Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2017-12-01T15:43:01Z No. of bitstreams: 1 LAHYANA RAFAELLA DE FREITAS CUNHA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 2398176 bytes, checksum: 737e0981fa2c124c8593a36e031175d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T15:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LAHYANA RAFAELLA DE FREITAS CUNHA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 2398176 bytes, checksum: 737e0981fa2c124c8593a36e031175d1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Capes / Uma das formas de remediar poluentes urbanos, como polímeros plásticos, é a utilização de processos biotecnológicos que exploram a capacidade de micro-organismos decompositores, produzirem enzimas na presença de substratos que possuem fontes indutoras adequadas, a exemplo de fungos do gênero Basidiomiceto em substratos como biomassas lignocelulósicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o potencial de substratos como a casca de coco verde, farinha de soja comercial, farelo da palha de milho verde e cana-de-açúcar na produção de lacase e CMCase por meio da fermentação semissólida (FES) utilizando o micro-organismo Psilocybe castanella (CCIBt 2781) como agente da fermentação, bem como, avaliar a degradação de pedaços de copos de polipropileno por esse basidiomiceto, sem e com interferência de mediadores orgânicos e inorgânicos. O fungo foi previamente crescido em ágar extrato de malte (MEA) 2% e inoculado em substratos a base de farelo de palha de milho verde com bagaço de cana-de-açúcar e bagaço da casca de coco verde com farinha de soja comercial nas proporções adequadas para se obter C/N 90 e com os mediadores, óleo vegetal, Tween 80 e azul brilhante de remazol (RBBR). Durante 60 dias de cultivo foram analisados as atividades enzimáticas de lacase e carboximetilcelulase. A degradação causada pela ação microbiana nos polímeros plásticos foi analisada por medidas de perda de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raio X (DRX). A maior atividade da lacase ocorreu em torno do 15º dia de fermentação (95,67 UL-1), contendo bagaço da casca de coco verde como fonte de carbono e soja como fonte de nitrogênio, sob ação dos mediadores tween e RBBR. Para o substrato a base de milho e cana, a maior atividade foi de 69,77 UL-1 em 30 dias, utilizando tween como mediador. A maior produção de CMCase foi de 0,29 U/g, para o substrato a base de milho e cana e de 0,22 U/g no substrato contendo bagaço da casca de coco verde e farinha de soja comercial. Todas as amostras de PP submetidas à incubação nos dois substratos apresentaram alterações nas superfícies dos polímeros, indicadas por ranhuras, sulcos e furos, quando analisadas por MEV. Esses resultados mostram que a bioconversão dos resíduos utilizados nesse trabalho por meio da fermentação semissólida (FES) é uma forma viável de obtenção das enzimas lignocelulolíticas, além da relação positiva entre a degradação de polímeros sintéticos (PPs) e a atividade enzimática de lacase. / One way to remedy urban pollutants such as plastic polymers, would be the use of biotechnological processes that exploit the ability of decomposing micro-organisms produce enzymes in the presence of substrates that have appropriate inducing sources, like basidiomycete fungi of the genus substrates as lignocellulosic biomass. Therefore, the aim of this work was to study the potential of coconut husk and commercial soy flour, bran straw corn and cane sugar as substrates in the production of laccase and CMCase by semisolid fermentation (SSF) Psilocybe castanella (CCIBt 2781) microorganism as the fermentation agent, as well as to evaluate the degradation of pieces of polypropylene cups by this basidiomycete with and without interference from inorganic and organic mediators. The fungus was previously grown on malt extract agar (MEA) 2% and inoculated in substrates bran straw corn with crushed sugar cane bagasse and coconut husk with commercial soy flour in the proportions adequate to obtain C/N 90 and mediators, vegetable oil, Tween 80 and Remazol brilliant blue R (RBBR). During cultivation for 60 days were analyzed, the enzymatic activities of laccase and carboxymethylcellulase, besides the degradation of plastics by polymer mass loss, MEV and DRX. The highest activity of laccase occurred around the 15th day of fermentation (95.67 UL-1), containing bagasse coconut husk as carbon source and soybean as nitrogen source, under the action of mediators tween and RBBR. To the substrate from corn and sugarcane, the highest activity was 69.77 UL-1 in 30 days, using tween as a mediator. The largest production of CMCase was 0.29 U/g, for the substrate from corn and sugarcane and 0.22 U/g substrate containing bagasse in the coconut husk and commercial soy flour. All samples analyzed by MEV and DRX were subjected to incubation with both substrates showed changes in the surfaces of polymers, indicated by grooves, grooves and holes. These results show that bioconversion of waste materials through this work semisolid fermentation (SSF) is a feasible way of obtaining the enzymes lignocellulolytic way, besides the positive relationship between the degradation of synthetic polymers (PP) and enzymatic activity.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-13T17:40:40Z No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 102581 bytes, checksum: 6314ebfd93d2770787b8eabe59f04a49 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T17:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 102581 bytes, checksum: 6314ebfd93d2770787b8eabe59f04a49 (MD5) Previous issue date: 2003-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lentinula edodes (Berk.) Pegler é um fungo incluído entre os causadores da podridão branca, que pode ser cultivado em toras de madeira maciça de eucalipto ou toras artificiais, formadas por casca de eucalipto, um resíduo ligninocelulósico abundante em indústrias de papel e celulose no Brasil. Este trabalho teve como objetivo determinar o perfil das enzimas ligninocelulolíticas de três isolados de L. edodes, UFV52, UFV52 e UFV77, crescidos em substrato a base de casca de eucalipto e, também, investigar os efeito da adição ao meio de crescimento desse fungo de compostos que aumentam a atividade ou síntese de lacase, visando a melhoria da eficiência no processo de degradação da lignina e celulose presentes no substrato. O monitoramento semanal das atividades durante 75 dias de crescimento em substrato constituído por 80% de casca de eucalipto e 20% de farelo de arroz, adicionado de CaCO 3 e CaSO 4 , demonstrou a existência da síntese de lacase, manganês peroxidase, celulase e lanase, mas não de lignina peroxidase. O isolado UFV52 foi o que apresentou maior atividade de lacase, e para ele determinou- vse que as concentrações de 2,6 mM de N, como NH 4 NO 3 e de 250 μM de Cu, como CuSO 4 , em meio de cultura líquido foram as que propiciaram a maior atividade desta enzima. A atividade de lacase foi três vezes maior do que a do tratamento controle em micélio crescido em meio de cultura adicionado de tartarato de amônia (55 μM), sem contudo aumentar a concentração de proteína solúvel. A vanilina (1 mM) e o ácido 3 hidróxi benzóico (1 mM) aumentaram a degradação da lignina e celulose, sem, contudo, modificar a atividade de lacase. O padrão eletroforético da lacase demostrou que o efeito do tartarato não foi o de indução de novas isoformas, mas sim o de aumentar a atividade da enzima presente. O aumento na atividade da lacase e na eficiência de utilização do substrato pelo L. edodes UFV52 não redundou em indução de corpos de frutificação do fungo. Assim, para a produção do fungo comestível há necessidade de se selecionar isolados de L. edodes adaptados ao cultivo em toras artificiais a base de casca de eucalipto. / Lentinula edodes (Berk.) Pegler belongs to the white rot fungi group, and can be cultivated in wood logs of eucalypt or artificial logs, made with eucalypt bark, a lignocellulosic residue abundant in the paper and pulp industry in Brazil. This study aimed to determine the lignocellulolytic enzymatic profile of three L. edodes isolates UFV52, UFV52 and UFV77 cultivated in eucalypt bark - based substrate and also to investigate the effects of the addition of compounds to the culture medium in increasing the activity or synthesis of laccase, in order to increase the efficiency in the lignin and cellulose degradation process. The enzymatic assays were performed weekly for 75 days in substrate made from 80% eucalypt bark and 20% rice bran, with the addition of CaCO 3 and CaSO 4 , and laccase, manganese peroxidase, xylanase and cellulase, but not lignin peroxidase, were determined. The isolate UFV52 presented the highest laccase activity, and, in liquid medium, the N (NH 4 NO 3 ) and Cu (CuSO 4 ) concentrations that provided the highest laccase activity were 2.6 mM and 250 μM, respectively. Laccase activity were three time higher in medium receiving xammonium tartrate (55 μM), but no increase in soluble protein level were observed. Vanillin (1 mM) and 3 hidroxy benzoic acid (1 mM) increased lignin and cellulose degradation without modifying laccase activity. The electrophoretic pattern of laccase demonstrated that ammonium tartrate did not induce new isoforms, but enhanced the activity of the constitutive form. The increase in laccase activity and in the efficiency of utilization of the substrate by L. edodes UFV52 did not induce mushrooms formation. In this way, for the mushroom production in eucalypt bark-based artificial logs there must be selected adapted L. edodes isolates.

Bacillus thuringiensis var. israelensis é uma bactéria entomopatogênica capaz de sintetizar um cristal protéico composto por endotoxinas. Estas endotoxinas são utilizadas em formulações de biolarvicidas, sendo efetivas contra dípteros que representam um problema para a saúde humana. Neste trabalho, estudou-se a influência de fontes protéicas, de substratos energéticos, da temperatura e do pH sobre o crescimento celular, a esporulação e a expressão de endotoxinas de B. thuringiensis var. israelensis, em frascos agitados e em fermentador de bancada. Foram estudadas fontes protéicas de menor custo em substituição ao extrato de levedura de laboratório. Melhores resultados, com relação ao crescimento celular, à esporulação e à mortalidade de larvas de Culex quinquefasciatus, foram obtidos com 12 g/L de extrato de levedura bruto Prodex (ELB) ou 20 g/L de farelo de soja (FS) em biorreator de bancada, com valores máximos de demanda de oxigênio pelo cultivo (OUR) de 58,1 e 53,3 mmolO2/L/h, máxima concentração celular (X) de 12 g/L, esporulação de 3.1012 e 6.1012 esporos/mL e concentração letal mediana (CL50) de 0,21 e 0,45 ppm, respectivamente. Entre estas alternativas, o ELB, com um custo muito inferior ao do extrato de levedura de laboratório, foi considerado como uma fonte de proteína mais adequada que o farelo de soja por ser completamente solúvel o que representaria uma vantagem em processos em larga escala. Com relação aos substratos energéticos estudados (glicose, sacarose e lactose), a glicose, nas concentrações de 10 e 20 g/L, apresentou os resultados mais expressivos em termos de respiração (OUR máximo apoximadamente 60 mmolO2/L/h, em ambos os cultivos), de crescimento (X máxima = 8,2 e 12 g/L, respectivamente) e esporulação (1012 esporos/mL em 26 e 28 horas, respectivamente). A expressão de endotoxinas foi maior em meios com glicose ou sacarose, observando-se em eletroforese as bandas de 26, 70 e 128 kDa. Apesar do crescimento celular inferior, a sacarose (10 g/L), um carboidrato de custo relativamente baixo no Brasil, pode ser utilizada como substrato para Bti uma vez que permite a expressão das endotoxinas em estudo. A temperatura mostrou grande influência sobre o cultivo de Bti, sendo 27 e 30oC as que proporcionaram as mais altas OUR (88,1 e 66,1 mmolO2/L/h), X (13 g/L, em ambos os cultivos) e esporulação (8 e 7.1010 esporos/mL), assim como maior expressão das endotoxinas de 70 e 26 kDa em meios com ELB (12 g/L) e glicose ( 20 g/L). Entre as duas, a temperatura de 27oC, porém, foi considerada mais adequada por facilitar a transferência de oxigênio em cultivo de Bti. Os baixos valores de pH, observados quando o cultivo foi realizado sem controle e quando foi controlado em 5,5, influenciaram negativamente a produção de biomassa que atingiu 9,5 g/L. Com o pH controlado em 6,2 e 7,0 ou quando variou entre 7,0 e 5,5, o maior valor de X foi de cerca de 12 g/L. Apesar disso, a contagem de esporos foi semelhante em todos os ensaios: aproximadamente 1012 esporos/mL, em cerca de 30 horas de cultivo. Uma melhor expressão das endotoxinas de 26, 70 e 128 kDa foi evidenciada quando o pH foi mantido próximo da neutralidade. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-13T17:26:06Z No. of bitstreams: 1 dissertacao Cintia Panarotto.pdf: 1176937 bytes, checksum: b1ab2e0e4c43ddf42a0f132a88cf7c77 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Cintia Panarotto.pdf: 1176937 bytes, checksum: b1ab2e0e4c43ddf42a0f132a88cf7c77 (MD5) / The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis var. israelensis produces a crystal protein formed by endotoxins. These endotoxins are used in the formulation of biolarvicides effective for the control of diptera, which represent a problem for human health. In this work, the influence of nitrogen sources, energetic substrates, temperature, and pH on the cell growth, spore formation, and the expression of endotoxins by B. thuringiensis var. israelensis was studied in shake-flask and bioreactor experiments. Low-cost nitrogen sources were studied for the substitution of laboratory yeast extract. The best results for cell growth, spore formation and lethality of Culex quinquefasciatus larvae were obtained in bench bioreactor with medium containing 12 g/L of the bulk yeast extract Prodex (BYE) or 20 g/L of soy bran (SB), with maximum oxygen uptake rate values (OUR) of 58.1 and 53.3 mmolO2/L/h, maximum cell concentration of 12 g/L, spore counting of 3.1012 and 6.1012 spores/mL, and medium lethal concentration (LC50) of 0.21 and 0.45 ppm, respectively. In this comparison, BYE, which is much cheaper than laboratory yeast extract, was preferred as a protein source than soy bran because it is completely soluble, which could be an advantage in large-scale processing. With respect to the energetic substrates evaluated (glucose, sucrose and lactose), glucose, in concentrations of 10 and 20 g/L, led to the most significant results for respiration (maximum OUR approximately 60 mmolO2/L/h for both conditions), cell growth (maximum X = 8.2 and 12 g/L, respectively), and spore counting (1012 spores/mL in 26 and 28 hours, approximately). In media containing glucose or sucrose, the presence of toxins of 26, 70, and 128 kDa was observed. Despite the inferior cell growth observed, sucrose (10 g/L), a relatively low-cost carbohydrate in Brazil, could be used as a substrate for Bti cultivation since the endotoxins studied were expressed. With lactose, no significant result was found. The temperature of the medium exerts a major influence on the cultivation of Bti. At 27 and 30ºC, the higher values for the maximum OUR (88.1 and 66.1 mmolO2/L/h), X (13 g/L for both conditions) and spore counting (8 and 7.1010 spores/mL) were measured. The more intense expression for proteins of 70 and 26 kDa, in mediu containing BYE (12 g/L) and glucose (20 g/L), were also observed at these temperatures. The temperature of 27ºC can be considered as a better temperature for this process since oxygen supply would be facilitated at this condition. The low pH observed when the cultivation was performed without pH control or with pH kept constant at 5.5 led to decreasing values of biomass concentration which reached 9.5 g/L. When the pH was controlled in 6.2 and 7.0 or varied from 7.0 to 5.5, the maximum X was measured as 12 g/L. Despite such a difference, spore counting was similar in all experiments: 1012 spores/mL in approximately 30 hours of cultivation. A better expression of endotoxins of 26, 70, and 128 kDa was detected when the pH was kept close to neutral values.

Bacillus thuringiensis var. israelensis é uma bactéria entomopatogênica capaz de sintetizar um cristal protéico composto por endotoxinas. Estas endotoxinas são utilizadas em formulações de biolarvicidas, sendo efetivas contra dípteros que representam um problema para a saúde humana. Neste trabalho, estudou-se a influência de fontes protéicas, de substratos energéticos, da temperatura e do pH sobre o crescimento celular, a esporulação e a expressão de endotoxinas de B. thuringiensis var. israelensis, em frascos agitados e em fermentador de bancada. Foram estudadas fontes protéicas de menor custo em substituição ao extrato de levedura de laboratório. Melhores resultados, com relação ao crescimento celular, à esporulação e à mortalidade de larvas de Culex quinquefasciatus, foram obtidos com 12 g/L de extrato de levedura bruto Prodex (ELB) ou 20 g/L de farelo de soja (FS) em biorreator de bancada, com valores máximos de demanda de oxigênio pelo cultivo (OUR) de 58,1 e 53,3 mmolO2/L/h, máxima concentração celular (X) de 12 g/L, esporulação de 3.1012 e 6.1012 esporos/mL e concentração letal mediana (CL50) de 0,21 e 0,45 ppm, respectivamente. Entre estas alternativas, o ELB, com um custo muito inferior ao do extrato de levedura de laboratório, foi considerado como uma fonte de proteína mais adequada que o farelo de soja por ser completamente solúvel o que representaria uma vantagem em processos em larga escala. Com relação aos substratos energéticos estudados (glicose, sacarose e lactose), a glicose, nas concentrações de 10 e 20 g/L, apresentou os resultados mais expressivos em termos de respiração (OUR máximo apoximadamente 60 mmolO2/L/h, em ambos os cultivos), de crescimento (X máxima = 8,2 e 12 g/L, respectivamente) e esporulação (1012 esporos/mL em 26 e 28 horas, respectivamente). A expressão de endotoxinas foi maior em meios com glicose ou sacarose, observando-se em eletroforese as bandas de 26, 70 e 128 kDa. Apesar do crescimento celular inferior, a sacarose (10 g/L), um carboidrato de custo relativamente baixo no Brasil, pode ser utilizada como substrato para Bti uma vez que permite a expressão das endotoxinas em estudo. A temperatura mostrou grande influência sobre o cultivo de Bti, sendo 27 e 30oC as que proporcionaram as mais altas OUR (88,1 e 66,1 mmolO2/L/h), X (13 g/L, em ambos os cultivos) e esporulação (8 e 7.1010 esporos/mL), assim como maior expressão das endotoxinas de 70 e 26 kDa em meios com ELB (12 g/L) e glicose ( 20 g/L). Entre as duas, a temperatura de 27oC, porém, foi considerada mais adequada por facilitar a transferência de oxigênio em cultivo de Bti. Os baixos valores de pH, observados quando o cultivo foi realizado sem controle e quando foi controlado em 5,5, influenciaram negativamente a produção de biomassa que atingiu 9,5 g/L. Com o pH controlado em 6,2 e 7,0 ou quando variou entre 7,0 e 5,5, o maior valor de X foi de cerca de 12 g/L. Apesar disso, a contagem de esporos foi semelhante em todos os ensaios: aproximadamente 1012 esporos/mL, em cerca de 30 horas de cultivo. Uma melhor expressão das endotoxinas de 26, 70 e 128 kDa foi evidenciada quando o pH foi mantido próximo da neutralidade. / The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis var. israelensis produces a crystal protein formed by endotoxins. These endotoxins are used in the formulation of biolarvicides effective for the control of diptera, which represent a problem for human health. In this work, the influence of nitrogen sources, energetic substrates, temperature, and pH on the cell growth, spore formation, and the expression of endotoxins by B. thuringiensis var. israelensis was studied in shake-flask and bioreactor experiments. Low-cost nitrogen sources were studied for the substitution of laboratory yeast extract. The best results for cell growth, spore formation and lethality of Culex quinquefasciatus larvae were obtained in bench bioreactor with medium containing 12 g/L of the bulk yeast extract Prodex (BYE) or 20 g/L of soy bran (SB), with maximum oxygen uptake rate values (OUR) of 58.1 and 53.3 mmolO2/L/h, maximum cell concentration of 12 g/L, spore counting of 3.1012 and 6.1012 spores/mL, and medium lethal concentration (LC50) of 0.21 and 0.45 ppm, respectively. In this comparison, BYE, which is much cheaper than laboratory yeast extract, was preferred as a protein source than soy bran because it is completely soluble, which could be an advantage in large-scale processing. With respect to the energetic substrates evaluated (glucose, sucrose and lactose), glucose, in concentrations of 10 and 20 g/L, led to the most significant results for respiration (maximum OUR approximately 60 mmolO2/L/h for both conditions), cell growth (maximum X = 8.2 and 12 g/L, respectively), and spore counting (1012 spores/mL in 26 and 28 hours, approximately). In media containing glucose or sucrose, the presence of toxins of 26, 70, and 128 kDa was observed. Despite the inferior cell growth observed, sucrose (10 g/L), a relatively low-cost carbohydrate in Brazil, could be used as a substrate for Bti cultivation since the endotoxins studied were expressed. With lactose, no significant result was found. The temperature of the medium exerts a major influence on the cultivation of Bti. At 27 and 30ºC, the higher values for the maximum OUR (88.1 and 66.1 mmolO2/L/h), X (13 g/L for both conditions) and spore counting (8 and 7.1010 spores/mL) were measured. The more intense expression for proteins of 70 and 26 kDa, in mediu containing BYE (12 g/L) and glucose (20 g/L), were also observed at these temperatures. The temperature of 27ºC can be considered as a better temperature for this process since oxygen supply would be facilitated at this condition. The low pH observed when the cultivation was performed without pH control or with pH kept constant at 5.5 led to decreasing values of biomass concentration which reached 9.5 g/L. When the pH was controlled in 6.2 and 7.0 or varied from 7.0 to 5.5, the maximum X was measured as 12 g/L. Despite such a difference, spore counting was similar in all experiments: 1012 spores/mL in approximately 30 hours of cultivation. A better expression of endotoxins of 26, 70, and 128 kDa was detected when the pH was kept close to neutral values.

Orientadora: Profª Drª Elizabete Campos de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2017. / A escassez generalizada e o agravamento da poluicao dos recursos hidricos em muitas regioes do mundo, ao lado da implantacao progressiva de atividades incompativeis, exigem o planejamento e manejo integrados dos recursos naturais. Impactos ambientais causados por poluentes emergentes sao em sua maioria de origem antropogenica e de grande interesse economico, devido a sua persistencia no ambiente e efeitos graves sobre a saude humana e animal. A preocupacao com estes poluentes tem aumentado ao longo das ultimas decadas, especialmente a respeito da exposicao a substancias conhecidas como Disruptores Endocrinos (DEs), os quais podem interferir no sistema endocrino, apresentando uma serie de efeitos negativos como alteracao de comportamento e/ou desenvolvimento, alem de anormalidades reprodutivas em seres humanos e animais. Fungos de podridao branca apresentam uma grande capacidade em degradar diversos poluentes ambientais considerados persistentes ou toxicos. Sua utilizacao e feita em processos biotecnologicos industriais, ajudando a reduzir a poluicao do meio ambiente. Neste estudo comparou-se a producao enzimatica a degradacao dos hormonios, sintetico 17¿¿-etinilestradiol e natural Estriol amplamente encontrado em corpos hidricos, pelas especies Trametes villosa, Trametes versicolor e Pleurotus ostreatus. A especie que apresentou os melhores resultados na degradacao dos hormonios 17¿¿-etinilestradiol e Estriol foi utilizada em amostras de efluentes coletados no Corrego Tubarao, que apos passar por pre-concentracao e clean up utilizando Extracao em Fase Solida (SPE), foi possivel identificar a presenca de do hormonio sintetico 17¿¿-etinilestradiol no Corrego Tubarao que foi identificado atraves da comparacao de tempo de retencao e sobreposicao dos espectros de absorcao por comparacao com o padrao analitico. Serao necessarios novos estudos no Corrego Tubarao para determinar e quantificar as substancias encontradas. Das tres especies estudas a T. villosa apresentou os melhores resultados (p<0,05), A analise de degradacao de efluentes utilizando esta especie, apresentou os melhores resultados de degradacao e producao enzimatica. As amostras preparadas apenas com amostras de efluente coletado no Corrego Tubarao sem adicao de suplemento para estimular o crescimento do fungo, em geral nao apresentaram bons resultados para remocao do hormonio sintetico, no entanto, foi alcancada remocao total do hormonio natural Estriol. / Widespread scarcity and worsening pollution of water resources in many regions of the world, along with the progressive implementation of incompatible activities, require the integrated planning and management of natural resources. Environmental impacts caused by emerging pollutants are mostly of anthropogenic origin and of great economic interest because of their persistence in the environment and serious effects on human and animal health. Concern over these pollutants has increased over the last few decades, especially regarding exposure to substances known as Endocrine Disruptors (EDs), which may interfere with the endocrine system, presenting a number of negative effects such as behavioral and / or developmental change , in addition to reproductive abnormalities in humans and animals. White rot fungi have a great ability to degrade several environmental pollutants that are considered persistent or toxic. Its use is made in industrial biotechnological processes, helping to reduce pollution of the environment. In this study we compared the enzymatic production to the degradation of the hormones, synthetic 17¿¿-ethinylestradiol and natural estriol widely found in water bodies, by the species Trametes villosa, Trametes versicolor and Pleurotus ostreatus. The species that presented the best results in the degradation of 17¿¿-ethinyl estradiol and Estriol hormones was used in samples of effluents collected in Tubarao Stream, which after preconcentration and clean up using Solid Phase Extraction (SPE), it was possible to identify the presence of the 17¿¿-ethynylestradiol synthetic hormone at Corrego Tubarao that was identified by comparing retention time and overlapping of the absorption spectra by comparison with the analytical standard. Further studies will be needed at Corrego Tubarao to determine and quantify the substances found. Of the three species studied, T. villosa presented the best results (p <0.05). The degradation analysis of effluents using this species presented the best results of degradation and enzymatic production. Samples prepared only with effluent samples collected in Tubarao Stream without addition of a supplement to stimulate fungus growth, generally did not present good results for the removal of the synthetic hormone, however, total removal of the natural estriol hormone was achieved.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao francislene.pdf: 751721 bytes, checksum: e2b594633244a718bb345021ea1ae355 (MD5) Previous issue date: 2009-06-30 / The bioconversion is an area of the biotechnology that has increased in an expansive way, and it includes enzymatic reactions by microorganisms. These microorganisms that present enzymatic systems similar to those present in mammalian systems, it s the cytochrome P450 (CYP450). That s why the biotransformation an important alternative constitute as models for drug metabolism study. The Pycnoporus sanguineus is a filamentous fungi, basidiomycete of the Polyporaceae family and laccase producer (EC 1.10.3.2), an oxidoreductase enzyme. It was evaluated the influence of flavonoids naringin, naringenin, and quercetin in the growth of P. sanguineus, production of laccase in differents culture media. It was performed various conditions of reaction, such as temperature, agitation and the time of the flavonoids addition. The bioconversion processes were carried out for 24 up to 96 hours and monitored by TLC and HPLC to confirm the existence of potential metabolites. It was used purified laccase of the Pycnoporus sanguineus to evalute the participation of laccase in metabolites of naringin production. Pycnoporus sanguineus developed in differents culture media tested. Naringenin and naringin presented the capability to induce the laccase production by P. sanguineus, whereas quercetin and rutin inhibited the laccase production. The incubation using PDSM did not producted laccase. It was detected several of metabolites, whereas the incubations using quercetin acquired fourteen differents metabolites and the incubations using naringenin producted nine metabolites and naringin producted eight metabolites. In biocatalytic assay under 28ºC and 150rpm using naringin it was not detected the presence of metabolites / A bioconversão é uma área da biotecnologia que tem crescido extensamente e inclui reações enzimáticas por meio de microrganismos. Dentre os microrganismos utilizados destacam-se os fungos filamentosos, que apresentam um sistema enzimático semelhante ao dos seres humanos, o citocromo P450 (CYP, P450), responsável pelo metabolismo dos fármacos. O Pycnoporus sanguineus é um basidiomiceto da família Polyporaceae produtor de lacase (EC 1.10.3.2), que é uma enzima da classe das oxidoredutases. Neste trabalho, foi avaliada a influência dos flavonóides naringina, naringenina e quercetina no crescimento de P. sanguineus e produção de lacase em diferentes meios de culturas. Foram utilizadas condições reacionais variadas como alteração de temperatura, agitação e o tempo de adição dos flavonóides. As reações de bioconversão de flavonóides por P. sanguineus foram realizadas por um período de 24 a 96 horas e monitoradas por CCD e CLAE para verificar a presença de possíveis metabólitos. Aplicou-se a lacase purificada do P. sanguineus para avaliar a participação desta enzima na produção dos metabólitos da naringina. O fungo cresceu nos meios de cultura testados. A naringenina e a naringina apresentaram a capacidade de induzir a produção de lacase pelo fungo, enquanto a quercetina inibiu a produção da mesma. Nas incubações com o meio PDSM não houve a produção de lacase. Nos ensaios de bioconversão foram detectados vários metabólitos nas incubações com microrganismo inteiro, sendo que nas incubações com quercetina foram obtidos catorze metabólitos diferentes. Nas incubações com naringenina foram produzidos nove metabólitos e a naringina levou à produção de oito metabólitos. No ensaio biocatalítico a 28°C e 150rpm na presença de naringina não foi evidenciada a presença de metabólitos

Neste trabalho foram estudadas a atividade e a estabilidade de lacases dos fungos Coriolus hirsutus e Trametes versicolor em meio aquoso contendo líquidos iônicos (LI) como co-solventes, com o objetivo de se obter informações sobre os efeitos desses solventes na atividade enzimática. Foi avaliado o efeito de onze LI (cátions: tetrabutilamônio, 1-butil-3-metilpiperidina e 1-alquil-3-metilimidazólios; combinados com ânions: brometo, cloreto, metilsulfato, metanossulfonato e tetrafluorborato) em diferentes frações molares em meio aquoso tamponado com ácido acético (0,1 mol L-1, pH 4,7 e 25 &#176;C). De um modo geral, a atividade inicial das lacases nos diferentes líquidos iônicos foi inferior à obtida em solução aquosa somente tamponada. O aumento da concentração dos LI também resultou no decréscimo da atividade enzimática. Tanto os resultados obtidos para atividade, como para estabilidade enzimática, se correlacionaram bem com a série de Hofmeister, que ordena os íons de acordo com suas propriedades cosmotrópicas/caotrópicas. Ânions cosmotrópicos e cátions caotrópicos estabilizam proteínas, enquanto ânions caotrópicos e cátions cosmotrópicos as desestabilizam. As lacases estudadas foram fortemente inibidas na presença dos ânions caotrópicos Br- e BF4-. Entre os LI utilizados neste trabalho, o metanossulfonato de 1-etil-3-metilimidazólio foi co-solvente mais promissor para lacase. Os dados cinéticos das reações enzimáticas em metanossulfonato de 1-etil-3-metilimidazólio e metanossulfonato de 1-butil-3-metilimidazólio, utilizando os substratos catecol e siringaldazina, revelaram que o decréscimo da atividade enzimática é resultado do aumento da constante michaeliana. Os resultados obtidos da estabilidade e temperatura de transição de desnaturação térmica da lacase em LI formado por MeSO3-, cosmotrópico, foram comparáveis aos obtidos em tampão. A ordem crescente de atividade e estabilidade da lacase em líquidos iônicos para cátions foi BuN+&#8776;BMPP+&#8776;BMIM+&#60;EMIM+, enquanto para ânions foi Br-&#8776;BF4- < MeSO4- < MeSO3-. A diminuição da eficiência catalítica da reação (Kcat/Km) em meio contendo líquido iônico foi proporcionada principalmente pelo aumento da Km. Líquidos iônicos têm se apresentado como potenciais solventes para utilização em biocatálise. As propriedades físico-químicas dos LI podem ser moduladas pela combinação de diferentes cátions e ânions, visando características diferenciais para atividade enzimática. O estudo do mecanismo catalítico e dos efeitos específicos dos íons é de fundamental importância para a utilização vantajosa desses solventes em reações enzimáticas. / In this study, the activity and stability of laccase of T. versioclor and C. hirsutus were studied in ionic liquid (IL)-containing aqueous systems to provide valuable information with regard to the effect of IL on the enzyme activity. The effect of IL on the laccase performance was investigated by comparing the activity, stability, kinetic (such as Km, Vmax) and thermal denaturation. An excessive amount of these ILs in the reaction systems resulted in decline in enzymatic activity. Both activity and stability of the enzyme correlate well with the Hofmeister series in terms of the salt\'s kosmotropic/chaotropic properties. Proteins are usually found to be stabilized by a kosmotropic anion and a chaotropic cation and destabilized by a chaotropic anion and a kosmotropic cation. Laccases strong had been inhibited presence of chaotropic anions Br- and BF4-. Among the IL used here, 1-etyl-3-methylimidazoliun methanesulfonate was the most promising IL for laccase. A detailed analysis of kinetic data in the presence of catecol and syrigadalzine as substrate revealed that the decrease in the laccase activity was a result of increase in Km. Equal stability the transition temperature for the thermal denaturation of laccase of T. versioclor in ionic liquids based in MeSO3- (kosmotropic) was comparable to that of the control sample. It was observed an ion effect on the laccase activity and stability, for cations this parameters values increased in the order BMIM+&#8776;BuN+&#8776;BMPP+ < EMIM+; while for anions the order is Br-&#8776;BF4- < MeSO4- < MeSO3-. Also an increase in Km is correlated with the decrease in the catalytic reaction efficiency (Kcat/Km) in medium containing ionic liquid. Design and use of water-mimicking IL composed of chaotropic cations and kosmotropic anions may facilitate the applications of IL in biotransformations.

Este trabalho descreve a preparação e caracterização de biocátodos para biocélula a combustível Etanol e Metanol//O2 utilizando a enzima lacase (trametes versicolor) num sistema de transferência eletrônica mediada (TEM). Na primeira etapa do trabalho, os resultados de cinética enzimática com a enzima lacase em solução e imobilizada sobre tecido de carbono mostraram que os vários parâmetros experimentais (pH, temperatura, estabilidade) analisados devem ser considerados, a fim de se obter atividade máxima com os biocatalisadores. Além disso, em relação aos testes cinéticos e de estabilidade, pode-se inferir que o dendrímero PAMAM pode ser empregado como um bom agente imobilizante na preparação de bicátodos para biocélula a combustível enzimática. Na segunda etapa do trabalho, uma semibiocélula Etanol//O2 foi testada e os eletrocatalisadores testados foram o verde de metileno (VM) e o azul de meldola (AM). Os testes de potência mostraram a importância da presença do mediador ABTS e do eletrocatalisador (VM) para melhorar o desempenho do dispositivo. Na terceira etapa do trabalho, eletrodos com diferentes mediadores (ABTS, ferro porfirina, ferroceno, complexo de ósmio e complexo de rutênio) e com polipirrol eletropolimerizado na superfície do eletrodo foram testados numa semibiocélula Metanol//O2. Os testes de semibiocélula Etanol e Metanol//O2 com transferência eletrônica mediada mostraram que os biocátodos preparados com o dendrímero PAMAM e com os diferentes eletrocatalisadores e mediadores, se mostraram capazes de gerar densidades de potência competitivas em relação aos valores encontrados na literatura. / This work describes the preparation and characterization of biocathodes for Ethanol and Methanol//O2 biofuel cell using the enzyme laccase (trametes versicolor) enzyme and mediated electron transfer (MET). Investigation of the enzymatic kinetics of the enzyme laccase in solution and immobilized onto carbon platforms showed that the analyzed experimental parameters (pH, temperature, and stability) must be considered for maximum activity to be achieved. The kinetic and stability tests revealed that PAMAM dendrimers constitute very good immobilization agent to prepare biocathodes for enzymatic biofuel cell. The second part of this work, dealt with Ethanol//O2half-cell using methylene green (MG) ormeldola blue (MB) as electrocatalyst. The power test evidenced that it is important to have ABTS as mediator and an electrocatalyst, to ensure that the device performs better. The third part of this work evaluated electrodes with distinct mediators (ABTS, iron porphyrin, ferrocene, osmium complex, and ruthenium complex) and containing electropolymerized polypyrrole on their surface in a Methanol//O2half-cell. Ethanol and Methanol//O2 half-cell tests with mediated electron transfer showed that the biocathodes prepared with PAMAM dendrimers, electrocatalyst, and distinct mediators generated competitive power densities as compared with literature data.

Orientadores: Rosiane Lopes da Cunha, Ana Carla Kawazoe Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Almentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlineAlvaresdaSilva_M.pdf: 2383816 bytes, checksum: 2af9fcfd4c4efd286c4471da25aa7226 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Proteínas são os biopolímeros mais amplamente utilizados nas formulações de emulsões alimentícias como agentes emulsificantes, por serem um aditivo seguro. Com o intuito de entender e melhorar as propriedades emulsificantes das proteínas, inicialmente foram estudadas as macroemulsões óleo-água (O/A) estabilizadas por caseinato de sódio (CN-Na), obtidas em um sistema rotor-estator, sob diferentes concentrações de proteína e condições de pH. Todas as macroemulsões apresentaram separação de fases, devido ao mecanismo de cremeação. Este processo de desestabilização foi reduzido quando existiu o aumento da viscosidade dos sistemas, obtido pela adição de maiores concentrações de proteína e pela redução do pH em direção ao ponto isoelétrico da proteína. Já a utilização da homogeneização a altas pressões promoveu a formação de emulsões cineticamente estáveis, não sendo observada separação de fases com 4% de CN-Na em nenhuma das condições de pH. De modo geral, as emulsões apresentaram comportamento pseudoplástico, com exceção das emulsões estabilizadas com 1% de proteína em pH 5, que se comportaram como fluido dilatante, e em pH 7, como fluido Newtoniano. A redução do pH para os sistemas com 1% de CN-Na levou à desestabilização das emulsões, devido à menor concentração de proteínas adsorvidas não permitirem uma estabilização eletrostática. Foi realizado um tratamento enzimático para melhorar a estabilização das emulsões que separaram de fases em pH ácido. Assim, géis de caseinato de sódio foram reticulados com lacase e ácido ferúlico e as propriedades mecânicas desses géis foram avaliadas. A adição de lacase mediada por ácido ferúlico resultou em géis mais rígidos, firmes e menos deformáveis. As melhores combinações foram selecionadas para o preparo de emulsões O/A estabilizadas com CN-Na com o objetivo de aumentar a estabilidade em pH ácido. O uso desse tratamento enzimático levou a modificações na estrutura da proteína e, com isso, mudanças nas suas propriedades funcionais, o que permitiu o aumento na estabilidade das emulsões. Em geral, essas emulsões tratadas enzimaticamente apresentaram-se mais estáveis, com distribuição de gotas menos polidispersa e com comportamento mais estruturado, apesar do aumento no diâmetro médio das gotas, variando entre 11,79 e 20,17 µm para emulsões em pH 3 contra 6,14 µm medido na emulsão controle (sem tratamento enzimático). Assim, o aumento na estabilidade dessas emulsões deve estar associado ao aumento da viscosidade, que promoveram estabilidade estérica aos sistemas. Portanto, os resultados mostram que foi possível a produção de emulsões ácidas com maior estabilidade a partir do caseinato de sódio, através do tratamento enzimático, originando emulsões com estruturas e propriedades reológicas diferenciadas em comparação com a proteína não reticulada / Abstract: Proteins are biopolymers widely used as a safe additive in the formulation of food emulsions as emulsifying agents. To understand and improve the emulsifying properties of sodium caseinate, initially oil-in-water macroemulsions (O/W) were studied. The emulsions were stabilized by sodium caseinate prepared using a rotor-stator device at different concentrations of protein and pH. All macroemulsions showed phase separation due to the creaming mechanism. This mechanism of destabilization was reduced with the increase of system viscosity, either due to the increase on the concentrations of protein and by the reduction of pH towards to the protein¿s isoelectric point. The use of high-pressure homogenization promoted the formation of stable microemulsions, with no phase separation observed in emulsions with 4% CN-Na. In general, the emulsions exhibited a shear-thinning behavior, except the emulsion containing 1% protein at pH 7, which exhibited Newtonian behavior, and at pH 5, which tended to show a shear-thickening behavior. The reduction of pH in emulsions with 1% CN-Na led to phase separated emulsions, which was attributed to the amount of adsorbed protein, which was insufficient to promote a strong electrostatic repulsion. In order to improve the stabilization of phase separated emulsions at acidic pH, an enzymatic treatment was carried out. Thus, sodium caseinate gels were crosslinked with laccase and ferulic acid and the mechanical properties of these gels were evaluated. The addition of laccase and ferulic acid resulted in gels with increased hardness, firmness and less deformable. The best treatments were selected for the preparation of O/W emulsions stabilized with CN-Na, in order to increase in their stability in acidic pH. The enzymatic treatment caused modifications in the protein structure, resulting in changes of functional properties, which led to an increase in the emulsion stability. In general, these enzymatically treated emulsions were more stable, composed by droplets with lower size distribution and more structured behavior, despite the increased mean droplet diameters (between 11.79 and 20.17 µm for emulsions at pH 3). Thus, the stability increase of these emulsions could be associated to the increase in viscosity, which resulted in steric stability. Results showed that it was possible to produce more stable emulsions containing sodium caseinate in acidic pH using enzymatic treatment, resulting in emulsions with different structures and rheological properties when compared with the non-cross-linked protein / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina Braz Silva.pdf: 810800 bytes, checksum: 70f05bacdef63b8aef2325761ace6cca (MD5) Previous issue date: 2011-08-23 / The organophosphate insecticides have been widely used for agricultural purposes. In the environment, organophosphates have been found in various environmental matrices, resulting in a growing environmental concern, among these compounds stands out Acephate, organophosphate and was registered by ANVISA reassessed in 2009, due to their toxicological and carcinogenic potential. The development of this work sought to select strains of Trichoderma harzianum capable of stimulating enzyme production by Trametes villosa and Pycnoporus sanguineus to promote the reduction of toxicity of Acephate. First there was the selection of strains of T. harzianum then became mixed cropping of selected strains of T. harzianum with Trametes villosa and T. harzianum with Pycnoporus sanguineus to determine the potential production of enzymes, and further tests were carried out with concentrations of 10% and 50% Acephate then held the toxicity test to assess the reduction of toxicity of Acephate. The results obtained in the experiments show that linhanges T. harzianum are good producers of lignin peroxidase (45 U.mL-1) and manganese peroxidase (23 Uml-1), the strains of T. harzianum were able to increase the production of Laccase in culture with T. villosa (20.57 Uml-1) and assessed that the fungi produced more enzymes in the presence of 50% Acephate. In toxicity tests, the samples with 10% Acephate addressed by the fungi indicated that compared to control, the association of P. sanguineus and Trichoderma T47 increased by 94% of cholinesterase, indicating a decrease in its toxicity, the association of P. sanguineus and Trichoderma harzianum ALL42 increase of 93% and the association between T. villosa and T. harzianum T39, an increase of 100% of cholinesterase, indicating that fungi were able to reduce the toxicity of Acephate. / Os inseticidas organofosforados têm sido amplamente utilizados para fins agrícolas. No ambiente, os organofosforados têm sido encontrados em diversas matrizes ambientais, resultando em uma crescente preocupação ambiental, dentre estes compostos destaca-se o Acefato, organofosforado que teve seu registro reavaliado pela ANVISA em 2009, devido ao seu potencial toxicológico e carcinogênico. O desenvolvimento deste trabalho buscou selecionar linhagens de Trichoderma harzianum capazes de estimular a produção enzimática por Trametes villosa e Pycnoporus sanguineus a fim de promover a diminuição da toxicidade do Acefato. Primeiramente realizou-se a seleção das linhagens de T. harzianum, em seguida fez-se o cultivo misto das linhagens selecionadas de T. harzianum com Trametes villosa e T. harzianum com Pycnoporus sanguineus para verificar o potencial de produção das enzimas, e posteriormente foram realizados os ensaios com concentrações de 10% e 50% de Acefato, em seguida realizou-se os teste de toxicidade para avaliar a redução da toxicidade do Acefato. Os resultados obtidos nos experimentos demonstram que as linhanges de T. harzianum são bons produtores de Lignina peroxidase (45 U.mL-1) e Manganês peroxidase (23 UmL-1), as linhagens de T. harzianum foram capazes de aumentar a produção de Lacase no cultivo com T. villosa (20,57 UmL-1) e que os fungos avaliados produziram mais enzimas na presença de 50% de Acefato. Nos testes de toxicidade, as amostras com 10% de Acefato tratadas pelos fungos indicaram que em relação ao controle, a associação de P. sanguineus e o Trichoderma T47 teve aumento de 94% de Colinesterase, indicando diminuição de sua toxicidade, na associação de P. sanguineus e Trichoderma harzianum ALL42 aumento de 93% e na associação entre T. villosa e o T. harzianum T39, aumento de 100% de Colinesterase, indicando que os fungos foram capazes de reduzir a toxicidade do Acefato.