A vinhaça é o principal subproduto na fabricação do álcool e o que possui maior quantidade de nutrientes em sua composição. Seu poder poluente, cerca de cem vezes maior que esgoto doméstico, é decorrente da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, corrosividade, elevadas DBO e DQO, além de cor escura e cheiro característico. A aceitação crescente no uso de fungos basidiomicetos em processos de tratamento e/ou biorremediação se deve por apresentarem um sistema enzimático extracelular capaz de romper uma grande quantidade de ligações químicas. Espécies do gênero Pleurotus sp. são conhecidas pela produção de enzimas lignolíticas como manganês-peroxidase, peroxidases e lacases. Também são reportados como alimentos por possuírem como seus maiores constituintes carboidratos e proteínas, seguidos de minerais e baixos teores de gorduras. O presente estudo teve por objetivo avaliar a atividade enzimática de quatro fungos basidiomicetos cultivados em meio de vinhaça líquido e sólido, bem como avaliar as propriedades nutricionais dos micélios como fonte de alimento para peixes da espécie D. rerio. Os fungos Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, P. flabellatus CCB 396 e Pleurotus shimeji, foram cultivados em meio sólido e líquido de vinhaça para análise de atividade enzimática e para crescimento micelial durante 15 dias. A atividade enzimática foi determinada de acordo com protocolo de Szklars et al. (1989) e Kuwahara et al. (1984) a cada 3 dias. Os fungos foram liofilizados e oferecidos aos peixes na proporção de 2% do peso corpóreo dos mesmos e nas quantidades de 50% fungo + 50% ração e 100% fungo em cinco réplicas comparando com um grupo controle tratado com 100% ração por um período de 28 dias. As quatro espécies de Pleurotus apresentaram crescimento satisfatório em meio contendo 100% de vinhaça após 15 dias, sendo obtidos maiores valores com Pleurotus sp. CCB 068 (16,27g). Além disso, observou-se o clareamento e diminuição de turbidez da vinhaça pelos fungos P. sajor-caju CCB 020 e P. shimeji. Em relação à atividade enzimática, os maiores valores para lacase foram obtidos em meio de vinhaça + ágar pelo fungo P. sajor-caju (1.247, 43 UI g-1MS -12º dia) e para peroxidase apresentou, ao 6º dia, atividade de 676,02 UI g-1MS. O mesmo fungo obteve maior valor de MnP no 15º dia de cultivo (318,94 UI L-1) em meio de vinhaça líquido. As análises bromatológicas apresentaram valores nutritivos satisfatórios para os fungos quando comparados à ração comercial, apresentando menores valores somente para proteínas. O teste de alimentação com D. rerio durante 28 dia mostrou que houve perda de biomassa, não significativa estatisticamente e, os valores de sobrevivência dos peixes foram de 100% em todos os tratamentos, indicando que os fungos testados cultivados em vinhaça não apresentaram toxidade. Foi concluído que o uso de fungos do gênero Pleurotus sp. cultivados em vinhaça, além de reduzir compostos tóxicos deste subproduto, é eficiente na produção de enzimas de interesse industrial e seus micélios podem ser inclusos na dieta de animais como suplementos nutricionais. / The vinasse is the principal subproduct in the manufacture of alcohol and the one who has the high amount of nutrients in your composition. Its pollutant power, about a hundred times higher than domestic waste, is due to its richness in organic matter, low pH, corrosivity, high BOD and QOD, in adittion to dark color and characteristic odor. The growing acceptance in the use of basiomycetes fungi in the treatment process and/or bioremediation must be present for an extracellular enzymatic system capable of breaking a large number of chemistry bonds. Species of the gender Pleurotus sp. are known for the lignolytic enzyme production like manganese peroxidase, peroxidases and laccases. Are also reported as food because they have as your major constituint carbohydrates and proteins, follow by minerals and low levels of fat. This study aimed to evaluate the enzymatic activity of four basidiomycetes fungi grown in liquid and solid vinasse medium, and to evaluate the nutricional properties of micelium as a food source for fishes D. rerio. The fungi Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, Pleurotus flabellatus CCB 396 and Pleurotus shimeji were grown in solid and liquid vinasse médium for enzymatic activity assay and for micelial grow during 15 days. The enzyme activity was determined according to protocol Szklars et al. (1989) and Kuwahara et al (1984) every 3 days. The fungi were liophilized and offered tho fishes at 2% of body weight and in amounts of 50% of fungus + 50% ration and 100% of fungus in five repetitions compared with a control group treated with 100% ration for 28 days. The four species of Pleurotus shown satisfactory growth in vinasse médium after 15 days, with highest values with Pleurotus sp. CCB 068 (16,27 g). Besides, was observed the bleaching and tubidity reduction by P. sajor-caju CCB 020 and P. shimeji fungi. Regarding the enzymatic activity, the highest values for laccase was obtained by P. sajor-caju (1.247,43 UI g -1 DM - 12th day) and peroxidase presented, at the 6th day, the activity of 676,02 UI g-1DM. The same fungus had the highest value for MnP on the 15th day of cultivation (318,94 UI L-1) in liquid vinasse médium. The bromatological analysis showed satisfactory nutritional values for the fungi when compared to commercial ration, with lowers values only for proteins. The feeding test with D. rerio during 29 days showed that was biomass loss, but not statisticaly significant, and the survival values of fish were 100% in all treatments, indicating that the tested fungi grown in vinasse showed no toxicity. It was concluded that the use of Pleurotus sp. fungi grown in vinasse, besides the reduction of toxic compounds of this subproduct, is effective in the production of industrial interest enzymes and their micelium can be included in the diet of animals as nutritional suplements.

A vinhaça é o principal subproduto na fabricação do álcool e o que possui maior quantidade de nutrientes em sua composição. Seu poder poluente, cerca de cem vezes maior que esgoto doméstico, é decorrente da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, corrosividade, elevadas DBO e DQO, além de cor escura e cheiro característico. A aceitação crescente no uso de fungos basidiomicetos em processos de tratamento e/ou biorremediação se deve por apresentarem um sistema enzimático extracelular capaz de romper uma grande quantidade de ligações químicas. Espécies do gênero Pleurotus sp. são conhecidas pela produção de enzimas lignolíticas como manganês-peroxidase, peroxidases e lacases. Também são reportados como alimentos por possuírem como seus maiores constituintes carboidratos e proteínas, seguidos de minerais e baixos teores de gorduras. O presente estudo teve por objetivo avaliar a atividade enzimática de quatro fungos basidiomicetos cultivados em meio de vinhaça líquido e sólido, bem como avaliar as propriedades nutricionais dos micélios como fonte de alimento para peixes da espécie D. rerio. Os fungos Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, P. flabellatus CCB 396 e Pleurotus shimeji, foram cultivados em meio sólido e líquido de vinhaça para análise de atividade enzimática e para crescimento micelial durante 15 dias. A atividade enzimática foi determinada de acordo com protocolo de Szklars et al. (1989) e Kuwahara et al. (1984) a cada 3 dias. Os fungos foram liofilizados e oferecidos aos peixes na proporção de 2% do peso corpóreo dos mesmos e nas quantidades de 50% fungo + 50% ração e 100% fungo em cinco réplicas comparando com um grupo controle tratado com 100% ração por um período de 28 dias. As quatro espécies de Pleurotus apresentaram crescimento satisfatório em meio contendo 100% de vinhaça após 15 dias, sendo obtidos maiores valores com Pleurotus sp. CCB 068 (16,27g). Além disso, observou-se o clareamento e diminuição de turbidez da vinhaça pelos fungos P. sajor-caju CCB 020 e P. shimeji. Em relação à atividade enzimática, os maiores valores para lacase foram obtidos em meio de vinhaça + ágar pelo fungo P. sajor-caju (1.247, 43 UI g-1MS -12º dia) e para peroxidase apresentou, ao 6º dia, atividade de 676,02 UI g-1MS. O mesmo fungo obteve maior valor de MnP no 15º dia de cultivo (318,94 UI L-1) em meio de vinhaça líquido. As análises bromatológicas apresentaram valores nutritivos satisfatórios para os fungos quando comparados à ração comercial, apresentando menores valores somente para proteínas. O teste de alimentação com D. rerio durante 28 dia mostrou que houve perda de biomassa, não significativa estatisticamente e, os valores de sobrevivência dos peixes foram de 100% em todos os tratamentos, indicando que os fungos testados cultivados em vinhaça não apresentaram toxidade. Foi concluído que o uso de fungos do gênero Pleurotus sp. cultivados em vinhaça, além de reduzir compostos tóxicos deste subproduto, é eficiente na produção de enzimas de interesse industrial e seus micélios podem ser inclusos na dieta de animais como suplementos nutricionais. / The vinasse is the principal subproduct in the manufacture of alcohol and the one who has the high amount of nutrients in your composition. Its pollutant power, about a hundred times higher than domestic waste, is due to its richness in organic matter, low pH, corrosivity, high BOD and QOD, in adittion to dark color and characteristic odor. The growing acceptance in the use of basiomycetes fungi in the treatment process and/or bioremediation must be present for an extracellular enzymatic system capable of breaking a large number of chemistry bonds. Species of the gender Pleurotus sp. are known for the lignolytic enzyme production like manganese peroxidase, peroxidases and laccases. Are also reported as food because they have as your major constituint carbohydrates and proteins, follow by minerals and low levels of fat. This study aimed to evaluate the enzymatic activity of four basidiomycetes fungi grown in liquid and solid vinasse medium, and to evaluate the nutricional properties of micelium as a food source for fishes D. rerio. The fungi Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, Pleurotus flabellatus CCB 396 and Pleurotus shimeji were grown in solid and liquid vinasse médium for enzymatic activity assay and for micelial grow during 15 days. The enzyme activity was determined according to protocol Szklars et al. (1989) and Kuwahara et al (1984) every 3 days. The fungi were liophilized and offered tho fishes at 2% of body weight and in amounts of 50% of fungus + 50% ration and 100% of fungus in five repetitions compared with a control group treated with 100% ration for 28 days. The four species of Pleurotus shown satisfactory growth in vinasse médium after 15 days, with highest values with Pleurotus sp. CCB 068 (16,27 g). Besides, was observed the bleaching and tubidity reduction by P. sajor-caju CCB 020 and P. shimeji fungi. Regarding the enzymatic activity, the highest values for laccase was obtained by P. sajor-caju (1.247,43 UI g -1 DM - 12th day) and peroxidase presented, at the 6th day, the activity of 676,02 UI g-1DM. The same fungus had the highest value for MnP on the 15th day of cultivation (318,94 UI L-1) in liquid vinasse médium. The bromatological analysis showed satisfactory nutritional values for the fungi when compared to commercial ration, with lowers values only for proteins. The feeding test with D. rerio during 29 days showed that was biomass loss, but not statisticaly significant, and the survival values of fish were 100% in all treatments, indicating that the tested fungi grown in vinasse showed no toxicity. It was concluded that the use of Pleurotus sp. fungi grown in vinasse, besides the reduction of toxic compounds of this subproduct, is effective in the production of industrial interest enzymes and their micelium can be included in the diet of animals as nutritional suplements.

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This study aimed to experimentally describe the removal of ATZ from a final concentration of 100 mg.L-1 in liquid culture medium, utilizing rot-white fungi as a future contributor in the treatment of wastewater or public water supplies. Initially assessed the tolerance of Trametes villosa, Lentinus edodes, Pycnosporus sanguineus, Pleurotus ostreatus and Pleurotus sp., in PDA (Potato Dextrose Agar) culture with nutritional variations (PDA test standard, PDA 40% and PDA 0%) in the presence of atrazine at a concentration of 100 mg. L-1 and above an application value of 500 mg.L-1. Next conducted a test 2.2-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium 0.02% (ABTS) to assess the production of ligninolytic enzymes. In these stages, the microorganisms showed both tolerance to atrazine toxicity and growth through each nutritional condition assessed, displaying decrease in growth rate at a concentration of ATZ500 mg.L-1.Morphology and mycelial growth were unsatisfactory at a low nutrient concentration (PDA 0%) when compared with PDA test standard and PDA 40%. Following a 24 hour culture period, enzymatic activity was detected through a colored halo around the microorganisms inoculant across all assessed conditions, except for Lentinus edodes and Trametes villosa, which showed activity after 96 hours, the latter only in PDA 0% culture in the presence and absence of herbicide, therefore selected for the ATZ degradation experiments in liquid culture medium. Pleurotus ostreatus and Pleurotus sp. in PDA 40% static condition yielded the highest removal concentration indexes.ATZ concentration decrease was obtained through enzymatic activity, especially that of laccase and manganese peroxidase, by means of adsorption in the biomass of the microorganisms. Atrazine concentration was determined by means of gas chromatography/high resolution mass spectrometry methods. Study results regarding Pleurotus sp., Pleurotus ostreatus and Pycnosporus sanguineus, under two distinct conditions (agitation and statics), showed their great potential in the bioremediation of aquatic environments contaminated by atrazine. / Diante da deterioração dos recursos hídricos e da crescente necessidade de atender aos padrões de qualidade da água, são necessárias alternativas para a remoção de micropoluentes de ambientes aquáticos. Dentre os micropoluentes, destaca-se a atrazina (ATZ), herbicida da classe dos triazínicos, classificado como medianamente tóxico para o ser humano e altamente tóxico para organismos aquáticos, além de ser um potente disruptor endócrino e possível agente carcinogênico. Processos biotecnológicos têm sido utilizados para minimizar os efeitos tóxicos dos poluentes para o ser humano e meio ambiente, cuja finalidade é interação entre os micro-organismos e os produtos produzidos por eles, como enzimas. O presente estudo descreve de forma experimental, a remoção da ATZ na concentração de 100 mg.L-1 em meio líquido, utilizando fungos de decomposição branca, com vistas a futuras aplicações em tratamento de águas residuárias ou de abastecimento. Inicialmente, foi testada a tolerância das espécies Trametes villosa, Lentinus edodes, Pycnosporus sanguineus, Pleurotus ostreatus e Pleurotus sp., em meio de cultura sólido contendo Batata, Dextrose e Agar (BDA) com variações nutricionais (BDA padrão, BDA 40% e BDA 0%) e atrazina nas concentrações de 100 mg.L-1 e 500 mg.L-1. Posteriormente, foi realizado ensaio com 2,2 –Azino-bis (3- etilbenzotiazolina-6 – ácido sulfônico) diamônia 0,02% (ABTS), para avaliação da produção de enzimas ligninolíticas. Nessas etapas, os micro-organismos apresentaram tolerância à toxicidade da atrazina, cresceram em cada condição nutricional avaliada com redução na velocidade de crescimento na concentração ATZ 500 mg.L-1. A morfologia e o desenvolvimento micelial não foram satisfatórios na baixa concentração de nutrientes (BDA 0%) quando comparados com os meios BDA padrão e BDA 40%. Após o período de 24 horas de cultivo, foi observada atividade enzimática com aparecimento do halo de coloração em torno do inóculo dos micro-organismos em todas as condições avaliadas, exceto as espécies Lentinus edodes e Trametes villosa que apresentaram atividade após 96 horas, e este último somente em meio de cultivo BDA 0%, na ausência e presença do herbicida, por isso não foram selecionados para os experimentos da degradação da ATZ em meios de cultura líquido. Os maiores índices de remoção foram obtidos com as espécies Pleurotus ostreatus e Pleurotus sp., no meio BD 40% em condição estática (87,5% e 87,3%), respectivamente. Os menores valores de remoção foram de 47,2% pela espécie Pycnosporus sanguineus e 53,8% pelo fungo Pleurotus sp. em BD 0%, também na condição estática. A redução da concentração da atrazina foi obtida pela atividade enzimática, com destaque para a lacase e manganês peroxidase, e pelo mecanismo de adsorção na biomassa dos micro-organimos. A concentração da atrazina foi determinada por meio do cromatógrafo gasoso com detector de massa. Os resultados dos estudos com as espécies Pleurotus sp., Pleurotus ostreatus e Pycnosporus sanguineus, sob duas condições (agitação e estática), apresentaram grande potencial para serem utilizados na biorremediação de meios líquidos contaminados com atrazina.

A cana-de-açúcar é uma das matérias primas para a produção de açúcar e álcool. Durante o processo de produção, é gerado como subproduto (ou resíduo) o bagaço, que possui várias aplicações, entre elas a geração de energia, fertilizantes, produção de combustíveis e ração animal. O bagaço da cana-de-açúcar é composto principalmente por materiais lignocelulósicos, possuindo como constituintes principais a celulose, a hemicelulose e a lignina. A lignina é um dos materiais mais recalcitrantes na natureza e, conseqüentemente, dificulta o acesso de enzimas aos carboidratos fermentáveis, reduzindo a eficiência da degradação da celulose e da fermentação. Uma das vias de degradação da lignina ocorre através da ação de enzimas produzidas por fungos de degradação branca, marrom e macia. Essas enzimas são capazes de degradar e expor a celulose e a hemicelulose, que, por sua vez são prontamente utilizadas por outros microrganismos. Para que isso ocorra, esses fungos promovem um processo de oxidação de compostos fenólicos e não fenólicos da molécula de lignina por meio de enzimas ligninolíticas extracelulares entre elas a lacase e a manganês peroxidase (MnP), em baixa velocidade, porém com grande eficiência. O presente trabalho tem como objetivo avaliar diferentes tratamentos químicos alcalinos (NaOH e Ca(OH)2) e biológicos (Penicillium sp. e Aspergillus niger) por microscopia óptica, eletrônica de transmissão e de varredura com o intuito de promover uma alteração física na estrutura da fibra do bagaço de cana-de-açúcar. Os resultados foram avaliados pelas técnicas de microscopia demonstrando que a ação dos tratamentos químicos, principalmente do NaOH + Ca(OH)2, provocou uma eficiente desestruturação das fibras em comparação aos outros tratamentos. Em relação às atividades enzimáticas, o pré-tratamento do bagaço com NaOH +. Ca(OH)2 associado ao A. niger mostrou ser mais eficiente para a produção de lacase. Já para a atividade enzimática de MnP, o tratamento controle (bagaço autoclavado) foi o que apresentou maior eficiência. Para Penicillim sp., a atividade enzimática da lacase não aprsesentou diferença significativa entre os pré-tratamentos bagaço autoclavado e NaOH + Ca(OH)2, no entanto, quando comparados aos pré-tratamentos com NaOH e Ca(OH)2 foram os mais eficientes para a produção dessa enzima. Para a enzima MnP, o pré-tratamento associado às duas bases foi mais eficiente. / Sugarcane is one of the raw materials used for sugar and alcohol production. During the production process, bagasse is generated as a subproduct (or residue), which has a large range of application, as electric power generation, fertilizers, combustible production and animal feeding. Sugarcane bagasse is mainly composed by lignocellulosic material, containing as main component cellulose, hemicelluloses and lignin. Lignin is one of the most recalcitrant naturally found molecules, and, consequently, hardens the access of enzymes to fermentable carbohydrates, decreasing the efficiency of cellulose degradation and fermentation. One of the lignin degradation pathways occurs throughout the action of enzymes produced by white-rot, brown and soft-rot fungi. These enzymes are able to degrade lignin, exposing cellulose and hemicelluloses, which get available for other microorganisms. In order to perform this process, these fungi promote an oxidation process of phenolic and non-phenolic compounds of the lignin molecule, by the lignolytic extracellular enzymes. Among them are the enzymes laccase and manganese peroxidase (MnP), which have a slow rate activity, however of high efficiency. The present work has as objective to evaluate different alkaline chemical (NaOH and Ca(OH)2) and biological (Penicillium sp. and Aspergillus niger) treatments by optic microscopy, scanning electron microscopy and transmission electronic microscopy to promote alteration on the physical structure of the sugarcane bagasse fiber. The results were evaluated by the microscopy technique, showing that the activity of the chemical treatments, in special of NaOH + Ca(OH)2 promoted an efficient loss of structure of fibers in comparison to the other treatments. In respect to the enzymatic activity, the bagasse pre-treated with NaOH + Ca(OH)2, in association with A. Niger showed to be more efficient for laccase production. Meanwhile, for the MnP enzymatic activity, the control treatment (only autoclaved bagasse) was that presented the highest efficiency. For Penicillium sp., the laccase enzymatic activity did not present any significant difference among the pre-treatments autoclaved bagasse (control) and NaOH + Ca(OH)2. However, when compared to the pretreatments with NaOH and Ca(OH)2, they were more efficient for the production of the referred enzyme. For MnP, the pre-treatments associated to both alkalis had an increased efficiency.

A total of 30 fungal fruiting bodies were collected from decaying plant materials (barks and litter) from the wild based on morphological variations. Nine of these fungi purified to monoaxenic cultures were included in the present study and also a type strain Ganoderma lucidum ATCC- 32471. These fungi were screened for lignocellulolytic activities, five of these organisms produced ligninolytic enzymes when exposed to two different concentrations of guaiacol (0.02% and 0.2%) on two different media (MEA and PDA). All ten fungal isolates screened for cellulolytic activity were positive for the production of the cellulase enzyme. The fungal isolates were characterised using morphological and molecular methods. Molecular characterization using ITS1 and ITS4 primers was able to identify these fungal isolates to degrees of accuracy ranging from 98% to 100%. The phylogenetic and lineage analysis showed that the species varied amongst phylum Basidiomycota, Ascomycota and early diverging fungal lineages Mucormycotina. Both monocultures and dual cultures of these 10 fungal species were cultivated for the purpose of spectrophotometrically quantifying and evaluating enzyme production on agricultural waste residues; corn cob, sugar cane bagasse and wheat straw. A pattern of antagonistic invasion interaction was identified to demonstrate increased enzyme production on dual cultures. Four of these fungal species, Trichoderma sp. KN10, Rhizopus microsporus KN2, Fomitopsis sp. KN1 and Coriolopsis sp. KN6 demonstrated tendencies of invasion and replacement in co-cultures. The fungi and their dual cultures showed varying levels of enzyme production. Analysis of mean showed dual culture interactions involving KN10 with values for MnP production approximately at 1.46U/ml compared to monoculture of 0.06U/ml. Further, dual laccase values approximately at 0.09U/ml compared to monocultures of 0.05U/ml. Overall the highest enzyme activity was observed using wheat straw. This study demonstrated and proved that agricultural waste residues can be used for lignocellulytic enzyme production and that antagonistic invasion by some fungi (in particular Trichoderma sp. KN10) in co-cultures can increase production of one or more of the three enzyme laccase, lignin peroxidase and manganese peroxidase. / Environmental Sciences / Ph. D. (Environmental Science)

A cana-de-açúcar é uma das matérias primas para a produção de açúcar e álcool. Durante o processo de produção, é gerado como subproduto (ou resíduo) o bagaço, que possui várias aplicações, entre elas a geração de energia, fertilizantes, produção de combustíveis e ração animal. O bagaço da cana-de-açúcar é composto principalmente por materiais lignocelulósicos, possuindo como constituintes principais a celulose, a hemicelulose e a lignina. A lignina é um dos materiais mais recalcitrantes na natureza e, conseqüentemente, dificulta o acesso de enzimas aos carboidratos fermentáveis, reduzindo a eficiência da degradação da celulose e da fermentação. Uma das vias de degradação da lignina ocorre através da ação de enzimas produzidas por fungos de degradação branca, marrom e macia. Essas enzimas são capazes de degradar e expor a celulose e a hemicelulose, que, por sua vez são prontamente utilizadas por outros microrganismos. Para que isso ocorra, esses fungos promovem um processo de oxidação de compostos fenólicos e não fenólicos da molécula de lignina por meio de enzimas ligninolíticas extracelulares entre elas a lacase e a manganês peroxidase (MnP), em baixa velocidade, porém com grande eficiência. O presente trabalho tem como objetivo avaliar diferentes tratamentos químicos alcalinos (NaOH e Ca(OH)2) e biológicos (Penicillium sp. e Aspergillus niger) por microscopia óptica, eletrônica de transmissão e de varredura com o intuito de promover uma alteração física na estrutura da fibra do bagaço de cana-de-açúcar. Os resultados foram avaliados pelas técnicas de microscopia demonstrando que a ação dos tratamentos químicos, principalmente do NaOH + Ca(OH)2, provocou uma eficiente desestruturação das fibras em comparação aos outros tratamentos. Em relação às atividades enzimáticas, o pré-tratamento do bagaço com NaOH +. Ca(OH)2 associado ao A. niger mostrou ser mais eficiente para a produção de lacase. Já para a atividade enzimática de MnP, o tratamento controle (bagaço autoclavado) foi o que apresentou maior eficiência. Para Penicillim sp., a atividade enzimática da lacase não aprsesentou diferença significativa entre os pré-tratamentos bagaço autoclavado e NaOH + Ca(OH)2, no entanto, quando comparados aos pré-tratamentos com NaOH e Ca(OH)2 foram os mais eficientes para a produção dessa enzima. Para a enzima MnP, o pré-tratamento associado às duas bases foi mais eficiente. / Sugarcane is one of the raw materials used for sugar and alcohol production. During the production process, bagasse is generated as a subproduct (or residue), which has a large range of application, as electric power generation, fertilizers, combustible production and animal feeding. Sugarcane bagasse is mainly composed by lignocellulosic material, containing as main component cellulose, hemicelluloses and lignin. Lignin is one of the most recalcitrant naturally found molecules, and, consequently, hardens the access of enzymes to fermentable carbohydrates, decreasing the efficiency of cellulose degradation and fermentation. One of the lignin degradation pathways occurs throughout the action of enzymes produced by white-rot, brown and soft-rot fungi. These enzymes are able to degrade lignin, exposing cellulose and hemicelluloses, which get available for other microorganisms. In order to perform this process, these fungi promote an oxidation process of phenolic and non-phenolic compounds of the lignin molecule, by the lignolytic extracellular enzymes. Among them are the enzymes laccase and manganese peroxidase (MnP), which have a slow rate activity, however of high efficiency. The present work has as objective to evaluate different alkaline chemical (NaOH and Ca(OH)2) and biological (Penicillium sp. and Aspergillus niger) treatments by optic microscopy, scanning electron microscopy and transmission electronic microscopy to promote alteration on the physical structure of the sugarcane bagasse fiber. The results were evaluated by the microscopy technique, showing that the activity of the chemical treatments, in special of NaOH + Ca(OH)2 promoted an efficient loss of structure of fibers in comparison to the other treatments. In respect to the enzymatic activity, the bagasse pre-treated with NaOH + Ca(OH)2, in association with A. Niger showed to be more efficient for laccase production. Meanwhile, for the MnP enzymatic activity, the control treatment (only autoclaved bagasse) was that presented the highest efficiency. For Penicillium sp., the laccase enzymatic activity did not present any significant difference among the pre-treatments autoclaved bagasse (control) and NaOH + Ca(OH)2. However, when compared to the pretreatments with NaOH and Ca(OH)2, they were more efficient for the production of the referred enzyme. For MnP, the pre-treatments associated to both alkalis had an increased efficiency.

Orientadores: Lara Durães Sette, Rafaella Costa Bonugli Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T03:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magrini_MarianaJuventina_M.pdf: 1731882 bytes, checksum: 2aac64c24012708e8272f0954e438112 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são poluentes ambientais oriundos de fontes naturais e antropogênicas, caracterizados por suas propriedades mutagênicas e carcinogênicas e persistência no ambiente. Fungos basidiomicetos de degradação branca têm sido extensivamente estudados devido à sua habilidade em degradar uma ampla variedade de compostos xenobióticos por meio do sistema ligninolítico, composto por enzimas de baixa especificidade ao substrato, como as Lacases, Manganês peroxidases (MnP) e Lignina peroxidases (LiP). Considerando que os estudos relacionados à degradação de poluentes por fungos marinhos ainda são escassos, o presente trabalho visou à avaliação da degradação dos HPAs pireno e BaP e da atividade ligninolítica de três basidiomicetos isolados de esponjas marinhas. Durante a etapa de seleção do fungo mais eficiente, os três basidiomicetos foram capazes de degradar os HPAs (0,02 e 0,04 mg mL-1 de BaP e pireno, respectivamente) após 7, 14 e 21 dias de incubação, apresentando atividade ligninolítica, sobretudo de Lacase, que possui uma ampla aplicação tecnológica. O fungo Marasmiellus sp. CBMAI 1062 degradou mais de 90% da quantidade inicial de ambos os HPAs após 7 dias de incubação. O crescimento dos basidiomicetos não foi influenciado pelos HPAs, com exceção do Marasmiellus sp. CBMAI 1062, que apresentou maior crescimento micelial em presença dos mesmos. A atividade ligninolítica não apresentou correlação com a degradação nem com o crescimento micelial, para todos os basidiomicetos estudados. Entretanto, os resultados sugerem que na presença dos HPAs pode ter havido indução da produção das enzimas Lacase e MnP. O fungo Marasmiellus sp. CBMAI 1062 foi selecionado para as etapas posteriores devido a sua produção enzimática, crescimento em presença dos HPAs e altas porcentagens de degradação. Após 7 dias de cultivo em presença dos HPAs em meio mineral, este fungo apresentou atividade das enzimas LiP, MnP e Lacase, elevadas taxas de degradação (79,9% de pireno e 95,2% de BaP) e aumento de biomassa, o que sugere o consumo, ao menos em parte, dos HPAs e/ou de seus produtos de degradação como fontes de carbono e energia. Nos experimentos de análise qualitativa de metabólitos formados, foram identificados quatro metabólitos: 1-hidroxipireno, pireno dihidrodiol e dihidroxipireno, derivados da degradação do pireno, e hidroxibenzo[a]pireno, derivado da degradação do BaP. Tais compostos sugerem a degradação dos HPAs via sistema enzimático CYP e epóxido hidrolases. Elevadas porcentagens de degradação foram obtidas em meio com 35 ppm (3,5%) de salinidade e pH 9,0. Contudo, nestas condições, a atividade ligninolítica de Lacase, LiP e MnP foi ausente. O aumento da concentração dos HPAs não diminuiu as taxas de degradação nem o crescimento micelial. De modo geral, as maiores porcentagens de degradação foram alcançadas sob elevada concentração de nutrientes. Através dos experimentos de degradação de BaP, foi possível propor um modelo matemático derivado da regressão múltipla do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para dois fatores. Os resultados do presente trabalho evidenciam o potencial do fungo Marasmiellus sp. CBMAI 1062 para remediação de ambientes salinos e/ou alcalinos bem como para a aplicação biotecnológica de suas enzimas ligninolíticas / Abstract: Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are environmental pollutants from natural and anthropogenic sources, characterized by their mutagenic and carcinogenic properties and persistence in the environment. White-rot basidiomycetes have been extensively studied due to the ability to degrade a wide variety of xenobiotic compounds using their ligninolytic system, constituted by enzymes with low substrate specificity, such as Laccases, Manganese peroxidase (MnP) and Lignin peroxidases (LiP). Since the studies related to the degradation of pollutants by marine-derived fungi are scarce, the present study aimed to evaluate the degradation of PAHs pyrene and BaP and the ligninolytic activity of three basidiomycetes isolated from marine sponges. During the selection of the most efficient fungus, the three basidiomycetes were able to degrade PAHs (0.02 to 0.04 mg mL-1 BaP and pyrene, respectively) after 7, 14 and 21 days of incubation, presenting ligninolytic activity, especially Laccase, which has a wide technological application. The fungus Marasmiellus sp. CBMAI 1062 degraded more than 90% of the initial amount of both PAHs after 7 days of incubation. The growth of basidiomycetes was not affected by PAHs, except Marasmiellus sp. CBMAI 1062, which showed the highest mycelial growth in their presence. The ligninolytic activity was not correlated with the degradation nor with the mycelial growth, for all basidiomycetes studied. However, the results suggest that the presence of PAHs may have induced the Laccase and MnP production. Marasmiellus sp. CBMAI 1062 was selected for the subsequent assays due to its enzyme production, growth in the presence of PAHs and high degradation rates. After 7 days of growth in the presence of PAHs in mineral medium, this fungus showed activity of LiP, MnP and Laccase, high degradation rates (79.9% of pirene and 95.2% of BaP) and increased biomass, suggesting consumption, at least in part, of PAHs and/or their degradation products as carbon and energy sources. In qualitative analysis of the metabolites produced, four metabolites were identified: 1-hydroxypyrene, pyrene dihydrodiol and dihydroxypyrene, derived from the pyrene degradation, and hydroxybenzo[a]pyrene derived from BaP degradation. Such compounds suggest PAHs degradation via CYP enzyme system and epoxide hydrolases. High degradation percentages were obtained in medium with 35 ppt salinity (3.5%) and pH 9.0. However, under these conditions, the activity of ligninolytic Laccase, LiP and MnP was absent. Increasing the concentration of PAHs has not decreased rates of degradation or mycelial growth. In general, the major degradation percentages were achieved at higher nutrient concentration. Through the degradation of BaP assays, was possible to propose a mathematical model derived from multiple regression Central Composite Rotatable Design (CCRD) with two factors. The results of this study highlight the potential of fungus Marasmiellus sp. CBMAI 1062 for remediation of saline and/or alkali environments as well as for biotechnological application of their ligninolytic enzymes / Mestrado / Microbiologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Diversos estudos têm demonstrado o potencial de utilização de fungos filamentosos na degradação de poluentes ambientais, no entanto, ainda são escassos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial biotecnológico de 174 fungos filamentosos isolados a partir de seis espécies de esponjas marinhas, os quais foram submetidos ao screening em meio sólido contendo corante RBBR e guaiacol; a ensaios em meio líquido, na presença dos corantes preto sulfuroso, índigo blue e reativo black 5, na avaliação da produção das enzimas lacase, manganês peroxidase (MnP) e lignina peroxidase (LiP), utilizando siringaldazina, álcool veratrílico e o vermelho de fenol como substratos enzimáticos, respectivamente; a ensaios de degradação de pireno e benzo[a]pireno; a delineamentos experimentais; e à análise de metabólitos formado na degradação. O fungo selecionado Chaunopycnis alba CBMAI 1346 apresentou 94,54% de degradação em 35 de salinidade, evidenciando o potencial biotecnológico deste fungo em processos de degradação de poluentes ambientais em condições salinas. / Several studies have demonstrated the potential use of filamentous fungi in the degradation of environmental pollutants, however, are still scarce. This study aimed to evaluate the biotechnological potential of 174 filamentous fungi isolated from six species of marine sponges, which were subjected to screening on solid medium containing RBBR dye and guaiacol; the tests in liquid medium in the presence of sulfur black, indigo blue and reactive black 5 dyes, the evaluation of the production of enzymes laccase, manganese peroxidase (MnP) and lignin peroxidase (LiP), using syringaldazin, veratryl alcohol and phenol red as enzyme substrates, respectively; tested for degradation of pyrene and benzo [a] pyrene; the experimental designs; and analysis of metabolites formed in the degradation. The fungus selected Chaunopycnis alba CBMAI 1346 showed 94.54% of pyrene degradation in 35 salinity, highlighting the biotechnological potential of this fungus in the process of degradation of environmental pollutants in saline conditions.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2017-10-09T22:55:45Z No. of bitstreams: 1 tha?s_almeida_menezes-disserta??o_vers?o final.pdf: 2377444 bytes, checksum: 041a519afa0a22b3fcde7920a33c77c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T22:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tha?s_almeida_menezes-disserta??o_vers?o final.pdf: 2377444 bytes, checksum: 041a519afa0a22b3fcde7920a33c77c7 (MD5) Previous issue date: 2014-09-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst is a medicinal fungus (Basidiomycota, Polyporaceae) popularly known as "Lingzhi" in China, "Reishi" in Japan and "Mushroom King" in Brazil, which has been cultivated in several lignocellulosic materials. In the present study, the formation of mycelium as well as the production of ligninolytic enzymes and basidiomata of this species were evaluated in waste fruit shell, leaf and bract endemic palm of the Brazilian semi-arid region, Syagrus coronata (Martius) Beccari (licuri) by solid state fermentation. The optimal cultivation conditions were the same for all three types of substrates tested (pH 6.5, C/N ratio of 40 and 30?C of temperature) and were established from assays in Petri dishes and contour graphic analysis and response surface methodology. The enzymatic activity of laccase and manganese peroxidase were determined using spectrophotometric methods at intervals of 7 days by cultivating the strain in the three substrates selected for 28 days of incubation. The activity of the laccase was determined at 420 nm, using ABTS: 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) as the enzymatic substrate, and the activity of the manganese peroxidase at 610 nm by oxidation of phenol red. The highest peak activity for laccase (13,80 U/L) was found in bract substrate in 14 days of incubation and did not differ significantly from the others at 95% of statistical confidence. That substrate also resulted in the highest peak of activity for manganese peroxidase (14,92 U/L), which only occurred after 28 days of incubation, differing from the previous one at 5% probability. The assay for the production of basidiomata was performed in polypropylene bags. The only substrate that did not promote the formation of the basidiomata was the fruit shell. The biological yield did not differ significantly at 95% confidence in the bract (33,53 g/kg) and leaf (37,48 g/kg) substrates. The biological efficiency also was not statistically different in the bract (3,35%) and leaf (3,75%) substrates. Thus, it is believed that the licuri wastes are potential substrates and can be used in the bioconversion processes for the formation of the mycelium and basidiomata as well for ligninolytic enzymes production in G. lucidum. / Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst ? um fungo medicinal, do Filo Basidiomycota, Fam?lia Polyporaceae, popularmente conhecido como ?Lingzhi? na China, ?Reishi? no Jap?o e ?Cogumelo Rei? no Brasil, que tem sido cultivado em diversos materiais lignocelul?sicos. No presente estudo, foram avaliadas a forma??o de mic?lio, bem como a produ??o de basidiomas e enzimas ligninol?ticas da esp?cie em res?duos de casca de fruto, folha e br?ctea da palmeira end?mica da regi?o semi-?rida brasileira, Syagrus coronata (Martius) Beccari (licuri), por meio de fermenta??o em estado s?lido. As condi??es ?timas de cultivo foram as mesmas para os tr?s tipos de substratos testados (pH 6,5, rela??o C/N de 40 e temperatura de 30?C), sendo estabelecidas a partir do ensaio em placas de Petri e an?lise dos gr?ficos de contorno e superf?cie de resposta. A atividade enzim?tica de lacase e de mangan?s peroxidase foram determinadas empregando m?todos espectrofotom?tricos, em intervalos de 7 dias, atrav?s do cultivo da linhagem nos tr?s substratos selecionados durante 28 dias de incuba??o. A atividade de lacase foi determinada a 420 nm, empregando ABTS: 2,2?-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) como substrato enzim?tico e a de mangan?s peroxidase, a 610 nm, pela oxida??o do vermelho de fenol. O maior pico de atividade para a lacase (13,80 U/L) foi verificado no substrato br?ctea, aos 14 dias de incuba??o, e n?o diferiu significativamente dos demais a 95% de confian?a. Esse substrato tamb?m proporcionou o maior pico de atividade para a mangan?s peroxidase (14,92 U/L), que somente ocorreu aos 28 dias de incuba??o, diferindo estatisticamente dos demais a 5% de probabilidade. O ensaio para a produ??o de basidiomas foi realizado em sacos de polipropileno. O ?nico substrato que n?o promoveu a forma??o de basidiomas foi a casca de fruto de licuri. O rendimento biol?gico n?o diferiu significativamente a 95% de confian?a nos substratos br?ctea (33,53 g/kg) e folha (37,48 g/kg). A efici?ncia biol?gica tamb?m n?o foi estatisticamente diferente nos substratos br?ctea (3,35%) e folha (3,75%). Assim, acredita-se que os res?duos de licuri sejam potenciais substratos e possam ser empregados no processo de bioconvers?o para a forma??o de mic?lio e basidiomas, e tamb?m para a produ??o de enzimas ligninol?ticas de G. lucidum.

Corantes reativos têxteis podem ser degradados por basidiomicetos, por meio de enzimas oxidativas e hidrolíticas, e compostos de baixa massa molar. Foi avaliada a descoloração de CI Reactive Blue 222 por Peniophora cinerea, Pleurotus ostreatus e Trametes villosa, selecionando condições ótimas para o processo e diferentes vias metabólicas foram observadas. A degradação foi confirmada por cromatografia de camada delgada. Foi sugerido que lacases de P. ostreatus oxidam o grupo cromóforo azo, ligado ao fenol, nas primeiras 24 horas, conjuntamente hidroxilização não enzimática. Lacases de P. cinerea oxidam Mn+2 e quinona, possibilitando a via de Fenton e hidroxilizando assim a molécula do corante, paulatinamente, a partir das ligações mais vulneráveis. T. villosa faz uso prioritariamente da via de Fenton, hidroxilizando gradativamente a molécula do corante. Dessa forma, embora a maioria de estudos associem a produção enzimática à descoloração, a participação dos compostos de baixa massa molar não pode ser negligenciada. / Reactive textile dyes can be degraded by basidiomycetes, by means of hydrolytic and oxidative enzymes, and low molecular weight compounds. Was evaluated the CI Reactive Blue 222 decolorization by Peniophora cinerea, Pleurotus ostreatus, and Trametes villosa, selecting optimal conditions for the process and different metabolic pathways were observed. The degradation was confirmed by thin layer chromatography. It was suggested that P. ostreatus laccases oxidize azo chromophore group attached to the phenol, within 24 hours, together nonenzymatic hydroxylizating. P. cinerea laccases oxidize Mn+2 and quinone, enabling via Fenton and so hidroxylizing the dye molecule, gradually, from the most vulnerable links. T. villosa uses primarily via Fenton, gradually hidroxylizing the dye molecule. Thus, although most studies have linked enzyme production with the decolorization, the share of low molecular weight compounds can not be neglected.