Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:38:02Z : No. of bitstreams: 1 borges_jp_me_sjrp.pdf: 1239519 bytes, checksum: b05122cb2dbb9a8eb0dad7907a74977a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O biodiesel é uma alternativa ao diesel convencional que pode ser produzido a partir da reação de transesterificação entre triglicerídeos presentes em óleos vegetais ou gordura animal e alcoóis, como o metanol ou etanol. Uma rota promissora desta reação é a catálise enzimática, utilizando lipases. Este trabalho teve objetivo de selecionar cepas fúngicas com capacidade de produzir enzimas lipolíticas com propriedade de transesterificação e a imobilização destas enzimas para produção de biodiesel etílico. Para selecionar as linhagens com atividade lipolítica, foram realizados zimogramas com corante Rodamina B. Foram selecionadas três cepas fúngicas termofílicas e dezoito mesofílicas. As atividades hidrolíticas das linhagens fúngicas selecionadas foram comfirmadas com substrato cromogênico, p-nitrofenil palmitato (pNPP). As linhagens pré-selecionadas foram submetidas ao teste de transesterificação com óleo de soja e etanol, e os produtos desta reação foram analisados por GC-FID. Uma cepa fúngica identificada como Acremonium sp P24 foi selecionada para dar continuidade ao trabalho. A lipase bruta produzida a partir do bagaço de cana de açúcar foi concentrada por ultrafiltração e apresentou atividade hidrolítica ótima a 35ºC. O processo de imobilização mais eficiente para a realização de síntese foi aquele em que se utilizou as hifas do fungo Acremonium sp P24 crescidas no próprio farelo de trigo como suporte. A análise de variância para os experimentos mostrou que entre as variáveis estudadas (temperatura de reação, razão molar óleo/álcool, concentração enzimática e razão v/v óleo/hexano), somente a concentração enzimática como variável significativa e indicou a concentração de 10 % de hifas imobilizadas... / Biodiesel is an alternative to conventional diesel, which can be produced from the transesterification reaction of triglycerides found in vegetable oils or animal fat and alcohols such as methanol or ethanol. A promising route to this reaction is the enzymatic catalysis using lipases. This work aimed at selecting fungal strains capable of producing lipolytic enzymes with property of transesterification and immobilization of such enzymes for the production of ethylic biodiesel. In order to select strains with lipolytic activity, zymograms using dye Rhodamine B were performed. Three thermophilic and eighteen mesophilic fungal strains were selected. The hydrolytic activities of the selected fungal strains were confirmed by using chromogenic substrate p-nitrophenyl palmitate (pNPP). The pre-selected strains were then submitted to transesterification test with ethanol and soybean oil, and the products of such a reaction were analyzed by GC-FID. Only the fungal strain identified as Acremonium sp P24 was selected to carry out the work. The crude lipase produced from sugar cane bagasse was concentrated by ultrafiltration and showed optimal hydrolytic activity at 35°C. The most efficient immobilization process in order to carry out synthesis was the one in which hyphae of the fungus Acremonium sp P24 was used, they grown on wheat bran as support. Analysis of variance for the experiments showed that among the studied variables (reaction temperature, molar ratio of oil/alcohol, enzyme concentration and ratio v/v oil/hexane), only the enzymatic concentration as a significant variable and indicated a concentration of 10% of immobilized hyphae as an optimum point. However, experimentally speaking, the best biodiesel yield was 15.95%, using 7.75% immobilized hyphae, at 31.25°C, with 1:7.5 oil/alcohol molar ratio... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Eleni Gomes / Banca: José Roberto Ernandes / Banca: Mário Antônio Alves da Cunha / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Resumo: Atualmente a destinação do lixo é uma das grandes preocupações da organização urbana e os problemas ambientais causados pela produção e acúmulo de materiais plásticos de origem petroquímica têm incentivado muitos países a realizarem estudos de gerenciamento do volume de lixo sólido, incluindo a diminuição de resíduos plásticos por meio do desenvolvimento de bioplásticos. Os bioplásticos possuem propriedades semelhantes às dos plásticos convencionais e apresentam a vantagem de serem facilmente degradados pela ação de microrganismos no ambiente, podendo citar como exemplo os poli-hidroxialcanoatos (PHA), dentre eles o poli-hidroxibutirato (PHB). Estes polímeros podem representar até 80% da massa seca total da célula, tendo como característica principal a biodegradabilidade em solos e a biocompatibilidade com o tecido animal. Entre os microrganismos produtores de PHAs, a bactéria Azotobacter vinelandii pode acumular grandes quantidades de PHB intracelular com a vantagem de utilizar durante seu crescimento uma ampla variedade de açúcares como os encontrados em melaço de cana-de-açúcar, beterraba e xarope de milho, além de resíduos da suinocultura, agroindustriais, etc. Além do PHB, a bactéria A. vinelandii é capaz de produzir alginato, composto muito empregado na área de análogos de frutas ou produtos tipo imitação como: fatias de pimentão para recheios de azeitonas, imitação de anéis de cebola, imitações de caviar, carne, pescados, produtos marinhos, etc. Tendo em vista que os principais fatores limitantes para a produção de biopolímeros estão associados, principalmente, com os custos dos substratos e ao fato de que muitos microrganismos são patogênicos dificultando a sua aceitação pela comunidade em geral, este trabalho teve como objetivo utilizar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently, the waste disposal is a major concern of urban organization and the environmental problems caused by production and accumulation of petrochemical plastics have encouraged many countries to management studies of the solid waste volume, including the waste plastics reduction through the bioplastics development. Bioplastics have similar properties to conventional plastics and the advantage of being easily degraded by the microorganisms action in the environment, for example, poly-hydroxyalcanoatos (PHA), including poly-hydroxybutyrate (PHB). These polymers can represent up to 80% of total dry mass of the cell, having as main feature the biodegradability in soil and the biocompatibility with animal tissue. Among the microorganisms producing PHAs, the bacterium Azotobacter vinelandii can accumulate large amounts of intracellular PHB with the advantage that they grow a wide sugars variety like those found in molasses cane sugar, beet sugar and corn syrup, and swine waste, agribusiness, etc.. Besides the PHB, the bacterium A. vinelandii is able to produce alginate, a very useful compound in the similar area of type of fruit and imitation as sliced peppers for stuffing olives, onion rings imitation, caviar, meat, fish and marine products imitation, etc.. Given that the main limiting factors for the biopolymers production are mainly associated with the substrates costs and the fact that many microorganisms are pathogenic hindering its acceptance by the community in general, this study aimed to use the pollutant by-products environment (residual oil frying, glycerin, cassava wastewater - "manipueira", vinasse and wastewater industry carbonated beverages or soft drinks) as a substrate for the poly-hydroxybutyrate and alginate production by non-pathogenic bacterium Azotobacter vinelandii. Fermentations... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: Adriane Maria Ferreira Milagres / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: O aumento no consumo de combustíveis fósseis e a crescente preocupação ambiental multiplicaram o interesse por tecnologias limpas e de baixo custo, para a obtenção de produtos de valor agregado para as indústrias química, energética e de alimentos. Neste contexto, as enzimas tem sido importantes ferramentas em diversos processos, principalmente no que diz respeito à produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos. Neste trabalho foi avaliado o perfil de produção enzimática dos fungos termofílicos Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea e Thermomucor indicae-seudaticae N31 por fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1, 1:9 ou 9:1), palha de milho e farelo de trigo (9:1), palha de milho e cevada (9:1), cevada e farelo de trigo (9:1) e, somente farelo de trigo como substratos. No processo de fermentação em estado sólido, a maior produção de xilanase (1569,4 U/g ou 78,5 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (232,8 U/g ou 11,6 U/mL), avicelase (18,1 U/g ou 0,9 U/mL) e beta-glicosidase (124,9 U/g ou 6,2 U/mL) em 240h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1), 192h de cultivo em cevada e farelo de trigo (9:1) e 288h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:9), respectivamente. No processo de fermentação submersa, a maior produção de xilanase (35,4 U/mL) foi obtida por Chaetomium sp. N13 em 96h de cultivo em palha de milho e cevada (9:1). O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi o melhor produtor de CMCase (6,4 U/mL) e beta-glicosidase (1,4 U/mL) em 120h de cultivo em bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). As produções de avicelase, por Chaetomium... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increase in the consumption of fossil fuels and the growing environmental concern have increased the interest in clean and low-cost technologies for the obtaining of added value products for chemical, energy and food industries. In this context enzymes have been important tools in several processes, especially regarding to the production of ethanol from lignocellulosic material. This study the profile of enzyme production of the thermophilic fungi Chaetomium sp. N13, Humicola grisea var. thermoidea and Thermomucor indicae-seudaticae N31 by solid state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SF) on sugar cane bagasse and wheat bran (1:1, 1:9 or 9:1), maize straw and wheat bran (9:1), straw of maize and barley (9:1), barley and wheat bran (9:1) and only wheat bran as substrates were evaluated. By SSF, the largest production of xylanase (1569,4 U/g or 78.5 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (232.8 U/g or 11.6 U/mL), avicelase (18.1 U/g or 0.9 U/mL) and beta-glucosidase (124.9 U/g or 6.2 U/mL) at 240h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1), 192h of cultivation in barley and wheat bran (9:1) and 288h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:9), respectively. By SF, the largest production of xylanase (35.4 U/mL) was obtained by Chaetomium sp. N13 at 96h of cultivation in straw of maize and barley (9:1). The fungus Humicola grisea var. thermoidea was the best producer of CMCase (6.4 U/mL) and beta-glucosidase (1.4 U/mL) at 120h of cultivation in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1). The productions of avicelase by Chaetomium sp. N13 and Themomucor indicae-seudaticae N31 were similar. The saccharification of sugarcane... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Roberta Barros Lovaglio / Banca: Antonio José Gonçalves da Cruz / Banca: Reinaldo Marchetto / Resumo: Surfactantes são moléculas anfipáticas, que devido à presença de regiões com polaridades distintas apresentam propriedades únicas como a capacidade de reduzir a tensão interfacial e superficial. Os biossurfactantes são moléculas biológicas que podem ser sintetizados por uma ampla gama de seres vivos, no entanto os produtores mais estudados são os micro-organismos. Apesar das inúmeras vantagens dos tensoativos biológicos, como baixa toxicidade, biodegradabilidade e alta estabilidade, estes compostos não são amplamente utilizados, devido ao custo de produção. Por esse motivo, o presente estudo busca a otimização da produção de ramnolipídios em biorreatores. Para tal realizou-se cultivos operados nos modos batelada e batelada alimentada. Dentre os cultivos realizados o que obteve maior produção e produtividade foi operado no modo batelada, nesse bioprocesso foram utilizados 250 g/L de óleo de soja como fonte de carbono. A produção máxima atingida foi 36,4 g/L de ramnolipídios e a produtividade 0,23 g/L.h. Além do aumento na produção desse bioproduto é importante descobrir novas aplicações para esse biotensoativo, dessa maneira o valor agregado dos ramnolipídios aumenta tornando a produção e comercialização em larga escala atraente para as industrias. Com a finalidade de agregar valor aos ramnolipídios o presente trabalho avaliou duas aplicações para esse biossurfactante. Verificou-se a influência dos ramnolipídios na germinação de sementes de alface, milho girassol e soja. Quando em contato com os surfactantes as sementes de alface tiveram sua germinação favorecida em 175,5%, porém o desenvolvimento das plântulas foi prejudicado. As sementes de milho tiveram a germinação e o desenvolvimento favorecidos nas concentrações de 0,025 e 0,05% p/v de ramnolipídios. Com relação às sementes de soja não houve influência na germinação, porém a aplicação de ramnolipídios favoreceu o... / Abstract: Surfactants are amphipathic molecules that due to the presence of regions with different polarities have unique properties such as the ability to reduce the interfacial and surface tension. The biosurfactants are biological molecules that can be synthesized by a wide range of organisms, however the most studied producers are microorganisms. Despite the numerous benefits of biological surfactants, such as low toxicity, biodegradability and high stability, these compounds are not widely used because of the high production cost. For this reason, this study aims to optimize the production of rhamnolipids in bioreactors, for such was employed cultivation in batch and feed batch. The cultive that achieved the highest production and yield was a batch using 250 g/L of soybean oil as carbon source, the culture reached 36.4 g/L of rhamnolipids and 0.23 g/Lh of productivity. Beyond to increase this bioproduct production, it is important to find new applications for this biossurfactant, helping to aggregate value for them, the present study evaluated two applications for rhamnolipid. The first one evaluated the influence of rhamnolipids on seeds germination. When in contact with surfactants the lettuce seeds had their germination increased 175%, however the seedlings showed a less development, the corn seeds had their germination and seedling favored at 0,025 to 0,05 % w/v concentrations. Regarding soybean seeds there was no effect on germination but favored seedling development. In relation to sunflower seeds, both ,the development and germination, were positively influenced at all concentrations evaluated. The second application evaluated was the rhamnolipids insecticidal potential, against adults and larvae of Aedes aegypti. When used at concentrations 1000 900 800mg/L rhamnolipids eliminated all the larvae of this mosquito species in only 18h, the concentration of 1000mg / L was able to remove 100% of adults and also showed repellency against... / Mestre

Orientador: Fernando Leite Hoffmann / Banca: Iracema de Oliveira Moraes / Banca: Ana Lúcia Barretto Penna / Resumo: Trinta e uma diferentes amostras de queijo tipo "Minas Frescal" fabricadas artesanalmente, obtidas de feiras livres em municípios do Estado de São Paulo (Bady Bassitt, Bauru, Mirassol, Potirendaba e São José do Rio Preto), foram submetidas às seguintes análises microbiológicas: contagem de Staphylococcus aureus, determinação do Número Mais Provável (NMP) de coliformes totais e fecais, pesquisa de Escherichia coli, Salmonella sp e Listeria monocytogenes, de acordo com a legislação brasileira, incluindo ainda a contagem de bactérias aeróbias mesófilas (total de microrganismos aeróbios estritos e facultativos viáveis) e a enumeração de bolores e leveduras. Das amostras, foram isoladas cento e cinqüenta e cinco culturas de leveduras que foram submetidas às provas taxonômicas, morfológicas, fisiológicas e de assimilação de diversas fontes de carbono. Além disso, as leveduras foram também testadas quanto a resistência aos conservantes alimentícios benzoato de sódio e sorbato de potássio em diferentes concentrações, assim como com relação a sensibilidade ao tratamento térmico. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que trinta (96,80%), das trinta e uma amostras de queijo tipo "Minas Frescal", apresentaram-se em desacordo com um ou mais padrões da legislação brasileira. Os resultados das provas taxonômicas demonstraram a ocorrência de quatro gêneros de leveduras, a saber: Candida edax representada por cinqüenta e nove culturas (38,06%), Cryptococcus, duas espécies, ou seja, Cryptococcus albidus por três culturas (1,94%) e Cryptococcus laurentii por sete (4,52%), Debaryomyces hansenii var. fabryii representada por oitenta e cinco (54,84%) e Saccharomyces cerevisiae por uma (0,64%). Observou-se que as leveduras de mesmas espécies, em alguns casos, diferiram em uma ou mais características da descrição padrão...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thirty-one different samples of "Minas Frescal" handmade cheese, obtained at open markets in municipalities of the State of São Paulo (Bady Bassitt, Bauru, Mirassol, Potirendaba and São José do Rio Preto), were submitted to the following microbiological analyses: Staphylococcus aureus count, determination of the Most Probable Number (MPN) of total and fecal coliforms, analysis for the presence of Escherichia coli, Salmonella sp and Listeria monocytogenes, according to Brazilian food safety regulations. Analyses also included mesophil aerobic bacteria count (total of viable strict and facultative aerobic microorganisms) and the enumeration of yeast and mold. One hundred fifty-five yeast cultures were isolated from the samples. They were submitted to taxonomic, morphological, and physiological tests, and to carbon source assimilation tests, as well. Furthermore, the cultures were also tested for resistance to the food preservatives sodium benzoate and potassium sorbate in different concentrations, and for sensibility to thermal treatment. According to the results obtained, 30 samples (96.80%) of "Minas Frescal" cheese were observed to not to comply with one or more standards set by the Brazilian regulations. The results of the taxonomic tests showed the occurrence of 4 types of yeast: Candida edax represented by 59 cultures (38.06%); 2 species of Cryptococcus, i.e., Cryptococcus albidus, 3 cultures (1.94%), and Cryptococcus laurentii, 7 cultures (4.52%); Debaryomyces hansenii, var. fabryii, represented by 85 cultures (54.84%); and Saccharomyces cerevisiae, one culture (0.64%). In some cases, yeasts of the same species were observed to differ in one or more characteristics of the standard description. As regards to the behavior of cultures in face of the preservatives, all of them were verified to be sensitive to sodium benzoate at concentrations of 0.1, 0.2 and 0.4% and to potassium sorbate...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ana Lúcia Barretto Penna / Banca: Svetoslav Dimitrov Todorov / Banca: Vanessa Bíscola / Banca: Rafael Chacon Ruiz Martinez / Banca: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Resumo: As bactérias acidoláticas formam um grupo de grande importância para as indústrias de alimentos, sendo comumente utilizadas em produtos fermentados. Leuconostoc mesenteroides pode apresentar propriedades tecnológicas interessantes para aplicação em alimentos, tais como o potencial probiótico e a produção de bacteriocinas. O objetivo deste estudo foi avaliar o perfil probiótico de Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 e aplicá-lo em leites fermentados, além de caracterizar, purificar e identificar as bacteriocinas produzidas por esse micro-organismo. Na avaliação do potencial probiótico e da viabilidade na presença de medicamentos, a cultura mostrou resistência às condições de estresse (ácido e sais biliares) e também foi capaz de desconjugar sais biliares. A tolerância ao NaCl foi dependente da temperatura, assim como a capacidade de agregação. Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 mostrou boas propriedades de adesão (co-aggregação, hidrofobicidade, aderência às células Caco-2), presença da enzima β-galactosidase e sensibilidade à maioria dos antibióticos testados. No entanto, alguns medicamentos analgésicos inibiram o desenvolvimento desta cepa. Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 em co-cultura com Streptococcus thermophilus TA040 apresentou viabilidade durante o período de estocagem dos leites fermentados. Na avaliação da produção de substâncias antimicrobianas, Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 produziu compostos com ampla inibição sobre cepas de Listeria spp., mas não para espécies de Lactobacillus spp. Os compostos antimicrobianos foram estáveis em altas temperaturas, em baixos valores de pH, e na presença de compostos químicos, foram sensíveis a enzimas proteolíticas e resistentes a α-amilase, lipase e catalase. A temperatura ótima de produção do composto foi 25°C. As substâncias antimicrobianas apresentaram um leve efeito bactericida sobre ... / Abstract: Lactic acid bacteria are an important group for food industry, being commonly used in food fermentation. Leuconostoc mesenteroides can show interesting technological properties in food application, such as probiotic potential and bacteriocins production. The objective of this study was to evaluate the probiotic potential of Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 and its application in fermented milk, and to characterize, purify and identify the bacteriocins produced by this microorganism. In the evaluation of probiotic potential and viability in presence of medicaments, the culture showed resistance to stress conditions (acid and bile salts) and it was also able to deconjugate bile salts. The tolerance to NaCl was temperature dependent, as well as the results obtained for the aggregation assays. Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 presented good adhesion properties (co-aggregation, cell surface hydrophobicity and adherence to Caco-2 cells), demonstrated β-galactosidase activity and it was sensitive to most of the tested antibiotics. However, some analgesic drugs inhibited the growth of this strain. Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55, in co-culture with Streptococcus thermophilus TA040, showed viability in fermented milk during the storage conditions. During the evaluation of production of antimicrobial substances, Lc. mesenteroides subsp. mesenteroides SJRP55 produced antibacterial compounds with strong inhibition against Listeria spp. strains and no inhibition against Lactobacillus spp. The antimicrobial substances were stable to high temperatures, low pH values, in presence of chemical compounds, but sensitive to proteolytic enzymes and resistant to α-amylase, lipase and catalase enzymes. The optimal temperature for antimicrobial compounds production was 25°C. The compounds showed slight bactericide effect against Listeria innocua and Listeria monocytogenes strains and reduced one log cycle of viable ... / Doutor

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Dario Abel Palmieri / Banca: Crispin Humberto Garcia Cruz / Resumo: A necessidade mundial por tecnologias não poluidoras ou "limpas" obtidas de fontes renováveis e uso racional da terra, a produção de insumos cada vez mais deverá ser baseada na biotecnologia com emprego de resíduos agroindustriais. A polpa cítrica obtida da laranja (Citrus sinensis) é um importante resíduo que somente no Estado de São Paulo se estima em 7,693x106 toneladas produzidas pelas indústrias cítricas. Este trabalho teve como objetivo principal o estudo da sacarificação biotecnológica e química da polpa cítrica. A produção de extrato bruto enzimático usando a polpa cítrica proveniente da indústria cítrica foi estudada para a produção de celulases e poligalacturonases por fermentação em processo de batelada simples com reciclo de células e caldo usando os fungos Trichoderma reesei e Aspergillus niger. O resíduo proveniente dessa fermentação foi avaliado quanto à proteína bruta incorporada durante a fermentação. A polpa cítrica se mostrou um substrato eficiente na produção enzimática. Neste trabalho a atividade de poligalacturonase atingiu o pico de produção de 8,05 UI/mL com 72 h. de cultivo em seu terceiro ciclo com 12% de polpa cítrica, usando como inoculante o A. niger. Já a produção de celulase ocorreu tanto com o A. niger quanto com o T. reesei, com picos de 0,57 e 0,72 FPU/mL respectivamente. Quanto ao enriquecimento proteico da polpa cítrica após o cultivo com A. niger e T. reesei houve uma elevação de 7,97% para 22,8% e 26,8% respectivamente, através do processo com reciclo da biomassa e caldo fermentativo. Um estudo comparativo de sacarificação da polpa cítrica por via ácida também foi feito com 0,1% de H2SO4 a 121ºC e 1 atm em diferentes tempos. Os melhores tempos foram de 60 e 120 min. com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The global need for clean technologies, renewable, and efficient use of land, more and more production will be based on the use of biotechnology with agribusiness residues. The citrus pulp obtained from orange (Citrus sinensis) is an important residue that only in the State of São Paulo is estimated at 7.693 x 106 tonnes produced by the citrus industry. This study aimed the evaluation of the biotechnological and chemical saccharification of citrus pulp peel. The production of crude enzyme extract using citrus pulp from the citrus industry has been studied to produce cellulase and polygalacturonase by fermentation in a simple batch procedure with cell and broth recycle using the fungi Trichoderma reesei and Aspergillus niger. The fermented residues were evaluated for the incorporated protein during fermentation. The citrus pulp proved to be an efficient substrate in enzyme production. In this work the results of polygalacturonase production peaked at 8.05 U/mL in 72 h. cultivation in its third cycle with 10% citrus pulp, using as inoculum A. niger. The production of cellulase occurred both with A. niger and T. reesei with, with peaks of 0.57 and 0.72 FPU/mL, respectively. As for the protein enrichment of citrus pulp after cultivation with A. niger and T. reesei there was an increase of 7.97% to 22.8% and 26.8%, respectively, through the process with recycling of biomass and fermented broth. A comparative study of the citrus pulp saccharification by acid was also done with 0.1% H2SO4 at 121 °C and 1 atm at different times. The best times were 60 and 120 min. with 43.8 grams of sugar and 42.1 respectively per 100 g of dried citrus pulp. This technique is fast and efficient, but the cost was not competitive when compared to the cost of sucrose from sugar cane. But the use of citrus pulp as a substrate for production... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Coorientador: Ana Flávia Azevedo Carvalho / Banca: Lucinéia dos Santos / Banca: Ary Fernandes Júnior / Resumo: O interesse mundial pelo aproveitamento de resíduos agroindustriais como fonte renovável para produção de alimentos e biocombustíveis tem aumentado cada vez mais. Os materiais lignocelulósicos (MLCs) são uma fonte rica em polissacarídeos, celulose e hemicelulose, utilizados para o desenvolvimento de tecnologias na produção de álcool, xilose, xilitol, xilooligossacarídeos (XOS), entre outros. Fermentações submersas (FSm) e em estado sólido (FES) foram realizadas utilizando como substrato apenas bagaço de cana-de-açúcar ou suplementado com farelo de trigo, com o objetivo de produzir celulases (CMCase e Avicelase) e xilanases (β-1,4-xilanase e β-xilosidase) por seis fungos filamentosos isolados de bagaço de cana-de-açúcar em trabalhos anteriores. Dentre os estudados, a fermentação submersa (FSm) foi o melhor processo para a produção de xilanases e celulases. Para a produção de β-xilosidase o processo mais eficiente foi a fermentação em estado sólido (FES) . Dentre os microrganismos estudados para a produção de endoglucanases, destacaram-se os fungos filamentosos: U2370 (25,7 U/g), U19 (19,4 U/g) e Aspergillus fumigatus M51 (17,4 U/g), valores bem superiores aos encontrados na FES, cujos maiores destaques foram FS09 e U19 com aproximadamente 13 U/g. Para a produção de avicelase, os destaques foram: U19 (4,6 U/g) em FSM, T. reesei (3,0 U/g) e U2370 (3,8 U/g) todos em FSm. Para a produção de xilanase também os destaques foram todos em FSm: A. fumigatus M51 (1.263 U/g), N51 (1.247 U/g), FS 09 (1.133 U/g) e U 19 (1.129 U/g). Apenas a linhagem 100P (1.000 U/g) foi expressiva em FES. Já a enzima β-xilosidase foi produzida de forma bem mais expressiva apenas pela linhagem N51 (6,6 U/g) em FES. Nessa pesquisa apenas o fungo U19 se destacou para as três atividades (avicelase, xilanase e CMCase), o U2370... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The worldwide interest in the use of agro-industrial residues as a renewable source for food and biofuels production has increased even more. The lignocellulosic materials (MLCs) are a rich source of polysaccharides, cellulose and hemicelluloses, used in developing technology for the production of alcohol, xylose, xylitol and xilooligossacarids (XOS). Submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF were performed using only bagasse cane sugar or supplemented with wheat bran) as substrate, with the goal of producing cellulases (CMCase and Avicelase) and xylanases (β-1, 4-xylanase and β-xylosidase) for six filamentous fungi isolated from crushed sugar cane in previous works. Among the studies, the submerged fermentation (SmF) was the best method for the production of xylanases and cellulases. For the production of β-xylosidase the most efficient process was the solid state fermentation (SSF). Among the microorganisms studied for producing endoglucanases, the most important filamentous fungi is: U2370 (25.7 U/ g), U19 (19.4 U/g) and Aspergillus fumigatus M51 (17.4 U/g), values much higher than those found in FES, whose major activities were FS09 and U19, with approximately 13 U/g. For the production of avicelase, activities were U19 (4.6 U/g) in FSm, T. reesei CCT 2768 (3.0 U/g) and U2370 (3.8 U/g) all in SmF. For the production of xilanases, the best activities were also all in SmF: A. fumigatus M51 (1263 U/g), N51 (1247 U/g), FS 09 (1133 U/g) and U19 (1,129 U/g). Only the strain 100P (1000 U/g) was significant in FES. The enzyme β-xylosidase was produced in a much more expressive only by strain N51 (6.6 U / g) in FES. In this study only the fungus U19 stood out for all three activities (avicelase, xylanase and CMCase), the U2370 is noted only as cellulolytic (avicelase and CMCase), and the N51 was the best producer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Sebastião Taboga / Banca: Fernando Carlos Pagnocca / Banca: Adalberto Pessoa / Banca: André Luis Ferraz / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Resumo: No presente estudo, o fungo termofílico Myceliophthora thermophila M.7.7, foi cultivado em fermentação em estado sólido (FES), usando como fonte de carbono misturas de bagaço de cana, palha de cana e palha de milho, com farelo de trigo (w/w 1:1). As fontes de nutrientes minerais avaliadas foram substâncias químicas analíticas e fertilizantes agrícolas. Os efeitos das condições de fermentação, tais como temperatura, pH e umidade sobre a produção de xilanase, endoglucanase e β-glucosidase foram estudados. Além disso, foi realizado o prétratamento do bagaço e da palha de cana submetidos a 2 min de irradiação em micro-ondas com glicerol 70% em solução ácida, alcalina e água destilada. As frações sólidas resultantes do pré-tratamento foram utilizadas nas análises de fibras, TGA, DTG, DSC, FTIR e microscopia eletrônica de transmissão e as frações líquidas, para análises de açúcares e fenóis. Amostras de bagaço e de palha tratados e não tratados (controle) foram submetidas à hidrólise enzimática por 24 e 72 horas, a 55 °C, usando as soluções enzimáticas obtidas do cultivo de M. thermophila M.7.7. e comercial (Celluloclast 1.5L) com atividade de endoglucanase padronizadas a 60 U/g de substrato seco ou com relação à quantidade total de proteínas das soluções (5 mg/g de substrato seco). Ao extrato de M. thermophila M.7.7 foi feita uma suplementação com enzima β-glicosidase comercial, de modo a atingir a mesma atividade presente na enzima Celluloclast. As atividades máximas de xilanase (446,9 U/mL), endoglucanase (94,7 U/mL) e β-glicosidase (2,8 U/mL) foram obtidas no cultivo por FES com 70% de umidade, a 40 ºC, usando palha de milho e farelo de trigo e solução nutriente composta por fertilizantes agrícolas, com pH ajustado para 5,0. Os espectros de infravermelho e as análises térmicas mostraram que o prétratamento agiu principalmente sobre a lignina e a hemicelulose do bagaço de cana, ... / Abstract: This study investigated the effect of non expensive carbon and nitrogen sources on enzyme production by Myceliophthora thermophila M.7.7 in solid-state fermentation. Three kinds of lignocellulosic waste (corn straw, sugarcane bagasse and sugarcane straw) and six nitrogen sources (urea, calcium nitrate, analytical ammonium sulphate, yeast extract, agricultural fertilizer NPK 20-05-20 and fertilizing grade ammonium sulphate) were tested. Some physical-chemical parameters of the fermentation, such as temperature, initial pH and moisture content of the substrate on enzyme production were evaluated. Furthermore, the pre-treatment of bagasse and sugar cane straw with microwave radiation in presence of glycerol diluted in water, sulphuric acid and sodium hydroxide on the chemical composition, fiber structure and the efficiency of subsequent enzymatic hydrolysis was investigated. Bagasse and cane straw were subjected to 2 min of irradiation and the solid fractions resulting were used in the analysis of fibers, TGA, DTG, DSC, FTIR, X-ray and transmission electron microscopy and liquid fractions used to detemine sugar and phenol contents. Samples of bagasse, treated cane straw and untreated cane straw (control) were submitted to enzyme hydrolysis for 24 to 72 h at 55 °C with enzymatic solutions obtained by the cultivation of M. thermophila M.7.7. and Celluloclast 1.5L based on 60 U of endoglucanase activity per g of dry substrate or on the total amount of protein solutions (5 mg protein/g of dry substrate). The enzyme solution from M. thermophila M.7.7 was supplemented with a commercial β-glucosidase in order to achieve the same activity present in Celluclast. The maximum xylanase activity (446.9 U/ml), endoglucanase (94.7 U/ml) and β-glucosidase (2.8 U/mL) were obtained in the cultivation by SSF with 70% humidity, 40 °C using corn stover and wheat bran and nutrient solution composed of agricultural fertilizers, with pH adjusted to 5.0. ... / Doutor

Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: José Teixeira Freire / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O objetivo geral deste trabalho foi contribuir no projeto de um biorreator rotativo para aplicação de Fermentação em Estado Sólido (FES), visando à produção do fungo entomopatogênico M. anisopliae, empregando arroz como substrato. O desenvolvimento do projeto foi realizado em duas etapas. A primeira etapa consistiu em visualizar a homogeneidade e a movimentação de partículas de arroz, em um protótipo construído em acrílico. Isto, com o objetivo de avaliar as melhores configurações dos componentes internos do reator. O método empregado na análise de homogeneidade foi a técnica de traçadores coloridos, utilizando uma concentração de 10% em massa de arroz tingido de preto e 90% de arroz branco. A concentração da mistura foi determinada de duas maneiras: (i) manualmente, por separação e pesagem das amostras e, (ii) por análise de imagem mediante o software Lenseye (E&CS Programs). Além disso, foram determinadas as velocidades das partículas em três regiões do leito: na superfície, centro do leito e do lado da parede do cilindro, e foram estabelecidos os regimes de escoamento e os graus de enchimento trabalhados. As variáveis estudadas foram massa total de arroz (5, 10 e 15 Kg), velocidade de rotação (1, 4 e 7 RPM) e a presença e ausência de tubos simuladores de alimentação dentro do tambor. Posteriormente, no mesmo equipamento, foi analisada a molhabilidade do leito, por determinação da umidade em três pontos do leito, na seção longitudinal do tambor. O material particulado empregado nestes experimentos foram esferas de sílica gel de 6mm de diâmetro. As variáveis avaliadas foram quantidade de água aspergida (0,1 e 0,05 mL/g material), vazão de água (1600, 2000 e 2400 mL/min) e carga total de material (5,8 e 12,6 Kg). A segunda etapa consistiu em analisar o comportamento térmico do reator, empregando o equipamento construído em aço... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is aimed to contribute to the development of a rotary drum bioreactor for Metarhiziun anisopliae spore production by Solid State Fermentation, using rice as a substrate. This work is comprised of two parts, one corresponding to particle moving analysis and another on thermal aspects. The first part assesses both the mixture and the movement of particles of rice in a Plexiglas rotary drum, in order to identify the optimal operational conditions for the best particle mixture. Tracer method was applied to assess the particle mixture and two techniques were applied to assess the mixture: manual sampling and image analysis using Lenseye (E&CS Programs) software. The flow regime and particle velocities were also identified by filming the bed while rotating. For particle measurements three regions were analyzed: wall, core and surface. Rice load (5, 10, and 15 kg), rotation velocity (1, 4, and 7 RPM), and the presence or absence of inner tubes within the bed were the independent variables for all the tests. Afterwards, the bed wetability was analyzed in the same equipment, using 6mm diameter silica gel particles. Water was sprinkled over the particles in three axial positions. The selected variables were the volume of water by the bed mass ratio (0,1 and 0,05 mL/g), the water flow rate (1600, 2000, and 2400 mL/min), and the particle load (5,8, and 12,6 kg). The second part assessed the thermal behavior of a glass beads bed, 3mm diameter, in a stainless steel rotary drum. The main purpose of this step was to identify the optimal operational conditions for the best thermal homogeneity. The selected variables were the air flow rate, the bed load, and the rotational conditions (static or mobile). From the first part, the results showed that a complete mixture was obtained after 5, 9, and 11 drum revolutions for 5, 10, and 15 kg loads, respectively, independently from the tracer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre