Orientador: Jonas Contiero / Banca: Clóvis Parazzi / Banca: Luiz Carlos Basso / Banca: Pedro de Oliva Neto / Banca: Cíntia Duarte de Freitas Milagre / Resumo: O objetivo deste trabalho foi isolar micro-organismos produtores de D-(-) e L-(+) ácido lático, os quais são utilizados na síntese de polímeros empregados na produção de diversos materiais resistentes e biodegradáveis, além de otimizar a produção de ácido lático, a partir da utilização de diversos resíduos agro-industriais. Os micro-organismos mais promissores para produção de L-(+) ácido lático foram os isolados de Keffir (Ke6, Ke11, Ke8 e Ke24) e o Lactobacillus rhamnosus B103, já para a produção de D-(-) ácido lático, os mais promissores foram os isolados de iogurte (Y15C e Y15A) e o Leuconostoc mesenteroides B512. Pode-se afirmar que os micro-organismos selecionados apresentaram grande potencial para utilização na indústria de biopolímeros e indústria de alimentos. O soro de queijo e a manipueira foram os melhores resíduos para produção de L-(+) ácido lático por Lactobacillus rhamnosus B103. Quando se utilizou 160 g/L de lactose de soro de queijo, 60 mL/L de água de maceração de milho (AMM), 2 mL/L de Tween 80 e 0,10 g/L de MnSO4, observou-se alta produção de L- (+) ácido lático (142 g/L) e baixo residual de lactose (3,2 g/L). Para a otimização com manipueira, foi obtido 41,58 g/L de L-(+) ácido lático, a partir de 50 g/L de açúcar redutor total (ART), 65,40 mL/L de AMM e 1,27 mL/L de Tween 80. Nas otimizações com Leuconostoc mesenteroides B512 foi observado produção de 60,20 g/L de D-(-) ácido lático, utilizando 116,90 g/L de ART de caldo de cana e 44,25 g/L de autolisado de levedura. Nas otimizações com L. plantarum Lmism6 observou-se uma produção de 63,40 g/L de ácido lático, 0,40 g/L de ART residual e alta conversão de substrato (99,40%), quando se utilizou 70 g/L de ART de melaço, 30,00 mL/L de AMM, 2 g/L de K2HPO4 e 1 mL/L de Tween 80 / Abstract: The aim of this study was to isolate D-(-) and L-(+) lactic acid producers micro-organisms, which are used in the synthesis of polymers used in the production of many resistant and biodegradable materials and optimize the lactic acid production, from agro-industrial residues. The most promising micro-organisms for L-(+) lactic acid production were Lactobacillus rhamnosus B103, as well as, the isolated from Keffir (Ke6, Ke11, Ke8 Ke24) and the most promising D-(-) lactic acid producers were strains of yogurt (Y15C and Y15A) and Leuconostoc mesenteroides B512. Cheese whey and cassava wastewater (CW) were the best residues for L-(+) lactic acid production by Lactobacillus rhamnosus B103. Using 160 g/L of lactose from whey, 60 mL/L of CSL, 2 mL/L of Tween 80 and 0.10 g/L of MnSO4, there was higher production of L-(+) lactic acid (142 g/L) and low lactose residual (3.20 g/L). For optimizations with CW, it was obtained 41.58 g/L of L-(+) lactic acid from 50 g/L of reducing sugar, 65.40 mL/L and 1.27 mL of corn steep liquor (CSL) and Tween 80 respectively. Leuconostoc mesenteroides B512 produced 60.20 g/L of D-(-) lactic acid, using 116.90 g/L of sugarcane juice and 44.25 g/L of yeast autolysate. L. plantarum Lmism6 produced 63.40 g/L of lactic acid, with less residual reducing sugar (0.41 g/L) and higher substrate conversion (99.41%), by using 70 g/L of sugar reducing from molasses, 30 mL/L of CSL, 2 g/L of K2HPO4, and 1 mL/L of Tween 80 / Doutor

Resumo: O presente trabalho apresenta um estudo de produção de ácido lático a partir de Lactobacillus rhamnosus imobilizado por aprisionamento em alginato de cálcio, com a utilização de soro de queijo como fonte de carbono alternativa à glicose encontrada tradicionalmente no meio MRS para bactérias láticas. A imobilização foi efetiva com 2 % de alginato, tendo eficiência de 99,99 %, e taxa de saída de células de 0,25 %, utilizando MRS como meio de cultivo. Estudou-se também o uso de fontes alternativas de nitrogênio como água de maceração de milho, Pro-Floo®, autolisado de levedura e sulfato de amônio. Os melhores resultados de produção e rendimento foram obtidos a partir da utilização de soro de queijo com as fontes de nitrogênio do MRS (extrato de levedura, peptona e extrato de carne), chegando a um rendimento (Yp/s) de 0,83, com produtividade de 0,90 g.L-1.h-1, seguido do cultivo com água de maceração de milho (AMM) e Pro-Floo®, com Yp/s de 0,72 e 0,57 respectivamente. No cultivo com água de maceração de milho a produção de ácido lático atingiu 119,04 g/L em 48 h. Com células livres, o melhor resultado de rendimento foi 0,73 quando de utilizou água de maceração de milho, com produtividade de 2,25 g.L-1.h-1 e produção de ácido lático de 107,89 g/L. Foram realizados dois ensaios utilizando uma modificação no alginato com ácido palmítico, para melhoria na viabilidade das células imobilizadas. Houve melhora no Yp/s quando se utilizou a alginato modificado com ácido palmítico passando de 0,72 para 0,79 no cultivo com AMM e de 0,57 para 0,67 quando se utilizou Pro-Floo®. Outro cultivo foi conduzido em reator de leito empacotado com imobilização em alginato recoberto de polietilenoimina, utilizando meio MRS. No reator pode-se observar a produção contínua de ácido lático até 72 horas com rendimento de 0,88 em 4 horas de cultivo atingindo uma concentração de 11,79 g/L de ácido lático. / Abstract: This work presents a study of lactic acid production by Lactobacillus rhamnosus immobilized by entrapment technique in calcium alginate, using whey as alternative carbon source, avoiding glucose use in the traditional MRS medium for lactic acid bacteria. Cell immobilization was effective using 2% of alginate, with efficiency of 99.99% and rate of cell release of 0.25 %. Alternative nitrogen sources like corn steep liquor (CSL), Pro-Floo®, autolyzed yeast and ammonium sulfate was also studied. The higher values of production and yield (Yp/s) were obtained in the cultivation with whey and the MRS nitrogen sources (yeast extract, peptone and meat extract), reaching an Yp/s of 0.83, and productivity of 0.90 g.L-1.h-1, followed by the cultivation with corn steep liquor and Pro-Floo®, with Yp/s of 0.72 and 0.57 respectively. With corn steep liquor, the lactic acid production reached 119.04 g/L in 48 h. In the culture with free cells the yield was 0.73 with corn steep liquor in 48 h, the productivity was 2.25 g.L-1.h-1 and production 107.89 g/L. Two experiments were done with a palmitolation of alginate to improve of immobilized cell viability. Increase in yield was obtained when palmitolation was employed; the yield increased from 0.72 to 0.79 in the cultivation using corn steep liquor, and from 0.57 to 0.67 when Pro-Floo® was used an alternative nitrogen source. Another experiment was realized in a packed-bed continuous reactor, with polyethyleneimine coated alginate beads, using MRS as culture medium. It was observed continuous lactic acid production until 72 h, with a yield of 0.88 in 4 hours reaching a lactic acid concentration of 11.79 g/L. / Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Cristina Jacques Bolner de Lima / Banca: Rubens Monti / Banca: Eliana Setsuko Kamimura / Mestre

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Magali Leonel / Banca: Ana Paula Cerino Coutinho / Resumo: O amido de mandioca apresenta características que o diferenciam de outras fontes vegetais e tem sido preferido à medida que atende demandas por aplicações especificas. Utilizado nestas aplicações, in natura ou modificados, vem requerendo pesquisas e desenvolvimento de novas características, principalmente, incorporadas por modificações físicas, químicas e/ou enzimáticas. O polvilho azedo é um amido modificado por via fotoquímica em um processo de fermentação anaeróbia e secagem ao sol, não havendo padronização no produto final, quanto suas características físico-químicas e comportamentais, o que é indesejável para aplicações industriais, como na indústria de alimentos. Muitas pesquisas já foram realizadas a fim de investigar fatores que determinam o desenvolvimento da propriedade de expansão do polvilho azedo e revelaram que a fermentação lática e a exposição ao sol são os mais importantes. A partir disso, o presente trabalho teve como objetivo a avaliação de modificação com a oxidação do amido de mandioca com diferentes concentrações de ácido lático e secagem em diferentes tempos de exposição à radiação UV, buscando um protocolo de processo que apresentasse características desejáveis, como baixos níveis de acidez, elevada expansão e controle na qualidade físico-químicas, físicas e de pasta, com o intuito de se assemelhar ao polvilho azedo. Foram realizados ensaios que indicaram a melhor forma de modificação assim como a variação do tempo de exposição da mesma, definindo assim, o protocolo de modificação de amido para o desenvolvimento da propriedade de expansão. Os amidos foram modificados por via úmida, oxidação com solução de ácido lático 85% PA a 2%, durante 10 minutos, em temperatura ambiente e agitação constante. Na sequência, o amido foi recuperado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The cassava starch has characteristics that differentiate it from other plant sources and has been preferred as it meets demands for specific applications in the food industry, used both native as modified. Because of this industry is requesting searches for the development of new features, with modifications physical, chemical and/or enzymes. The cassava starch sour is a starch modified by a photochemical process of anaerobic fermentation and drying in the sun, there is no standard in the final product as its physicochemical characteristics and behavior, which is undesirable for industrial applications such as in food industry. Many studies have been conducted to investigate factors that determine the development of the expansion property of cassava starch, these showed that the lactic acid fermentation and sun exposure are most important. From this, the present study aimed to evaluate changes in the oxidation of cassava starch with different concentrations of lactic acid and drying at different times of UV exposure, seeking a protocol process to produce desirable characteristics such as low levels of acidity, high growth and control in the physico-chemical, physical and paste, in order to resemble the sour. Assays were performed which showed the best way to modification as well as the variation in time of exposure of the same, thereby defining the protocol modification of starch for the development of expansion property. The starches have been modified by wet oxidation with lactic acid, solution 85% PA, 2% during 10 minutes at room temperature with constant stirring. Further, the starch was recovered by filtration under vacuum and exposed to UV radiation for 60 minutes and revolving material every 15 minutes, then was brought in an oven air circulation at 45 ° C for 7 hours to complete the drying. The cassava modified starches... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre