responsible for marking the residue of oil extraction unsuitable for consumption animal. Through two-dimensional electrophoresis (2DE) were established reference maps of protein fractions from the endosperm of the seed development (ESD) and mature (ESM), which were obtained by exploring the properties of differential solubility of proteins in the endosperm. These reference maps, 1480 spots in total were selected (712 "ESD" and 768 "ESM"), removed from the 2DE gel and digested with trypsin for subsequent analysis by mass spectrometry. Were used for searching the databases NCBInr and a local database of ESTs from developing seeds and during germination of Jatropha. A total of 525 spots were identified and classified functionally. Although most of the proteins identified were related reservation function, proteins involved in biosynthetic pathways of fatty acids were identified and diterpenes, as well as various metabolic-related proteins, protease inhibitors and curcina toxic protein. The relatively low rate of identification obtained in this study may in part be attributed to the fact that there is extensive databases for this species. The results presented here represent the first in-depth analysis of the deposition pattern and identification of proteins from seeds of Jatropha and lay the foundations on which the complete proteome of seeds of Jatropha can be established. / Embora o potencial das sementes de pinhão manso como fonte de matéria prima para a produção de biodiesel seja amplamente reconhecido, pouco se sabe sobre os padrões de deposição de óleo e proteína durante o desenvolvimento da semente. A disponibilidade deste conhecimento será de fundamental importância para a criação de novos genótipos que atendam a demanda das indústrias do biodiesel. Neste trabalho, foi realizada uma análise proteômica inicial do endosperma em desenvolvimento e maduro, objetivando identificar proteínas envolvidas no metabolismo de ácidos graxos assim como proteínas com propriedades alergênicas/tóxicas/antinutricionais que são responsáveis por tornar o resíduo da extração do óleo inadequado para o consumo animal. Através de eletroforese bidimensional (2DE) foram estabelecidos mapas de referência das frações protéicas do endosperma de sementes em desenvolvimento (ESD) e maduras (ESM), que foram obtidas explorando as propriedades de solubilidade diferencial das proteínas do endosperma. Desses mapas de referência, um total 1480 spots foram selecionados (712 “ESD” e 768 “ESM”), retirados dos géis 2DE e digeridos com tripsina para posterior análise por espectrometria de massa. Foram utilizados para as buscas, os bancos de dados do NCBInr e um banco de dados local de ESTs de sementes em desenvolvimento e durante a germinação de sementes de pinhão manso. Um total de 525 spots foram identificados e classificados funcionalmente. Embora a maioria das proteínas identificadas fosse relacionadas com função de reserva, proteínas envolvidas em vias biossintéticas dos ácidos graxos e dos diterpenos foram identificadas, assim como várias proteínas relacionadas com metabolismo, inibidores de protease e a proteína tóxica curcina. A taxa de identificação relativamente baixa obtida neste estudo pode em parte ser atribuída ao fato de não existir bancos de dados extensos para esta espécie. Os resultados aqui apresentados representam a primeira análise em profundidade do padrão de deposição e identificação das proteínas de sementes de pinhão manso e fixam as bases sobre as quais o proteoma completo de sementes de pinhão manso poderá ser estabelecido.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-03Bitstream added on 2014-06-13T19:00:12Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_khp_me_botfca.pdf: 390066 bytes, checksum: fb96e0ea61ad34618a964b5ff8e55716 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma espécie perene com grande potencial para produção de biodiesel, pois apresenta rápido crescimento é de fácil cultivo e com capacidade de adaptação às diversas condições edafoclimáticas. O presente trabalho tem como objetivo avaliar, por meio de teste de progênies, a variabilidade genética de progênies de pinhão manso para as características de crescimento: altura, diâmetro do colo e número de ramos. Foi implantado um teste de progênies na Fazenda São Manuel, localizada no município de São Manuel - SP, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Campus de Botucatu. O espaçamento utilizado foi de 4,0 x 2,5 m, em blocos casualizados. Foram analisadas altura, diâmetro da base e número de ramos das plantas de 28 progênies, procedentes principalmente da EPAMIG, e obtidas às estimativas de parâmetros genéticos. As médias de altura e diâmetro foram aos seis meses de 52,38 e 2,91, aos 12 meses 68,87 e 3,98, aos 18 meses 82,31 e 4,23 e aos 24 meses 108,78 e 5,04, respectivamente. Detectou-se diferença estatística pelo Teste F, em nível de 5% de probabilidade, indicando haver variabilidade entre as progênies. As estimativas dos coeficientes de variação genética individual (CVgi) e coeficiente de variação genética de progênies (CVgp) aos 24 meses foram de 26,7 e 13,4% para altura; 15,1 e 7,5% para diâmetro e 21,2 e 10,6% para número de ramos, respectivamente. As estimativas de herdabilidade média de progênies () aos 24 meses foi de 0,36 para altura; 0,35 e para diâmetro e 0,42 para número de ramos, respectivamente. Os resultados obtidos indicam que as progênies de pinhão manso apresentam variabilidade genética para os caracteres avaliados, mostrando potencial para serem utilizadas em programas de melhoramento genético / The jatropha (Jatropha curcas L.) is a perennial species with a great potential for biodiesel production, as it offers rapid growth, moreover it is easy to be cultivated and it has a high capacity of adaptability to various soil and climatic conditions. The objective of this research is to evaluate, by progeny test, the genetic variability for the following characteristics of jatropha’s progenies; growth, height diameter and number of branches. It has been implanted a progeny test, at São Manoel’s farm, located in São Manoel - São Paulo, belonging to the Faculdade de Ciencias Agronomicas, UNESP, Botucatu. The experimental design was random blocs 4,0 x 2,5 m. The project analyzed height, diameter, number of branches of 28 progenies of plants, coming mainly from EPAMIG, and as a result the project obtained estimates of genetic parameters. The average height and diameter in the first six months were 52.38 and 2.91, at twelfth month were 68,87 and 3,98, at eighteenth month were 82,21 and 4,23 and at twenty-fourth month were 108,78 and 5,04. Statistical difference was detected by a F test at 5% level of probability, it indicates variability among the progenies. The coefficient estimates of individual genetic variation and genetic variation of progenies at twenty-fourth months were 26.7 and 13.4% for height, 15,1 and 7,5% for diameter 21.2 and 10.6% for number of branches, respectively. Estimates of heritability at twenty-fourth months were 0.36 for height, 0.35 for diameter and 0.42 for number of branches, respectively. The results obtained indicate that the progenies of jatropha present genetic variability for traits showing potential to be used in breedind programs

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2017-12-14T17:27:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Izabela Letícia Almeida de Moraes - 2017.pdf: 2791313 bytes, checksum: 95bb215d71f301f1f487b1e919c6304c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-18T13:41:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Izabela Letícia Almeida de Moraes - 2017.pdf: 2791313 bytes, checksum: 95bb215d71f301f1f487b1e919c6304c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-18T13:41:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Izabela Letícia Almeida de Moraes - 2017.pdf: 2791313 bytes, checksum: 95bb215d71f301f1f487b1e919c6304c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-01 / Brazilian soils present acidity and in some parts are deficient in nutrients such as Nitrogen (N), Phosphorus (P) and Potassium (K). For the soil to be arable it is indispensable the artificial fertilization. Brazil is known worldwide for being a major producer of grains, according to the National Company of Supply (CONAB), assuming the position of the second largest soybean producer in the world in the harvest years 2015/2016. Apatite is the main natural source of phosphorus recognized as a raw material for the manufacture of fertilizers. The origin of the phosphate rock in Brazil is predominantly igneous, presenting a mineralogy containing silicate and carbonate mineral particles. Due to these gangue minerals present in the phosphate rock the flotation process becomes indispensable during the processing, to separate the apatite from the contaminants and to obtain the minimum level of impurities so that the fertilizers are produced to the required specifications. The difficult separation of the silica-carbonate ores from apatite occurs in the similarity of surface chemistry. The collecting reagent is used in the flotation process to aid in the separation of barley ores, in which the fatty acids, among them the saponified fatty acids, are those traditionally used, and the fatty acids obtained from vegetable or animal oil are matter Collector master prime. Jatropha curcas L., known as jatropha (Jatropha curcas L.), has been arousing national interest in recent years because it is a species with excellent oil quality. The cultivation of this oleaginous species occurs in several Brazilian regions, is a perennial plant and resistant to several variations of soil and climate. Jatropha stands out for the production capacity of its oil, which reaches 50% of its seeds, and for the lipid composition rich in fatty acids; Its major acids are linoleic, oleic, and palmitic. This study aims to evaluate the selectivity of the jatropha oil used as collector in the apatite, calcite and quartz flotation. And to be used as a collector the jatropha oil was characterized and tested in two methods of saponification, and the plant species was saponified at a temperature of approximately 90 oC so that in the other method the oil was saponified at room temperature. The mineral samples were chemically analyzed by X-ray fluorescence, scanning electron microscope (SEM) images, X-ray dispersive energy (EDS) spectrometry and potential zeta measurements. The test conditions were obtained using the concentrations of 1.0; 2.5; 5.0; 7.5; 10.0 mg / L in pH's 8, 9 and 10. In order to evaluate the performance of saponified jatropha oil, tests were carried out under the same conditions with the industrial collector FLOTIGAM 5806 from Clariant. The results show that cold saponified jatropha oil (PMSF) was better than hot saponified jatropha oil (PMSQ) and, when compared to the Flotigam, the results showed a similar performance. The PMSF and PMSQ collectors showed selectivity for apatite and calcite and for quartz collectors did not achieve significant recovery of the mineral. Thus, it can be concluded that jatropha oil as a collector has a potential for apatite flotation. / Os solos brasileiros apresentam acidez e em algumas partes são deficientes em nutrientes, como Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K). Para o solo se tornar mais fértil é indispensável a adubação artificial. O Brasil é mundialmente conhecido por ser um grande produtor de grãos, de acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), assumindo o lugar de segundo maior produtor de soja do mundo na safra anos 2015/2016. A apatita é a principal fonte natural de fósforo reconhecido como matéria prima para a fabricação de fertilizantes. A origem da rocha fosfática no Brasil é predominantemente ígnea apresentando uma mineralogia contendo partículas minerais de silicato e carbonato. Devido a esses minerais de ganga presentes na rocha fosfática o processo de flotação se torna indispensável durante o beneficiamento, para separar a apatita dos contaminantes e obter o nível mínimo de impurezas para que os fertilizantes sejam produzidos seguindo as especificações exigidas. A difícil separação dos minérios sílico-carbonatado da apatita se dá à semelhança da química da superfície. O reagente coletor é usado no processo de flotação para auxiliar na separação dos minérios de ganga, em que os ácidos graxos, dentre eles os ácidos graxos saponificados, são os tradicionalmente utilizados, sendo que os ácidos graxos obtidos de óleo vegetal ou animal são a matéria prima principal do coletor. O pinhão manso, vem despertando interesse nacional nos últimos anos por ser uma espécie que apresenta um óleo de excelente qualidade. O cultivo dessa espécie oleaginosa ocorre em várias regiões brasileiras, é uma planta perene e resistente a diversas variações de solo e clima. O pinhão manso se destaca pela capacidade de produção do seu óleo, que chega a 50% de suas sementes, e pela composição lipídica rica em ácidos graxos; seus ácidos majoritários são linoleico, oleico e palmítico. Este estudo tem como objetivo avaliar a seletividade do óleo de pinhão manso utilizado como coletor na flotação apatita, calcita e quartzo. E para ser utilizado como coletor o óleo de pinhão manso foi caracterizado e testado em dois métodos de saponificação, sendo que a espécie vegetal foi saponificada em uma temperatura de aproximadamente 90 oC de modo que no outro método o óleo foi saponificado em temperatura ambiente. As amostras minerais foram analisadas quimicamente por fluorescência de raios-X (FRX), imagens de microscópio eletrônico de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX) e medidas potencial zeta (PZ). As condições dos testes foram obtidas utilizando as concentrações de 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 mg/L em pH’s 8, 9 e 10. Com o objetivo de avaliar a performance do óleo de pinhão manso saponificado foram realizados testes nas mesmas condições com o coletor industrial FLOTIGAM 5806 da empresa Clariant. Os resultados mostram que os coletores do óleo de pinhão manso saponificado a frio (PMSF) apresentaram melhor performance que o óleo de pinhão manso saponificado a quente (PMSQ) e, quando comparados com o Flotigam, os resultados mostraram uma performance semelhante. Os coletores PMSF e PMSQ mostraram que existe seletividade para a apatita e calcita e para o quartzo os coletores não alcançaram recuperação significativa do mineral. Desse modo, conclui-se que o óleo de pinhão manso como coletor apresenta um potencial para a flotação de apatita.