O soro de queijo, um subproduto industrial altamente poluidor, constitui-se em um substrato rico em nutrientes e de grande potencial de aproveitamento em bioprocessos. A utilização de substratos alternativos e de baixo custo para a produção de etanol, tais como resíduos industriais, vem sendo recentemente estudada, com resultados promissores. Diante deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo otimizar a bioconversão do soro de queijo em etanol em biorreatores imobilizados usando Kluyveromyces marxianus como biocatalisador e avaliar as limitações de transferência de massa em esferas de alginato de cálcio mediante o cálculo do coeficiente de difusão. Valores similares do fator de conversão da lactose em etanol, YEtOH/S, (0,44±0,01 g g -1) foram encontrados ao testar a produção do etanol por três linhagens de K. marxianus (CBS 6556, CCT 4086 e CCT 2653) em biorreator de leito fluidizado em regime batelada, e uma diminuição na eficiência de conversão (83,3- 66,1%) e na produtividade volumétrica (0,96 a 0,78 g L-1h-1) foi observada ao aumentar a temperatura de fermentação (30-40ºC) utilizando K. marxianus CBS 6556 imobilizada. Em seguida, foram testados biorreatores de leito fixo e fluidizado operados continuamente por diferentes taxas de diluição (0,1-0,3 h-1). Os valores indicaram que o aumento da taxa de diluição leva a um decréscimo da utilização de lactose e da produção de etanol e um aumento da produtividade volumétrica (QP). Valores semelhantes do fator de conversão de lactose em etanol (YEtOH/S) foram encontrados para todas as taxas de diluição testadas, em ambos sistemas de biorreator (fixo e fluidizado). A maior produtividade volumétrica foi obtida para a taxa de diluição de 0,3 h-1 em biorreator de leito fluidizado, alcançando 87% da conversão teórica, e a maior concentração de etanol (27,9 g L-1) foi obtida com a taxa de diluição de 0,1 h-1. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) na superfície das esferas mostraram que a imobilização em alginato de cálcio foi eficaz. O estudo da transferência de massa da lactose e do etanol em esferas de cálcio foi realizado através da medição do coeficiente de difusão com base na abordagem matemática da Segunda Lei de Fick. Diferentes condições experimentais foram testadas. Os resultados obtidos mostraram que o coeficiente de difusão independe da concentração da solução de lactose (25, 50 e 75 g L-1) e de etanol (25 e 50 g L- 1), bem como da concentração de alginato (3, 4 e 6%), e que é afetado pela temperatura (25, 30 e 35 ºC), aumentando de 4,67×10-10 m2 s-1 a 6,96×10-10 m2 s-1 para a lactose, e de 1,46×10-10 m2 s-1 a 2,68×10-10 m2 s-1 para o etanol. / Cheese whey, an industrial by-product with highly pollutant characteristics, is a substrate for cell growth, rich in nutrients and with great potential for use in bioprocesses. The utilization of alternative and low cost substrates for the production of ethanol, such as industrial waste, has been recently studied with promising results. In this context, the aim of this work was to optimize the bioconversion of cheese whey into ethanol in bioreactors using immobilized Kluyveromyces marxianus as biocatalyst and evaluate the mass transfer limitations in Ca-alginate beads by measuring the diffusion coefficient. Similar ethanol yields (0.44±0.01 g EtOH g sugar-1) were found when testing the ethanol production by three strains of K. marxianus (CBS 6556, CCT 4086 and CCT 2653) in batch fluidized bed bioreactor, a decrease in conversion efficiency (83.3 to 66.1%) and ethanol productivity (0.96 to 0.78 g L- 1.h-1) was observed with the increase of fermentation temperature (30-40ºC) by immobilized K. marxianus CBS 6556. Continuous fluidized and packed bed bioreactors with different dilution rates (0.1 to 0.3 h-1) were performed. Values indicated that the increase of dilution rate led to a decrease in lactose utilization and ethanol production and an increase in ethanol productivity (QP). Similar ethanol yields (YEtOH/S) were obtained for all dilution rates tested, in both bioreactor systems. The highest ethanol productivity (3.5 g L-1h-1) was obtained at dilution rate of 0.3 h-1 in the fluidized bed bioreactor, with 87% of the theoretical conversion. The highest ethanol concentration (27.9 g L-1) was obtained at dilution rate of 0.1 h-1. The SEM micrographies of beads demonstrated that the cell immobilization in the Ca-alginate was effective. Lactose and ethanol mass transfer studies in Ca-alginate beads was performed by measuring the diffusion coefficient based on the mathematical approach of the Fick’s second Law. Different experimental conditions were tested. Results showed that diffusion coefficients were independent from the concentration of lactose (25, 50 and 75 g L-1) and ethanol (25 and 50 g L-1), as well as from the concentration of Ca-alginate (3, 4 and 6%), but were affected by temperature, increasing from 4.67×10-10 m2 s-1 to 6.96×10-10 m2 s-1 for lactose, and from 1.46×10-10 m2 s-1 to 2.68×10-10 m2 s-1 for ethanol.

Objetivo: Determinar a prevalência de má absorção de lactose e sua associação com a cor da pele e a idade em crianças e adolescentes de escolas públicas do município de Porto Alegre. Material e Métodos: Foi realizado um estudo transversal que incluiu 225 indivíduos de 8 a 18 anos, freqüentadores de escolas públicas do município de Porto Alegre. Os participantes foram classificados segundo a cor e a faixa etária. A má absorção de lactose foi diagnosticada através do teste do hidrogênio expirado após ingestão de 250 ml de leite. O teste teve duração de 3 horas e foi considerado como critério de positividade o aumento ≥ 20 partes por milhão na concentração de hidrogênio em relação ao nível basal. Resultados: Foram estudados 225 alunos, com uma média e desvio padrão de idade de 12,2 ± 2,0 anos. Cento e cinqüenta e quatro alunos eram de cor branca (68,4%) e os restantes, de cor não-branca (preta ou parda). A má absorção de lactose foi evidenciada em 19/225 casos (8,4%). Foram diagnosticados 8/154 casos (5,2%) nos alunos de cor branca e 11/71 casos (15,5%) nos alunos de cor não-branca (p = 0,02). Em relação à faixa etária, ocorreram 15/143 casos (10,5%) nos alunos entre 8 e 12 anos e 4/82 casos (4,9%) entre 13 e 18 anos (p = 0,227). Conclusões: A prevalência de má absorção de lactose encontrada em alunos de escolas pú-blicas de Porto Alegre é alta, especialmente se considerarmos que foram utilizadas doses fi-siológicas (250 ml de leite) para o diagnóstico. As taxas de má absorção foram maiores entre as crianças de cor não-branca em relação às crianças de cor branca, confirmando a influência racial na hipolactasia primária do tipo adulto. / Objective: To determine the prevalence of lactose malabsorption and its association with skin color and age in children and teenagers attending public schools in Porto Alegre, Brazil. Materials and Methods: A cross-sectional study was performed with 225 subjects between 8 and 18 years of age attending public schools in the municipality of Porto Alegre, Brazil. Subjects were classified according to skin color and age group. Lactose malabsorption was diagnosed using the breath hydrogen test after ingestion of 250 ml of milk. The test lasted 3 hours; malabsorption was determined in the presence of an increase of ≥ 20 ppm in hydrogen concentration in relation to the basal levels. Results: A total of 225 students were studied, with a mean age ± standard deviation of 12.2 ± 2.0 years. Of these, 154 students were white (68.4%); the remaining were black or brown. Lactose malabsorption was observed in 19/225 cases (8.4%): 8/154 cases (5.2%) in white students, and 11/71 cases (15.5%) among dark-skinned students (p = 0.02). In relation to age group, 15/143 cases (10.5%) occurred in students between 8 and 12 years of age, and 4/82 cases (4.9%) occurred in students between 13 and 18 years of age (p = 0.227). Conclusions: The prevalence of lactose malabsorption observed in students attending public schools in Porto Alegre was high, especially since physiological doses (250 ml of milk) were used for the diagnosis. Malabsorption rates were higher among black or brown-skinned children when compared to white children, which confirms the influence of race on primary adult type hypolactasia.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-07T17:28:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1540685 bytes, checksum: 8b226e913f4f005a6a9fd055c6cd26ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T17:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1540685 bytes, checksum: 8b226e913f4f005a6a9fd055c6cd26ee (MD5) Previous issue date: 2004-03-12 / O soro de queijo é o subproduto mais abundante da indústria de lacticínios, mas ainda hoje, em diversos países, incluindo o Brasil, significativa quantidade de soro é descartada sem tratamento adequado, trazendo como conseqüência problemas de poluição ambiental. O crescimento da produção de soro no Brasil, resultante do aumento da demanda por queijo, tem levado a indústria de lacticínios a procurar novas formas de seu reaproveitamento, pois apenas 55% (em massa) do total produzido é reutilizado em produtos alimentícios. Uma alternativa é a recuperação da lactose do soro, que possui alto valor de mercado na forma purificada. Neste contexto, este trabalho estudou a cinética de cristalização da lactose a partir de soluções modelo, avaliando a influência da temperatura e do pH da solução e da concentração de sementes. Os experimentos foram conduzidos em um sistema de cristalização, operado em modo descontínuo, em escala piloto, constituído por i) um evaporador a vácuo e ii) um tanque para cristalização provido de agitação e de uma serpentina de resfriamento, conectada a um banho termostático. As soluções modelo foram preparadas pela dissolução de α-lactose em água destilada, com concentração inicial de 50% (em massa) de lactose e concentradas até 60% (em massa) no evaporador (vácuo de 8 in Hg). Foram, então, descarregadas no cristalizador. O pH foi ajustado para o valor desejado, com ácido láctico, 0,1 N, e a solução foi então resfriada até alcançar a temperatura de trabalho. A velocidade de agitação foi mantida constante em 89 rpm. Inicialmente foram realizados 8 experimentos, de acordo com um planejamento fatorial 23, variando-se a temperatura da solução no cristalizador nos níveis de 15°C e 30oC, o pH da solução no cristalizador nos níveis de 4 e 5, e a concentração de sementes no cristalizador nos níveis de 0,05% e 0,15% (em massa). A partir dos resultados desses experimentos, procedeu-se à realização de outros 10 ensaios, obedecendo a um planejamento do tipo central composto, mantendo-se a concentração de sementes constante em 0,15% (em massa) e variando-se a temperatura e o pH, respectivamente, nas faixas de 26°C a 54oC e de 1,6 a 4,4. Em todos os experimentos foram avaliados a concentração da solução (por refratometria) e o diâmetro médio dos cristais (por microscopia ótica) ao longo do tempo. Também foi determinado o rendimento final, em termos da razão massa de cristais recuperada pela massa inicial de lactose contida no magma. As curvas de concentração da solução em função do tempo foram adequadamente representadas pelo modelo de Page, sendo possível calcular uma constante de cristalização, a partir dos parâmetros do modelo. Os dados de diâmetro médio dos cristais em função do tempo foram empregados para a determinação da taxa média de crescimento de cristais e da taxa de deposição de massa na superfície cristalina. Foram construídas superfícies de resposta para essas variáveis e verificou-se que os máximos rendimentos foram obtidos com pH em torno de 4,0 e temperatura de 40°C. Por outro lado, as taxas de cristalização apresentaram um mínimo em torno de 30oC e aumentaram continuamente com a elevação da temperatura. A influencia da concentração de sementes no rendimento do processo foi insignificante. Foram também determinados dados de solubilidade da lactose em várias temperaturas, (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90)°C, bem como dados de elevação do ponto de ebulição de lactose na faixa de concentração de (12,7 a 68,4)% de lactose (em massa) e pressões entre (2,4x103 a 9,3x104) Pa. / The cheese whey is the most abundant by-product of the dairy industry, but, in several countries, significant amount of whey is discarded without appropriate treatment, causing problems of environmental pollution. The growth of the Brazilian whey production due to the increase of the cheese demand lead the dairy industry to find new forms for its utilization, because only 55% (m/m) of this by-produced is reused in nutrition products. An alternative is the recovery of the lactose of the whey that possesses high market value in the purified form. In this context, this work studied the kinetics of crystallization of the lactose at model solutions, evaluating the influence of solution temperature and pH and of seed concentrations in the crystallizer. The experiments were carried out in a crystallization system, in a discontinuous way and pilot scale, constituted by i) an vacuum evaporator ii) a crystallization tank provided of agitation and of a cooling serpentine, connected to a thermostatic bathing. The lactose solutions were prepared in distilled water, with initial concentration of 50% (in mass) of lactose and concentrated up to 60% (m/m) in the evaporator (8 in Hg vacuum). After then, the lactose solutions were discharged in the crystallizer; the pH was adjusted with lactic acid, 0,1 N and the solution was maintained cold until reaching the work temperature. The agitation speed was maintained constant at 89 rpm. Initially 8 experiments were accomplished, in a factorial design 23, being varied the solution temperature at the levels of 15°C and 30°C, the solution pH at the levels 4 and 5, and the seed concentrations at the levels of 0,05% and 0,15% (m/m). Analyzing the results of those experiments, it was preceded to the accomplishment of other 10 experiments according to a composed central type design. The seed concentrations ware fixed constant concentration of seeds in 0,15% (m/m) being varied the temperature and the pH, respectively, in the range from 26°C to 54°C and from 1,6 to 4,4. In all the experiments they were determined the solution concentration (refractive index) and the crystal average diameters (optic microscopy) during the experiment run. The final yield was also determined, in terms of the ratio of recovered crystals per initial mass in the magma. The solution concentration curves in function of the time were appropriately represented by Page model, being possible to calculate the page crystallization constant from the model parameters. The crystal average diameter data in function of the time were used for the determination of the average rate of crystals growth and of the rate of mass deposition in the crystalline surface. Response surfaces for yield, crystal growth and were verified that the maximum yield was obtained at pH 4,0 and 40°C. On the other hand, the crystallization rates presented a minimum around 30°C and increased continually on the temperature rise. The seed concentrations influence was insignificant in the process yield. Solubility data of lactose at temperatures of (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90)°C as well as data of boiling point rise of lactose solutions at concentrations of (12,7 to 68,4)% (m/m) and pressures among (2,4x103 to 9,3x104) Pa, were determined. / Não foram localizados o cpf e o currículo lattes do autor.

Orientadora : Profª. Drª. Lys Mary Bileski Cândido / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Alimentação e Nutrição. Defesa: Curitiba, 19/07/2016 / Inclui referências : f. 26-30;64-69 / Resumo: O leite bovino constitui uma das mais completas fontes alimentares nos quesitos carboidratos, proteínas e gorduras. Verifica-se a necessidade de explorar e desenvolver alternativas tecnológicas que promovam a inclusão deste alimento e seus derivados na dieta de indivíduos com restrições a ingestão de lactose. O desenvolvimento de formulações de iogurte visa aumentar a oferta de produtos destinados a estes indivíduos, considerando suas limitações no que diz respeito a questão alimentar e nutricional, e ainda, promover o aporte de nutrientes importantes que, devido a esta condicionalidade, pode estar comprometido. Portanto, o objetivo deste estudo foi desenvolver formulações de iogurte grego parabiótico isento de lactose, adicionado de concentrado proteico de soro de leite, cálcio e rico em vitamina D destinado ao consumo por pessoas intolerantes a lactose. O estudo foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa sob o CAAE no 39499414.6.0000.5547. Foram aplicados dois delineamentos compostos centrais rotacionais (DCCR), um para a realização da hidrolise do concentrado proteico de soro de leite e outro para as formulações dos iogurtes. As três melhores formulações quanto aos atributos viscosidade, sinérese, firmeza e elasticidade foram avaliadas sensorialmente por provadores nao treinados. Os DCCRs foram desenvolvidos por meio do programa Statistica versao 7,0. Os dados relacionados a caracterização dos produtos e a comparação dos resultados obtidos foram avaliados utilizando-se o programa SPSS Statitstics versão 22. Para execução do teste sensorial de aceitação foi utilizado o programa Fizz Sensory Software 2.47B. Para a enzima Lactozym Pure 6500 L, a variação de sua concentração na faixa ótima foi de 0,25 a 0,30% e tempo de 125 a 150 min. Para a enzima Maxilact LGX 5000, estas faixas foram iguais a 0,23 a 0,28% e 125 a 150 min. Com ambas as enzimas foi possível alcançar 100% de hidrolise da lactose. A aplicação do concentrado proteico de soro de leite isento de lactose promoveu as características reológicas estudadas (viscosidade, firmeza, elasticidade), além de reduzir a sinérese e, ainda, incrementar o aporte proteico e de cálcio dos iogurtes desenvolvidos. Três formulações, contendo as concentrações mais elevadas das variáveis independentes estudadas (concentrado proteico de soro de leite isento de lactose e leite em po isento de lactose), obtiveram medias de aceitabilidade geral iguais a 6,61 } 1,71; 6,70 } 1,74; 6,57 } 1,78. As medias se mantiveram na faixa entre o ponto 7 (gostei moderadamente) e o ponto 6 (gostei ligeiramente). Os resultados evidenciaram que a aplicação, em iogurtes, de concentrado proteico de soro de leite isento de lactose pode ser considerada uma pratica com grande potencial, podendo ser amplamente explorada. Palavras-chave: Lactose. Intolerância a lactose. Enzimas. Hidrolise. Iogurte. Cálcio. Vitamina D. Oligossacarídeo. / Abstract: The cow's milk is one of the most complete food sources in the matter of carbohydrates, proteins and fats. There is a need to explore and develop technologic alternatives to promote the inclusion of this food and its derivatives in the diet of individuals with intake of lactose restrictions. The development of yogurt formulations aims to increase the supply of products designated to these individuals, considering their limitations regarding food and nutrition matters and also promote the intake of important nutrients that, due to this compliance, may be compromised. Therefore, the goal of this study was to develop lactose free prebiotic greek yogurt, added of whey protein concentrate, source of calcium and rich in vitamin D destined to be consumed by lactose-intolerant people. The study was approved by the Ethics Committee in Research under the CAAE no 39499414.6.0000.5547. Two central composite designs were applied (CCD), one to perform the hydrolysis of the whey protein concentrate and the other for the formulations of yogurts. The top three formulations as to viscosity, syneresis, firmness and elasticity attributes were sensorially evaluated by untrained evaluators. The CCDs were developed through the program Statistica version 7.0. The data related to the characterization of products and the comparison of results was evaluated using the program SPSS Statitstics version 22. For the execution of the sensorial acceptance test it was used the program Fizz Sensory Software 2.47B. For Lactozym Pure 6500 L enzyme, the variation of its concentration at the optimum range was 0.25 to 0.30% and time of 125 to 150 min. For Maxilact LGX 5000 enzyme, these ranges were equal to 0.23 to 0.28% and 125 to 150 min. It was possible to achieve 100% lactose hydrolysis with both enzymes. The application of the lactose-free whey protein concentrate promoted the studied rheological characteristics (viscosity, firmness, elasticity), besides of reducing the syneresis and, also, increasing the protein and calcium content of the developed yogurts. Three formulations containing higher concentrations of the independent variables studied (lactose-free whey protein concentrate and lactose-free powder milk) obtained averages of overall acceptability equal to 6.61 } 1.71, 6.70 } 1.74, and 6.57 } 1.78. The average remained between the range of point 7 (moderately liked) and the point 6 (slightly liked). The results showed that the application, in yogurts, of lactose-free concentrate whey protein can be considered a practice with great potential, it can be widely explored. Keywords: Lactose. Lactose intolerance. Enzymes. Hydrolysis. Yogurt. Calcium. Vitamin D. Oligosaccharide.

Objetivo: Determinar a prevalência de má absorção de lactose e sua associação com a cor da pele e a idade em crianças e adolescentes de escolas públicas do município de Porto Alegre. Material e Métodos: Foi realizado um estudo transversal que incluiu 225 indivíduos de 8 a 18 anos, freqüentadores de escolas públicas do município de Porto Alegre. Os participantes foram classificados segundo a cor e a faixa etária. A má absorção de lactose foi diagnosticada através do teste do hidrogênio expirado após ingestão de 250 ml de leite. O teste teve duração de 3 horas e foi considerado como critério de positividade o aumento ≥ 20 partes por milhão na concentração de hidrogênio em relação ao nível basal. Resultados: Foram estudados 225 alunos, com uma média e desvio padrão de idade de 12,2 ± 2,0 anos. Cento e cinqüenta e quatro alunos eram de cor branca (68,4%) e os restantes, de cor não-branca (preta ou parda). A má absorção de lactose foi evidenciada em 19/225 casos (8,4%). Foram diagnosticados 8/154 casos (5,2%) nos alunos de cor branca e 11/71 casos (15,5%) nos alunos de cor não-branca (p = 0,02). Em relação à faixa etária, ocorreram 15/143 casos (10,5%) nos alunos entre 8 e 12 anos e 4/82 casos (4,9%) entre 13 e 18 anos (p = 0,227). Conclusões: A prevalência de má absorção de lactose encontrada em alunos de escolas pú-blicas de Porto Alegre é alta, especialmente se considerarmos que foram utilizadas doses fi-siológicas (250 ml de leite) para o diagnóstico. As taxas de má absorção foram maiores entre as crianças de cor não-branca em relação às crianças de cor branca, confirmando a influência racial na hipolactasia primária do tipo adulto. / Objective: To determine the prevalence of lactose malabsorption and its association with skin color and age in children and teenagers attending public schools in Porto Alegre, Brazil. Materials and Methods: A cross-sectional study was performed with 225 subjects between 8 and 18 years of age attending public schools in the municipality of Porto Alegre, Brazil. Subjects were classified according to skin color and age group. Lactose malabsorption was diagnosed using the breath hydrogen test after ingestion of 250 ml of milk. The test lasted 3 hours; malabsorption was determined in the presence of an increase of ≥ 20 ppm in hydrogen concentration in relation to the basal levels. Results: A total of 225 students were studied, with a mean age ± standard deviation of 12.2 ± 2.0 years. Of these, 154 students were white (68.4%); the remaining were black or brown. Lactose malabsorption was observed in 19/225 cases (8.4%): 8/154 cases (5.2%) in white students, and 11/71 cases (15.5%) among dark-skinned students (p = 0.02). In relation to age group, 15/143 cases (10.5%) occurred in students between 8 and 12 years of age, and 4/82 cases (4.9%) occurred in students between 13 and 18 years of age (p = 0.227). Conclusions: The prevalence of lactose malabsorption observed in students attending public schools in Porto Alegre was high, especially since physiological doses (250 ml of milk) were used for the diagnosis. Malabsorption rates were higher among black or brown-skinned children when compared to white children, which confirms the influence of race on primary adult type hypolactasia.

O soro de queijo, um subproduto industrial altamente poluidor, constitui-se em um substrato rico em nutrientes e de grande potencial de aproveitamento em bioprocessos. A utilização de substratos alternativos e de baixo custo para a produção de etanol, tais como resíduos industriais, vem sendo recentemente estudada, com resultados promissores. Diante deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo otimizar a bioconversão do soro de queijo em etanol em biorreatores imobilizados usando Kluyveromyces marxianus como biocatalisador e avaliar as limitações de transferência de massa em esferas de alginato de cálcio mediante o cálculo do coeficiente de difusão. Valores similares do fator de conversão da lactose em etanol, YEtOH/S, (0,44±0,01 g g -1) foram encontrados ao testar a produção do etanol por três linhagens de K. marxianus (CBS 6556, CCT 4086 e CCT 2653) em biorreator de leito fluidizado em regime batelada, e uma diminuição na eficiência de conversão (83,3- 66,1%) e na produtividade volumétrica (0,96 a 0,78 g L-1h-1) foi observada ao aumentar a temperatura de fermentação (30-40ºC) utilizando K. marxianus CBS 6556 imobilizada. Em seguida, foram testados biorreatores de leito fixo e fluidizado operados continuamente por diferentes taxas de diluição (0,1-0,3 h-1). Os valores indicaram que o aumento da taxa de diluição leva a um decréscimo da utilização de lactose e da produção de etanol e um aumento da produtividade volumétrica (QP). Valores semelhantes do fator de conversão de lactose em etanol (YEtOH/S) foram encontrados para todas as taxas de diluição testadas, em ambos sistemas de biorreator (fixo e fluidizado). A maior produtividade volumétrica foi obtida para a taxa de diluição de 0,3 h-1 em biorreator de leito fluidizado, alcançando 87% da conversão teórica, e a maior concentração de etanol (27,9 g L-1) foi obtida com a taxa de diluição de 0,1 h-1. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) na superfície das esferas mostraram que a imobilização em alginato de cálcio foi eficaz. O estudo da transferência de massa da lactose e do etanol em esferas de cálcio foi realizado através da medição do coeficiente de difusão com base na abordagem matemática da Segunda Lei de Fick. Diferentes condições experimentais foram testadas. Os resultados obtidos mostraram que o coeficiente de difusão independe da concentração da solução de lactose (25, 50 e 75 g L-1) e de etanol (25 e 50 g L- 1), bem como da concentração de alginato (3, 4 e 6%), e que é afetado pela temperatura (25, 30 e 35 ºC), aumentando de 4,67×10-10 m2 s-1 a 6,96×10-10 m2 s-1 para a lactose, e de 1,46×10-10 m2 s-1 a 2,68×10-10 m2 s-1 para o etanol. / Cheese whey, an industrial by-product with highly pollutant characteristics, is a substrate for cell growth, rich in nutrients and with great potential for use in bioprocesses. The utilization of alternative and low cost substrates for the production of ethanol, such as industrial waste, has been recently studied with promising results. In this context, the aim of this work was to optimize the bioconversion of cheese whey into ethanol in bioreactors using immobilized Kluyveromyces marxianus as biocatalyst and evaluate the mass transfer limitations in Ca-alginate beads by measuring the diffusion coefficient. Similar ethanol yields (0.44±0.01 g EtOH g sugar-1) were found when testing the ethanol production by three strains of K. marxianus (CBS 6556, CCT 4086 and CCT 2653) in batch fluidized bed bioreactor, a decrease in conversion efficiency (83.3 to 66.1%) and ethanol productivity (0.96 to 0.78 g L- 1.h-1) was observed with the increase of fermentation temperature (30-40ºC) by immobilized K. marxianus CBS 6556. Continuous fluidized and packed bed bioreactors with different dilution rates (0.1 to 0.3 h-1) were performed. Values indicated that the increase of dilution rate led to a decrease in lactose utilization and ethanol production and an increase in ethanol productivity (QP). Similar ethanol yields (YEtOH/S) were obtained for all dilution rates tested, in both bioreactor systems. The highest ethanol productivity (3.5 g L-1h-1) was obtained at dilution rate of 0.3 h-1 in the fluidized bed bioreactor, with 87% of the theoretical conversion. The highest ethanol concentration (27.9 g L-1) was obtained at dilution rate of 0.1 h-1. The SEM micrographies of beads demonstrated that the cell immobilization in the Ca-alginate was effective. Lactose and ethanol mass transfer studies in Ca-alginate beads was performed by measuring the diffusion coefficient based on the mathematical approach of the Fick’s second Law. Different experimental conditions were tested. Results showed that diffusion coefficients were independent from the concentration of lactose (25, 50 and 75 g L-1) and ethanol (25 and 50 g L-1), as well as from the concentration of Ca-alginate (3, 4 and 6%), but were affected by temperature, increasing from 4.67×10-10 m2 s-1 to 6.96×10-10 m2 s-1 for lactose, and from 1.46×10-10 m2 s-1 to 2.68×10-10 m2 s-1 for ethanol.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-24Bitstream added on 2014-06-13T18:56:19Z : No. of bitstreams: 1 panichi_a_me_botfmvz.pdf: 196980 bytes, checksum: 61d5f9be85432766fb8c0cea59cad982 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Vacas com alto potencial para produção de leite requerem suplementação com alimentos concentrados para suprir suas exigências nutricionais. A utilização do milho como parte desses alimentos torna-se freqüente, já que é a fonte de amido mais utilizada. Com o objetivo de avaliar os efeitos da substituição dos grãos secos de milho (GSM) pela silagem de grãos úmidos de milho (SGUM) sobre a produção e composição do leite, foram utilizadas cinco vacas da raça Holandesas (HPB), primíparas com média de 112 dias pós-parto, confinadas em Tie Stall, no setor de Bovinocultura Leiteira da Universidade de Marília – UNIMAR. Foram avaliadas cinco rações balanceadas de acordo com o NRC (2001) para 17,5% PB (MS) e 2,4 Mcal EM/kg MS, contendo farelo de soja, GSM e/ou SGUM, silagem de cana de açúcar e feno. Níveis de substituição dos GSM pela SGUM estão descritos nos tratamentos: 1) 0%; 2) 25%; 3) 50%; 4) 75% e 5) 100%. O período experimental teve duração de 70 dias, divididos em cinco fases de 14 dias cada. A produção de leite e o consumo de matéria seca foram registrados diariamente. Os animais foram submetidos a duas ordenhas diárias (6:00 e 18:00 h), sendo as amostras de leite coletadas nas ordenhas consecutivas de cada fase experimental (quatro dias de coleta). O delineamento experimental utilizado foi o Quadrado Latino 5x5 e os dados analisados pelo programa estatístico SAS. O peso corporal (508 kg), produção de leite (23,6 kg), produção de leite corrigida (22,7 kg), consumos de matéria seca (17,13 kg), não apresentaram diferença com a inclusão da SGUM na dieta, porém os consumos de FDN (6,67 kg), FDA (3,39 kg) e eficiência alimentar para produção de leite (1,41 kg leite/dia), apresentaram diferença. Para a composição do leite, apenas o nitrogênio uréico (17,67 mg/dL) apresentou diferença com a inclusão de SGUM na dieta, indicando desta forma... / Cows with high potential for milk production require extra concentrated food in order to supply their nutritional demands. The use of corn as part of their feeding has been frequent, since it is the most used source of starch. Intended for evaluating the effects of the substitution of the dry shelled corn (DSC) for the high moisture corn silage (HMCS) on the production and composition of the milk, five Holstein cows (BWH) were used. They were primiparous, with a postpartum time of around 112 days, confined in Tie Stall, in the dairy cattle sector of the University of Marília - UNIMAR. It was evaluated five rations balanced in agreement with NRC (2001) to 17.5% CP (DM) and 2.4 Mcal ME/kg DM, containing soybean meal, DSC and/or HMCS, sugar silage and hay. Levels of substitution of DSC for the HMCS are described in the treatments: 1) 0%; 2) 25%; 3) 50%; 4) 75% and 5) 100%. The experimental period was 70 days, divided into five phases of 14 days each. The production of milk and consumption of dry matter were registered daily. The animals were submitted to two milk daily rates (6h00 and 18h00), and the milk samples were collected in the following milking of each experimental phase (four days of collection). It was used the method of Latin Square 5x5 and the data analyzed by the SAS statistical program. Body weight (508 kg), production of milk (23.6 kg), production of milk corrected for 4% of fat (22.7 kg), and dry matter consumptions (17.13 kg) did not present any difference with the inclusion of HMCS in the diet, unlike the FDN (6.67 kg), FDA (3.39 kg) intake and feed efficiency production of milk (1.41 kg milk/day) presented difference. As for the composition of the milk, only the urea nitrogen (17.67 mg/dL) presented difference with the inclusion of HMCS in the diet, thus indicating that HMCS... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-10Bitstream added on 2014-06-13T20:18:12Z : No. of bitstreams: 1 augusto_rmn_me_botfmvz.pdf: 475859 bytes, checksum: c7eb29be32951647006a8bc33ef784a0 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Foram realizados dois experimentos: no primeiro utilizaram-se 96 leitões desmamados com idade média de 21 dias, num delineamento em blocos com arranjo fatorial dos tratamentos 2 x 2 ( duas fontes de carboidratos e duas classes de peso ao desmame). No segundo foram utilizados 48 leitões, num delineamento em blocos com arranjo fatorial 2 x 2 x 2 x 3 (duas classes de pesos ao desmame x duas fontes de carboidratos x duas porções do intestino delgado x três épocas de abate). Portanto, no modelo estatístico foram usados os efeitos fixos de peso, fontes de carboidratos, porções do intestino delgado, épocas de abate e suas respectivas interações; e o efeito aleatório de blocos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da substituição da lactose pela maltodextrina nas rações de leitões desmamados, com diferentes pesos, sobre o consumo diário de ração, ganho diário de peso, conversão alimentar, incidência de diarreia, altura das vilosidades, profundidade das criptas e espessura de mucosa. No primeiro experimento, nos períodos de 0 a 17 e 0 a 29 dias após o desmame constatou-se efeito da classe de peso, no ganho diário de peso e no consumo diário de ração dos leitões, ou seja, os animais mais pesados ao desmame apresentaram maiores consumo diário de ração e ganho diário de peso em relação aos animais mais leves. No segundo experimento, verificou-se que a maltodextrina determinou aumentos na espessura média da mucosa intestinal dos leitões, independente do peso, e na profundidade média das criptas apenas nos animais leves. A maltodextrina pode ser usada como uma alternativa para substituir a lactose nas rações de leitões desmamados, pois não afeta negativamente o desempenho e a maioria dos parâmetros morfométricos do intestino. / Two trials were conducted: in the first trial, were used, 96 weaning pigs at the age of about 21 days, in a 2 × 2 factorial arrangement (two sources of carbohydrate: lactose and maltodextrin and two weaning weight classes: light, from 4,50 to 5,20 kg, and heavy, from 5,90 to 6,60 kg). In the second trial, 48 pigs, in a 2 x 2 x 2 x 3 factorial arrangement (two weaning weight classes x two sources of carbohydrate x two portions of the small intestine x three slaughter times). Therefore, in the statistical model the fixed effect of weight, sources of carbohydrate, portions of the small intestine, times of slaughter and its respective interactions; and the random effect of blocks. The objective of this study was to evaluate the effects of maltodextrin diets in weaning pigs of different weights on feed intake, feed:gain ratio, weight gain, diarrhea incidence, villus height, crypt depth and mucous membrane height. In the first trial, from 0-17 days and from 0-29 days after the weaning effects of weight classes, were detected on daily weight gain, and daily feed intake. The heaviest animals at weaning showed the best results. In the second trial, we verified that maltodextrin determined an increase in the average thickness of the intestinal mucosa, regardless of weight classes, and the increase in the average depth of the crypt, only in the highter animals. Maltodextrin can be used as an alternative to lactose in diets of weaning pigs, as it doesn’t affect negatively the performance neither the morfometric parameters of the intestine.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 402071 bytes, checksum: f514861e3699db83508ed828b9260676 (MD5) Previous issue date: 2009-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The fermentative metabolism of lactose in Kluyveromyces marxianus UFV-3 was compared to the Kluyveromyces lactis JA6 under aerobic and hypoxia through the analysis of kinetics of growth, consumption of substrate, production of ethanol and formation of biomass, depending on the concentration of lactose. It was determinated the gene expression and activity of key enzymes of metabolism of lactose under aerobic and hypoxia. In fermentations carried out under aerobic and hypoxia in lactose concentrations of 0.25 to 64 mM, K. marxianus UFV-3 showed higher specific growth rate and higher concentration of biomass after 24 hours of cultivation, for K. lactis JA6. In fermentations with 64 mM lactose under aerobic and hypoxia K. marxianus UFV-3 showed higher yield to ethanol by K. lactis JA6, demonstrating that high concentrations of substrate metabolism favors fermentation in K. marxianus UFV-3. Under aerobic K. marxianus UFV-3 has more activity of pyruvate dehydrogenase that K. lactis JA6, justifying the formation of higher biomass and higher growth rate observed in K. marxianus UFV-3. Under hypoxia the highest activities of pyruvate decarboxylase and β- galactosidase of K. marxianus UFV-3 in relation to K. lactis JA6 seem to be the factors that contribute to the increased formation of ethanol in K. marxianus UFV-3 when compared to K. lactis JA6. In hypoxia K. marxianus showed higher expression of genes that encode enzymes β-galactosidase, pyruvate decarboxylase and the Leilor pathway for when compared to aerobic. Indicating that these genes are important for the metabolism of lactose in hypoxia. Already in K. lactis JA6 none of these genes showed increased expression in hypoxia. It appears the higher expression of genes encoding key enzymes of metabolism of lactose as the major enzymatic activity is responsible for fermentation potential of K. marxianus UFV-3. / O metabolismo fermentativo de lactose em Kluyveromyces marxianus UFV-3 foi comparado ao de Kluyveromyces lactis JA6 em aerobiose e hipoxia por meio da análise de cinéticas de crescimento, consumo de substrato, produção de etanol e formação de biomassa, em função da concentração de lactose. Determinou-se ainda a expressão gênica e atividade de enzimas-chave do metabolismo de lactose em aerobiose e hipoxia. Nas fermentações conduzidas em aerobiose e hipoxia em concentrações de lactose de 0,25 a 64 mM, K. marxianus UFV-3 apresentou maior velocidade específica de crescimento e maior concentração de biomassa após 24 horas de cultivo, em relação a K. lactis JA6. Nas fermentações com 64 mM de lactose em aerobiose e hipoxia K. marxianus UFV-3 mostrou maior rendimento de etanol por lactose que K. lactis JA6, demonstrando que alta concentração de substrato favorece metabolismo fermentativo em K. marxianus UFV-3. Sob aerobiose K. marxianus UFV-3 possui maior atividade de piruvato desidrogenase que K. lactis JA6, justificando a maior formação de biomassa e maior velocidade de crescimento verificada em K. marxianus UFV-3 em aerobiose. Sob hipoxia as maiores atividades de β-galactosidase e de piruvato descarboxilase de K. marxianus UFV-3 em relação à K. lactis JA6 parecem ser os fatores que contribuem para a maior formação de etanol de K. marxianus UFV-3 quando comparado a K. lactis JA6. Em hipoxia K. marxianus apresentou maior expressão de genes que codificam enzimas para a via de Leilor, para a enzima β-gal e piruvato descarboxilase quando comparado à aerobiose. Indicando que estes genes são importantes para o metabolismo de lactose em hipoxia. Já em K. lactis JA6 nenhum destes genes apresentou expressão aumentada em hipoxia. Tanto a maior expressão de genes que codificam enzimas chaves do metabolismo de lactose quanto à maior atividade enzimática parecem ser os responsáveis pela capacidade fermentativa de K. marxianus UFV-3.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RoberioMN.pdf: 839058 bytes, checksum: 1087756ecda3734e7aef07c3e72cb26c (MD5) Previous issue date: 2008-02-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / ?-D-glucosidase (EC 3.2.1.21) is one of the most interesting glycosidases, especially for hydrolysis cellobiose releasing glucose, is last step degradation of cellulose. This function makes the ?-D-glucosidase is of great interest as a versatile industrial biocatalyst, being critical to various bio-treatment / biorefinery processes, such as bioethanol production. Hen in the report, a ?-D-glucosidase was extracts from protein extracted of the invertebrate marine Artemia franciscana was purified and characterized with a combination of precipitation with ammonium sulfate (0 - 30%, 30 to 50%, 50 to 80%), the fraction saturated in the range of 30 to 50% (called F-II) was applied in a molecular exclusion chromatography, in Sephacryl S-200, the fractions corresponding to the first peak of activity of ?-D-glucosidase were gathered and applied in a chromatography of ion exchange in Mono Q; the third peak this protein obtained chromatography, which coincides with the peak of activity of ?-D-glucosidase was held and applied in a gel filtration chromatography Superose 12 where the first peak protein, which has activity of ?-D-glucosidase was rechromatography on Superose 12. This enzyme is probably multimerica, consisting of three subunit molecular mass of 52.7 kDa (determined by SDS-PAGE) with native molecular mass of 157 kDa (determined by gel filtration chromatography on Superose 12 under the system FPLC). The enzyme was purified 44.09 times with a recovery of 1.01%. Using up p-nitrophenyl-?-D-glucopiranoside as substrate obtained a Km apparent of 0.229 mM and a Vmax of 1.109 mM.60min-1.mL-1mM. The optimum pH and optimum temperature of catalysis of the synthetic substrate were 5.0 and 45 ?C, respectively. The activity of the ?-D-glucosidase was strongly, inhibited by silver nitrate and N- etylmaleimide, this inhibition indicates the involvement of radical sulfidrila the hydrolysis of synthetic substrate. The ?-D-glucosidase of Artemia franciscana presented degradativa action on celobiose, lactose and on the synthetic substrate ?-nitrophenyl-?-D-glucopiranoside indicating potential use of this enzyme in the industry mainly for the production of bioethanol (production of alcohol from the participating cellulose), and production hydrolysate milk (devoid of milk lactose) / ?-D-glicosidase (EC 3.2.1.21) ? uma das mais interessantes glicosidases, especialmente por hidrolisar celobiose liberando glicose, ?ltimo passo de degrada??o de celulose. Esta fun??o faz com que a ?-D-glicosidase seja de grande interesse como um vers?til biocatalizador industrial, sendo critica para v?rios processos de bio-tratamento / biorrefinaria, como produ??o de bioetanol. Neste trabalho, uma ?-D-glicosidase extra?da de extratos prot?icos do invertebrado marinho Artemia franciscana foi purificada e caracterizada com uma combina??o de precipita??o com sulfato de am?nio (30; 50; 80%), a fra??o saturada na faixa de 50% (chamada F-II) foi aplicada em uma cromatografia de exclus?o molecular em Sephacryl S-200, as fra??es correspondentes ao primeiro pico de atividade da ?-D-glicosidase foram reunidas e aplicadas numa cromatografia de troca i?nica em Mono Q; o terceiro pico prot?ico obtido nessa cromatografia, o qual coincide com o pico de atividade da ?-D-glicosidase, foi reunido e aplicado numa cromatografia gel filtra??o Superose 12 onde o primeiro pico prot?ico, o qual possui atividade da ?-D-glicosidase, foi recromatografado em Superose 12. Esta enzima provavelmente ? multimerica, constitu?da por tr?s subunidades, de massa molecular de 52,7 kDa (determinado por SDS-PAGE) e com massa molecular nativa de 157 kDa (determinado por cromatografia gel filtra??o em Superose 12 sob o sistema FPLC). A enzima foi purificada 44,09 vezes com uma recupera??o de 1,01%. Utilizando-se ?-nitrofenil-?-D-glicopiranos?deo como substrato obtivemos uma Km aparente de 0,229 mM (12,7 ?M de produto/cm/hora) e Vm?x de 1,109 mM.60min-1.mL-1. O pH ?timo e a temperatura ?tima de cat?lise do substrato sint?tico foram 5,0 e 45?C, respectivamente. A atividade ?-D-glicosid?sica foi fortemente inibida por nitrato de prata e N-etilmaleimida, esta inibi??o indica o envolvimento de radicais sulfidrila na hidr?lise do substrato sint?tico. A ?-D-glicosidase de Artemia franciscana apresentou a??o degradativa sobre celobiose, lactose e sobre o substrato sint?tico ?-nitrofenil-?-D-glicopiranos?deo, indicando potencial uso desta enzima na ind?stria principalmente para produ??o de bioetanol (produ??o de ?lcool a parti de celulose) e produ??o de leite hidrolisado (leite destitu?do de lactose)