AgÃncia Nacional do PetrÃleo / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In this work, the ethanol production from cashew bagasse was studied after acid followed by alkali pretreatment (CAB-OH) using the Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF) and Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) processes. In SHF process, the hydrolysate obtained from enzymatic hydrolysis of CAB-OH was used as carbon source for fermentation with different strains of Saccharomyces (S. cerevisiae CCA008, S. cerevisiae 01, S. cerevisiae 02 and Saccharomyces sp. 1238), Kluyveromyces (K. marxianus CCA510, CE025 and ATCC36907) and Hanseniaspora sp. GPBio03. The bioprocess was conducted at 30 ÂC and 50 g.L-1 initial glucose concentration. The K. marxianus ATCC36907 achieved ethanol concentration of 20 g.L-1 with consumption of all glucose in the hydrolysate. Similar results were obtained with Saccharomyces strains and higher ethanol concentration (23.43 g.L-1) was obtained by Saccharomyces sp. 1238. The maximum ethanol concentration of 24.54 g.L-1 was achieved by Hanseniaspora sp. GPBio03. Focused on further studies using SSF process, it was evaluated the temperature influence of thermotolerant yeast K. marxianus ATCC36907 in glucose and enzymatic hydrolysate from CAB-OH. The results showed that the temperature (30, 35, 40, 45 and 50 ÂC) did not affect the values of YE/G (0.45 to 0.46 gethanol/gglucose) using glucose as substrate. Moreover, the ethanol yields obtained with enzymatic hydrolysate were slightly influenced by temperature, 0.39 and 0.43 gethanol/gglucose were obtained at 30 and 40 ÂC, respectively. Based on this, the SSF of CAB-OH and K. marxianus ATCC36907 was conducted at 40 ÂC with cellulases from Celluclast 1.5L at 15 FPU/gcellulose. The highest ethanol concentration (24.90  0.89 g.L-1) was obtained with 76h of fermentation with 0.33 g.L-1.h-1, 0.34 gethanol/gglucose and 66.3% of productivity, YʹE/G and of ethanol efficiency, respectively. In enzymatic hydrolysis studies, the cellulase NS 22074 at 30 FPU/gcellulose without cellobiases supplementation resulted in glucose yield of 93.77  2.72% which is promising for studies of SSF with this enzyme complex. The temperature (40, 42 , 45 and 50 ÂC) influence in SSF process using microcrystalline cellulose, in contrast with SHF results, higher ethanol concentration, 19.86  0.32 g.L-1, was obtained at 40 ÂC. The SSF using CAB-OH, 30 FPU/gcellulose cellulases NS 22074 at 40 ÂC showed higher ethanol concentration of 37.35  0.64 g.L-1 at 80h, with productivity of 0.46 g.L-1.h-1. In this condition, there was an increase of YʹE/G from 0.34 to 0.49 gethanol/gglucose and the ethanol efficiency from 66.3% to 95.59% when compared to results obtained with SSF using Celluclast 1.5L. Based on the results of efficiency and ethanol yield (YʹE/G), the cashew apple bagasse showed as lignocelulose feedstock promising material for second generation ethanol production by SSF process using the yeast K. marxianus ATCC36907 and NS 22074 cellulases complex. / Nesse trabalho, estudou-se a produÃÃo de etanol de bagaÃo de caju apÃs prÃ-tratamento Ãcido seguido de Ãlcali (CAB-OH) atravÃs dos processos de FermentaÃÃo e HidrÃlise Separadas (SHF) e FermentaÃÃo e HidrÃlise SimultÃneas (SSF). No processo SHF, o hidrolisado obtido da hidrÃlise enzimÃtica de CAB-OH foi submetido à etapa de fermentaÃÃo com diferentes linhagens de Saccharomyces (S. cerevisiae CCA008, Saccharomyces sp. 1238, S. cerevisiae 01, S. cerevisiae 02), Kluyveromyces (K. marxianus CCA510, CE025 e ATCC36907) e Hanseniaspora sp. GPBio03. A fermentaÃÃo do hidrolisado foi conduzida a 30 ÂC com concentraÃÃo inicial de glicose de 50 g.L-1. ApÃs o screening de leveduras, a linhagem de K. marxianus ATCC36907 destacou-se com maior concentraÃÃo de etanol de 20 g.L-1 com consumo de toda glicose no hidrolisado. Resultados similares foram obtidos com Saccharomyces sp. 1238 e com a levedura isolada do caju (Hanseniaspora sp. GPBio03) com maiores concentraÃÃes de etanol de 22,41 g.L-1 e 24,54 g.L-1, respectivamente. Com o propÃsito de estudos posteriores de SSF, avaliou-se a influÃncia da temperatura da levedura termotolerante K. marxianus ATCC36907 em glicose PA e hidrolisado enzimÃtico de CAB-OH. Os resultados mostraram que para a glicose PA, a variaÃÃo da temperatura (30, 35, 40, 45 e 50 ÂC) nÃo influenciou nos valores de conversÃo de glicose em etanol (YE/G) obtendo-se valores na faixa de 0,45-0,46 getanol/gglicose. Por outro lado, os resultados de YE/G em hidrolisado enzimÃtico foram ligeiramente influenciados pela temperatura, obtendo-se 0,39 getanol/gglicose a 30ÂC e 0,43 getanol/gglicose a 40 ÂC. Em seguida, realizou-se a SSF de CAB-OH com K. marxianus ATCC36907 a 40 ÂC e celulases de Celluclast 1.5L a 15 FPU/gcelulose. A maior concentraÃÃo de etanol (24,90  0,89 g.L-1) foi obtida em 76h de fermentaÃÃo com produtividade de 0,33 g.L-1.h-1, conversÃo de glicose em etanol (YʹE/G) de 0,34 e eficiÃncia de produÃÃo de etanol de 66,3%. Contudo, visando aumentar a produÃÃo de etanol em estudos posteriores de SSF, realizou-se o estudo de hidrÃlise enzimÃtica com outros complexos de celulases (NS 22074) e celobiases (NS 50010). Os resultados de hidrÃlise enzimÃtica mostraram que a atividade de celulases NS 22074 a 30 FPU/gcelulose sem suplementaÃÃo de celobiase resultou no rendimento de glicose de 93,77  2,72% sendo resultado promissor para estudos de SSF com esse complexo enzimÃtico. Nos ensaios de SSF com celulases do complexo NS 22074, inicialmente realizou-se o estudo da temperatura (40, 42, 45 e 50 ÂC) com K. marxianus ATCC36907 utilizando celulose microcristalina; e, em contrapartida com os resultados SHF, na temperatura de 40 ÂC foi obtida a maior concentraÃÃo de etanol de 19,86  0,32 g.L-1, em 72h de fermentaÃÃo. Diante desses resultados, realizou-se o processo de SSF de CAB-OH nas seguintes condiÃÃes: 40 ÂC de temperatura e 30 FPU/gcelulose do complexo de celulases NS 22074. A maior concentraÃÃo de etanol (37,35  0,64 g.L-1) foi obtida em 80h de fermentaÃÃo, com produtividade de 0,46 g.L-1.h-1. Diante desses resultados, observa-se que a mudanÃa do complexo enzimÃtico de Celluclast 1.5L para NS 22074 proporcionou o aumento no valor de YʹE/G de 0,34 getanol/gglicose para 0,49 getanol/gglicose e no rendimento de etanol de 66,3% para 95,59%, o que torna o bagaÃo de caju prÃ-tratado promissor como matÃria-prima para produÃÃo de etanol de segunda geraÃÃo por processo SSF utilizando a levedura K. marxianus ATCC36907.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As leveduras do gÃnero Rhodotorula sÃo conhecidas por acumular quantidades considerÃveis de carotenÃides, que sÃo pigmentos naturais importantes encontrados em alimentos e sÃo amplamente distribuÃdos em plantas e microrganismos. AlÃm do consumo humano, R. glutinis à utilizado na alimentaÃÃo de galinhas para aumentar a gordura corporal, melhorar a aparÃncia e as propriedades nutricionais da carne. Estudos relataram que o β-caroteno à muito utilizado na prevenÃÃo de vÃrios tipos de cÃncer devido as suas propriedades antioxidantes. Os objetivos deste trabalho foram ampliar a escala de fermentaÃÃo atà biorreator de bancada para obtenÃÃo de carotenÃides e estudar o processo de secagem das cÃlulas de Rhodotorula sp. CNPAT02 por atomizaÃÃo. A levedura foi cultivada em um fermentador tanque agitado de 14 L, e a biomassa obtida foi concentrada atravÃs de um sistema de centrifugaÃÃo e em seguida seco em âspray dryerâ. Para tanto foram preparados 50 mL de meio de cultura contendo os seguintes constituintes (g.L-1): 25 de glicose; 3,57 de extrato de levedura; 2,0 de K2HPO4; 2,0 de KH2PO4; 0,1 MgSO4.7H2O, com pH 6,0. O meio foi distribuÃdo em frascos de erlenmeyer de 500 mL e inoculado a partir de uma nova cultura, com um volume necessÃrio para obtenÃÃo de um inÃculo em torno de 0,1 g massa seca/L. O meio foi entÃo incubado a 30ÂC por 36 horas em agitador orbital com velocidade de 150rpm. A cultura foi entÃo transferida para um frasco de 2 L contendo 450 mL de meio estÃril incubados por 24 horas. O meio de cultura contendo 500 mL foi utilizado para inocular o fermentador, onde o crescimento prosseguiu por 120 horas a uma taxa de aeraÃÃo de 1,0 vvm-1. As amostras foram retiradas do fermentador em intervalos regulares de 12 horas para determinaÃÃo de biomassa, aÃÃcares redutores, carotenÃides e cor. Ao final de 120 horas o meio fermentado foi centrifugado durante 10 min a 11800g (8000 rpm). As alÃquotas de cÃlulas concentradas foram suspensas em Ãgua destilada antes da secagem. A partir da amostra seca foi avaliada a viabilidade das cÃlulas, a atividade de Ãgua, umidade e cor instrumental. Os carotenÃides foram extraÃdos e quantificados utilizando solventes orgÃnicos. ApÃs 120 horas de fermentaÃÃo a concentraÃÃo obtida foi de 11,85  1,10 g.L-1de biomassa e produtividade 2,32 g.L-1h-1 de carotenÃides. / The genus of yeast Rhodotorula are known to accumulate considerable amounts of carotenoids, which are important natural pigments found in foods and widely distributed in plants and microorganisms. In addition to human consumption, R. glutinis is used to feed chickens to increase body fat and to improve appearance and nutritional sensory properties of meat. Studies report that β-carotene is widely used to prevent various types of cancer due of its antioxidant properties. The objectives of this study are to scale up the fermentation to a bench-scale bioreactor to obtain carotenoids and study the spray-drying process of cells of Rhodotorula sp. CNPAT02. The yeast was grown in a 14 litter stirred tank fermentor, and the biomass obtained was concentrated by centrifugation and then spray dried. 50 mL of culture medium were prepared containing the following concentrations: (g.L-1): glucose, 25; yeast extract, 3.57; K2HPO4, 2.0; KH2PO4, 2.0; MgSO4.7H2O, 0.1 and pH 6.0. The medium was distributed in 500mL Erlenmeyer flasks and inoculated from a culture with a volume necessary to obtain an inoculum of about 0.1g dry mass/L. The medium was then incubated at 30ÂC for 36 hours in orbital shaker at 150 rpm. The culture was then transferred to a 2L flask containing 450mL of sterile medium incubated for 24 hours. The culture medium containing 500 mL was used to inoculate the fermentor where cell growth continued for 120 hours under an aeration of 1.0vvm-1. Samples were taken from the fermentor at regular intervals of 12h for determination of biomass, sugars, carotenoids and color. At the end of the 120h, the fermentation medium was centrifuged for 10 min at 11800g (8000 rpm). Aliquots of concentrated cells were suspended in distilled water before drying. From the dry sample, cell viability, the water activity, moisture, color and instrumental color were assessed. Carotenoids were extracted and quantified by using organic solvents. After 120 hours of fermentation the concentration obtained was 11.85  1.10 g.L-1 of biomass and productivity 2.45 g.L-1h-1 of carotenoids.

CAVALCANTE, K. F. Estudo da imobilização de lipase de Rhizomucor miehei em organo-gel para aplicação em síntese orgânica. 81 f. 2014. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T18:44:58Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_lfcavalcante.pdf: 1665911 bytes, checksum: 4373f300779af75be7201f806c4ccdbc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T19:40:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_lfcavalcante.pdf: 1665911 bytes, checksum: 4373f300779af75be7201f806c4ccdbc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T19:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_lfcavalcante.pdf: 1665911 bytes, checksum: 4373f300779af75be7201f806c4ccdbc (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Lipases, triacylglycerol ester hydrolases EC 3.1.1.3, are enzymes that act on ester bonds of triacylglycerols, releasing organic acids and glycerol. May in microaquosas conditions, catalyze the reverse reaction. A limitation of using these enzymes in industrial processes is the lack of operational stability and the inability to re-use the free form. The use of organo-gels system is an alternative for the immobilization of enzymes and to their use in enzyme catalysis in organic media. In this system the enzyme is located in the micelle center (aqueous center) of the organo-gel, eliminating problems such as stabilizing the enzyme against inactivation by a non-aqueous solvent. The aim of this work was immobilize lipases from Rhizomucor miehei into organo - gels based on polymers for future application in ethyl esters synthesis through esterification of raw materials with high free fatty acids content. Supports were obtained using different combinations of components. It was used gelatin polymers (Gel), alginate (Alg) and / or chitosan (Chi), organic phases such as hexane (Hex) and heptane (Hep) and surfactants sodium dodecyl sulfate (SDS) or acetylmetylamonium bromide (CTABr). In the first step, derivatives were produced with and without glutaraldehyde 2% (v/v) activation. Enzymatic activity was measured by hydrolysis of p – nitrophenyl butyrate (PNPb). Biocatalysts were characterized as: stability at 60 ° C and compared to free enzyme, immobilization efficiency and yield factor, thus determining the best biocatalysts. Among the catalysts obtained, (Gel/SDS/Hex) showed the best efficiency of 4.1% , 30 –fold more stable; (Alg/SDS/Hep) with 6.0% efficiency , 1.3 –fold more stable and (Qui/SDS/Hep) with efficiency of 1.0 % , 1.3 –fold more stable than free lipase. Obtained supports activated with glutaraldehyde 2 % (v/v) showed lower activities and efficiencies, in despite of having good values for stability factor. Produced derivatives using surfactant CTABr presented low activity, efficiency and stability factor. In the second step, derivatives were analyzed as maximum load (50 U.g-1 a 500 U.g-1) enzyme immobilization and efficiency at 15 ° C and 25 ° C. It was evaluated biocatalysts application in ethyl oleate achievement in an esterification reaction, using oleic acid and ethanol, by varying molar ratio acid / alcohol with and without using of desiccant agent (zeolite) at 37 ° C and 24 h of reaction. Derivatives were submitted storage stability under 10 ° C studies, for a period of 100 days. All derivatives showed higher efficiencies using an initial enzyme loading of 50 U.g -1, with values of 4.2% and 4.8% (Gel/SDS/Hex), 2.0 % and 2.3 % (Alg/SDS/ Hep) and 0.9 % to 1.1% (Qui/SDS/Hep) at 15 ° C and 25 ° C, respectively. In esterification reactions, Gel/SDS/Hex and Alg/SDS/Hep derivatives showed higher conversions 72.9 % and 16.9 %, respectively, with molar acid / alcohol 1:10. The chemical derivative Qui/SDS/Hep presented 80.0 % conversion with molar acid / alcohol 1:1 ratio. Using zeolites, Gel/SDS/Hex conversion increased to 79.0 % using ratios of 1:1 and 1:5, the Alg/SDS/Hep and Qui/SDS/Hep presented a decreasing in conversions. During 100 days of storage at 10 ° C, Gel/SDS/Hex and Qui/SDS/Hep hydrolytic activity maintained up to 40 days and a decreasing during this period, however, Alg/SDS/ Hep achieved more than 60 days with activity. / Lipases, triacilglicerol éster hidrolases E.C. 3.1.1.3, são enzi¬mas que atuam nas ligações ésteres de triacilgliceróis, liberando ácidos orgânicos e glicerol. Podendo, em condições microaquosas, catalisar a reação reversa. Uma limitação da utilização destas enzimas em processos industriais reside na falta de estabilidade operacional e na impossibilidade de sua reutilização na forma livre. O uso do sistema de organo-géis consiste em uma alternativa para a imobilização de enzimas, e para sua utilização na catálise enzimática em meio orgânico. Neste sistema a enzima está localizada no centro micelar (centro aquoso) do organo-gel, eliminando o problemas como de estabilizar a enzima contra inativação por um solvente não-aquoso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver derivados de lipases de Rhizomucor miehei imobilizadas em organo-géis à base de polímeros, visando à síntese de ésteres etílicos a partir de reações de esterificação de matérias-primas com elevado teor de ácidos graxos livres. Os suportes foram obtidos através de diferentes combinações entre os componentes. Utilizaram-se polímeros gelatina (Gel), alginato (Alg) ou quitosana (Qui), fases orgânicas hexano (Hex) ou heptano (Hep) e os tensoativos dodecilsulfato de sódio (SDS) ou brometo de acetilmetilamônio (CTABr). Verificou-se a estabilidade térmica da enzima na sua forma livre, determinando seu tempo de meia-vida. Na primeira etapa, foram produzidos derivados com e sem ativação via glutaraldeído 2% (v/v). A atividade enzimática foi avaliada através hidrólise do p-nitrofenilbutirato (pNPB). Os derivados foram caracterizados quanto: fator de estabilidade a 60°C em relação à enzima livre, eficiência e rendimento de imobilização para assim determinar os melhores biocatalisadores. Dentre os catalisadores obtidos, os melhores apresentaram eficiência de 4,1% e fator de estabilidade 30 vezes (Gel/SDS/Hex), eficiência de 6,0% e fator de estabilidade 1,3 vezes (Alg/SDS/Hep) e eficiência de 1,0% e fator de estabilidade de 2,3 vezes (Qui/SDS/Hep). Os suportes produzidos ativados com glutaraldeído 2% (v/v) apresentaram baixas atividades e eficiências, apesar de obterem valores bons de tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Os derivados produzidos com o tensoativo CTABr apresentaram baixas atividades, eficiências, tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Na segunda fase, os derivados selecionados foram estudados quanto à carga máxima (50 U.g-1 a 500 U.g-1) de imobilização e eficiência, nas temperaturas de 15°C e 25°C. Avaliou-se a aplicação dos biocatalisadores na reação de esterificação do oleato de etila a partir de ácido oleico e etanol, variando a razão molar ácido/álcool e utilização de agente dessecante (zeólitas). Verificou-se a estabilidade de estocagem sob 10°C por um período de 100 dias. Todos os derivados apresentaram melhores eficiências utilizando carga de 50 U.g-1, apresentando valores de 4,2% e 4,8% (Gel/SDS/Hex), 2,0% e 2,3% (Alg/SDS/Hep) e 0,9% e 1,1% (Qui/SDS/Hep ) nas temperaturas de 15°C e 25°C, respectivamente. Nas reações de esterificação os derivados Gel/SDS/Hex e Alg/SDS/Hep obtiveram maiores conversões na razão molar ácido/álcool 1:10, 72,9% e 16,9%, respectivamente. O derivado Qui/SDS/Hep obteve 80,0% de conversão na razão de 1:1. Com utilização de zeólitas o derivado Gel/SDS/Hex aumentou a conversão para 79,0% nas razões 1:1 e 1:5, os derivados Alg/SDS/Hep e Qui/SDS/Hep apresentaram decréscimo nas conversões. Durante os 100 dias de estocagem sob 10°C, os derivados Gel/SDS/Hex e Qui/SDS/Hep mantiveram atividade hidrolítica até 40 dias, tendo um decréscimo ao longo do tempo. O derivado Alg/SDS/Hep obteve um tempo maior de 60 dias, apresentando também um decréscimo.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho busca o desenvolvimento de filmes biodegradÃveis a partir de gelatina obtida de resÃduos de tilÃpia (Oreochromis niloticus) e galactomanana extraÃda da Algaroba (Prosopis juliflora). Foi utilizado um delineamento experimental do tipo centrÃide simplex para avaliar o efeito das proporÃÃes entre os dois componentes â gelatina (GE) e galactomanana (GA) - sobre as propriedades dos filmes formados. Os resultados dos filmes obtidos a partir do delineamento de misturas indicaram que o filme de GE e GA nas mesmas proporÃÃes apresentaram os melhores resultados de permeabilidade ao vapor de Ãgua e ensaios mecÃnicos, sendo posteriormente esse filme, submetido à incorporaÃÃo de nanocelulose extraÃda da vagem da algaroba. A formulaÃÃo dos filmes de gelatina e galactomanana foi feita utilizando 25% de glicerol (em base seca de gelatina e galactomanana) variando a quantidade de nanocristais de celulose da fibra da algaroba nas concentraÃÃes de 2,5, 5 e 7,5% (em base seca de gelatina e galactomanana). Os filmes foram obtidos por casting e caracterizados quanto à permeabilidade ao vapor de Ãgua (PVA), propriedades mecÃnicas de resistÃncia à traÃÃo, elongaÃÃo e mÃdulo elÃstico, microscopia Ãtica (MO) e microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), opacidade, anÃlise termogravimÃtrica (TGA) e calorimetria exploratÃria diferencial (DSC). Os nanocristais de celulose foram efetivos para reduzir a PVA quando adicionados a 5%. A adiÃÃo de nanocelulose incrementou a resistÃncia à traÃÃo e o mÃdulo a partir de 2,5%, com um pequeno decrÃscimo na concentraÃÃo de 7,5%. NÃo houve efeito significativo com a adiÃÃo de nanocelulose na elongaÃÃo dos filmes. A anÃlise de TGA mostrou que crescentes concentraÃÃes de nanocelulose aumentaram a estabilidade tÃrmica dos filmes, e a anÃlise de DSC comprovou a formaÃÃo de blenda. As imagens de microscopia permitiram observar aglomeraÃÃes de nanocristais à medida que se aumentou as concentraÃÃes. Na anÃlise de FTIR nÃo houve modificaÃÃo na estrutura dos filmes, ocorrendo apenas deslocamento ou reduÃÃo de algumas bandas. A opacidade aumentou com a incorporaÃÃo de nanocelulose, porem nÃo aumentou com a variaÃÃo das concentraÃÃes. / This work seeks developing biodegradable films from gelatin obtained from waste tilapia (Oreochromis niloticus) and galactomannan extracted from Mesquite (Prosopis juliflora). An experimental design type simplex centroid was used to assess the effect of the ratios between the two components - gelatin (GE) and galactomannan (GA) â on the properties of the formed films. The results of the films obtained from the mixture design indicated that the film containing a GE:GA of 1:1 showed the best results for water vapor permeability and mechanical tests, being this film later submitted to the incorporation of cellulose nanocrystals extracted from the leguminous of the mesquite. The formulation of the films of gelatin and galactomannan was performed using glycerol 25% (on a dry basis of gelatin and galactomannan) varying the amount of nanocellulose from mesquite fiber on concentrations of 2.5, 5 and 7, 5% (dry basis of gelatin and galactomannan). The films were obtained by casting and were characterized in terms of their water vapor permeability (WVP), mechanical properties (tensile strength, elongation and elastic modulus), optical scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), Fourier Transform Infrared (FTIR), opacity, thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The nanocellulose at 5% was effective to reduce the WVP. Nanocellulose increased the tensile strength and modulus with a slight decrease at the highest concentration (7.5 %). Nanocellulose did not affect significantly the film elongation. TGA analysis showed that increasing nanocellulose concentrations increased the film thermal stability, and the DSC analysis proved the formation of blends. The microscopy images revealed the formation of clusters of nanocrystals as their concentration increased. FTIR analysis revealed no major changes in the film structure apart from offset or reduction of some bands. The opacity increased with the incorporation of nanocellulose, although it did not increase with increasing nanocellulose concentrations.

OLIVEIRA, Ulisses Marcondes Freire de. Desenvolvimento de biocatalisadores utilizando lipases de Rhizomucor mihei (RML) imobilizada em suporte de quitosana e sua aplicação na síntese de ésteres butirato de metila e butirato de etila. 2012. 272 f. : Tese (doutorado) - Univerisdade Federal do Ceará, Doutorado em Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia - RENORBIO, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-30T14:39:42Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_ umfoliveira.pdf: 5868740 bytes, checksum: fb87a06503cdae0af0e790f65341b983 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-30T14:43:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_ umfoliveira.pdf: 5868740 bytes, checksum: fb87a06503cdae0af0e790f65341b983 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-30T14:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_ umfoliveira.pdf: 5868740 bytes, checksum: fb87a06503cdae0af0e790f65341b983 (MD5) Previous issue date: 2012 / Lipases (glycerol ester hydrolases, EC3.1.1.3) are versatile catalysts with broad and diverse possibilities of industrial applications. Its main application is essentially catalyze the hydrolysis of triglycerides. However, in micro-aqueous environments these enzymes have the ability to catalyze the reverse reaction of esterification. These enzymes do not require cofactors, have relatively low cost, are regioespecific, enantioselectives and may act on a broad range of temperature and pH. This work aimed to develop alternative technologies using enzymatic routes mediated by lipase from Rhizomucor miehei (RmL) immobilized on chitosan support in the presence of some classes of surfactants for the production of methyl butyrate and ethyl butyrate, two esters widely used in cosmetic and food industries. In this study two immobilization strategies were evaluated. In the first, the enzymes were immobilized in the presence of selected surfactants on chitosan supports previously activated with glutaraldehyde. In the second immobilization strategy, chitosan was crosslinked with glutaraldehyde after prior adsorption of the enzymes in the presence of surfactants. Among the immobilization procedures studied, the best results were achived when the enzyme was immobilized onto chitosan support in the presence of the surfactant sodium dodecyl sulphate SDS (0.23% m v-1) for 1 h at 4 ° C and 220 rpm, followed by crosslinking with 0.6% glutaraldehyde (v v-1) for 1 h at 25 ° C. In esterification experiments conducted with the best derivative, a detailed study of the parameters that affect the reaction rates were performed. The best yields were obtained when the reactions were conducted at 25 ° C, 6h and 150 rpm using n-heptane as a solvent. For methyl butyrate maximum esterification yield was 89% and for ethyl butyrate the maximum conversion observed was 92%. The results were comparable to yields observed when the esterification reactions were carried out with the commercial enzyme Lipozyme® and the soluble enzyme under the same reaction conditions. / Lipases (glicerol éster hidrolases, E.C.3.1.1.3) são catalisadores versáteis com amplas e diversificadas possibilidades de aplicação industrial. Sua principal aplicação é essencialmente catalisar a hidrólise de triglicerídeos. Entretanto, em ambientes micro-aquosos estas enzimas possuem a habilidade de catalisar a reação reversa de esterificação. Estas enzimas não requerem cofatores, possuem custo relativamente baixo, são regioespecíficas, enantiosseletivas, além de atuarem em uma larga faixa de temperatura e pH. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologias alternativas utilizando rotas enzimáticas mediadas por lipase de Rhizomucor miehei (RmL) imobilizada em suporte quitosana na presença de algumas classes de surfactantes para a produção de butirato de metila e butirato de etila, dois ésteres amplamente utilizados na indústria de cosméticos e de alimentos. Neste estudo, duas estratégias de imobilização foram avaliadas. Na primeira, a enzima foi imobilizada na presença dos surfactantes selecionados em suporte quitosana previamente reticulado com glutaraldeído. Na segunda estratégia de imobilização, o suporte utilizado foi reticulado com glutaraldeído após prévia adsorção da enzima na presença dos surfactantes. Dentre os procedimentos de imobilização estudados, os melhores resultados foram obtidos quando a enzima foi previamente adsorvida no suporte quitosana na presença do surfactante dodecil sulfato de sódio (0,23% m.v-1) por 1h a 4°C e 220 rpm, seguido de reticulação com glutaraldeído 0,6% (v.v-1) por 1h a 25°C. Nos ensaios de esterificação utilizando o melhor derivado obtido, foi efetuado um estudo detalhado dos parâmetros que afetam as taxas de conversão. Os melhores rendimentos foram obtidos quando as reações foram conduzidas a 25°C, 6h e 150 rpm utilizando n-heptano como solvente. Para o butirato de metila, o rendimento máximo de esterificação foi de 89% e para o butirato de etila a maior conversão observada foi de 92%. Os resultados obtidos foram comparáveis aos rendimentos de esterificação observados quando foi utilizada a enzima comercial Lipozyme® nas mesmas condições reacionais.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Lipases (glycerol ester hydrolases, EC3.1.1.3) are versatile catalysts with broad and diverse possibilities of industrial applications. Its main application is essentially catalyze the hydrolysis of triglycerides. However, in micro-aqueous environments these enzymes have the ability to catalyze the reverse reaction of esterification. These enzymes do not require cofactors, have relatively low cost, are regioespecific, enantioselectives and may act on a broad range of temperature and pH. This work aimed to develop alternative technologies using enzymatic routes mediated by lipase from Rhizomucor miehei (RmL) immobilized on chitosan support in the presence of some classes of surfactants for the production of methyl butyrate and ethyl butyrate, two esters widely used in cosmetic and food industries. In this study two immobilization strategies were evaluated. In the first, the enzymes were immobilized in the presence of selected surfactants on chitosan supports previously activated with glutaraldehyde. In the second immobilization strategy, chitosan was crosslinked with glutaraldehyde after prior adsorption of the enzymes in the presence of surfactants. Among the immobilization procedures studied, the best results were achived when the enzyme was immobilized onto chitosan support in the presence of the surfactant sodium dodecyl sulphate SDS (0.23% m v-1) for 1 h at 4  C and 220 rpm, followed by crosslinking with 0.6% glutaraldehyde (v v-1) for 1 h at 25  C. In esterification experiments conducted with the best derivative, a detailed study of the parameters that affect the reaction rates were performed. The best yields were obtained when the reactions were conducted at 25  C, 6h and 150 rpm using n-heptane as a solvent. For methyl butyrate maximum esterification yield was 89% and for ethyl butyrate the maximum conversion observed was 92%. The results were comparable to yields observed when the esterification reactions were carried out with the commercial enzyme Lipozyme and the soluble enzyme under the same reaction conditions. / Lipases (glicerol Ãster hidrolases, E.C.3.1.1.3) sÃo catalisadores versÃteis com amplas e diversificadas possibilidades de aplicaÃÃo industrial. Sua principal aplicaÃÃo à essencialmente catalisar a hidrÃlise de triglicerÃdeos. Entretanto, em ambientes micro-aquosos estas enzimas possuem a habilidade de catalisar a reaÃÃo reversa de esterificaÃÃo. Estas enzimas nÃo requerem cofatores, possuem custo relativamente baixo, sÃo regioespecÃficas, enantiosseletivas, alÃm de atuarem em uma larga faixa de temperatura e pH. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologias alternativas utilizando rotas enzimÃticas mediadas por lipase de Rhizomucor miehei (RmL) imobilizada em suporte quitosana na presenÃa de algumas classes de surfactantes para a produÃÃo de butirato de metila e butirato de etila, dois Ãsteres amplamente utilizados na indÃstria de cosmÃticos e de alimentos. Neste estudo, duas estratÃgias de imobilizaÃÃo foram avaliadas. Na primeira, a enzima foi imobilizada na presenÃa dos surfactantes selecionados em suporte quitosana previamente reticulado com glutaraldeÃdo. Na segunda estratÃgia de imobilizaÃÃo, o suporte utilizado foi reticulado com glutaraldeÃdo apÃs prÃvia adsorÃÃo da enzima na presenÃa dos surfactantes. Dentre os procedimentos de imobilizaÃÃo estudados, os melhores resultados foram obtidos quando a enzima foi previamente adsorvida no suporte quitosana na presenÃa do surfactante dodecil sulfato de sÃdio (0,23% m.v-1) por 1h a 4ÂC e 220 rpm, seguido de reticulaÃÃo com glutaraldeÃdo 0,6% (v.v-1) por 1h a 25ÂC. Nos ensaios de esterificaÃÃo utilizando o melhor derivado obtido, foi efetuado um estudo detalhado dos parÃmetros que afetam as taxas de conversÃo. Os melhores rendimentos foram obtidos quando as reaÃÃes foram conduzidas a 25ÂC, 6h e 150 rpm utilizando n-heptano como solvente. Para o butirato de metila, o rendimento mÃximo de esterificaÃÃo foi de 89% e para o butirato de etila a maior conversÃo observada foi de 92%. Os resultados obtidos foram comparÃveis aos rendimentos de esterificaÃÃo observados quando foi utilizada a enzima comercial Lipozyme nas mesmas condiÃÃes reacionais.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lipases, triacilglicerol Ãster hidrolases E.C. 3.1.1.3, sÃo enziÂmas que atuam nas ligaÃÃes Ãsteres de triacilglicerÃis, liberando Ãcidos orgÃnicos e glicerol. Podendo, em condiÃÃes microaquosas, catalisar a reaÃÃo reversa. Uma limitaÃÃo da utilizaÃÃo destas enzimas em processos industriais reside na falta de estabilidade operacional e na impossibilidade de sua reutilizaÃÃo na forma livre. O uso do sistema de organo-gÃis consiste em uma alternativa para a imobilizaÃÃo de enzimas, e para sua utilizaÃÃo na catÃlise enzimÃtica em meio orgÃnico. Neste sistema a enzima està localizada no centro micelar (centro aquoso) do organo-gel, eliminando o problemas como de estabilizar a enzima contra inativaÃÃo por um solvente nÃo-aquoso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver derivados de lipases de Rhizomucor miehei imobilizadas em organo-gÃis à base de polÃmeros, visando à sÃntese de Ãsteres etÃlicos a partir de reaÃÃes de esterificaÃÃo de matÃrias-primas com elevado teor de Ãcidos graxos livres. Os suportes foram obtidos atravÃs de diferentes combinaÃÃes entre os componentes. Utilizaram-se polÃmeros gelatina (Gel), alginato (Alg) ou quitosana (Qui), fases orgÃnicas hexano (Hex) ou heptano (Hep) e os tensoativos dodecilsulfato de sÃdio (SDS) ou brometo de acetilmetilamÃnio (CTABr). Verificou-se a estabilidade tÃrmica da enzima na sua forma livre, determinando seu tempo de meia-vida. Na primeira etapa, foram produzidos derivados com e sem ativaÃÃo via glutaraldeÃdo 2% (v/v). A atividade enzimÃtica foi avaliada atravÃs hidrÃlise do p-nitrofenilbutirato (pNPB). Os derivados foram caracterizados quanto: fator de estabilidade a 60ÂC em relaÃÃo à enzima livre, eficiÃncia e rendimento de imobilizaÃÃo para assim determinar os melhores biocatalisadores. Dentre os catalisadores obtidos, os melhores apresentaram eficiÃncia de 4,1% e fator de estabilidade 30 vezes (Gel/SDS/Hex), eficiÃncia de 6,0% e fator de estabilidade 1,3 vezes (Alg/SDS/Hep) e eficiÃncia de 1,0% e fator de estabilidade de 2,3 vezes (Qui/SDS/Hep). Os suportes produzidos ativados com glutaraldeÃdo 2% (v/v) apresentaram baixas atividades e eficiÃncias, apesar de obterem valores bons de tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Os derivados produzidos com o tensoativo CTABr apresentaram baixas atividades, eficiÃncias, tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Na segunda fase, os derivados selecionados foram estudados quanto à carga mÃxima (50 U.g-1 a 500 U.g-1) de imobilizaÃÃo e eficiÃncia, nas temperaturas de 15ÂC e 25ÂC. Avaliou-se a aplicaÃÃo dos biocatalisadores na reaÃÃo de esterificaÃÃo do oleato de etila a partir de Ãcido oleico e etanol, variando a razÃo molar Ãcido/Ãlcool e utilizaÃÃo de agente dessecante (zeÃlitas). Verificou-se a estabilidade de estocagem sob 10ÂC por um perÃodo de 100 dias. Todos os derivados apresentaram melhores eficiÃncias utilizando carga de 50 U.g-1, apresentando valores de 4,2% e 4,8% (Gel/SDS/Hex), 2,0% e 2,3% (Alg/SDS/Hep) e 0,9% e 1,1% (Qui/SDS/Hep ) nas temperaturas de 15ÂC e 25ÂC, respectivamente. Nas reaÃÃes de esterificaÃÃo os derivados Gel/SDS/Hex e Alg/SDS/Hep obtiveram maiores conversÃes na razÃo molar Ãcido/Ãlcool 1:10, 72,9% e 16,9%, respectivamente. O derivado Qui/SDS/Hep obteve 80,0% de conversÃo na razÃo de 1:1. Com utilizaÃÃo de zeÃlitas o derivado Gel/SDS/Hex aumentou a conversÃo para 79,0% nas razÃes 1:1 e 1:5, os derivados Alg/SDS/Hep e Qui/SDS/Hep apresentaram decrÃscimo nas conversÃes. Durante os 100 dias de estocagem sob 10ÂC, os derivados Gel/SDS/Hex e Qui/SDS/Hep mantiveram atividade hidrolÃtica atà 40 dias, tendo um decrÃscimo ao longo do tempo. O derivado Alg/SDS/Hep obteve um tempo maior de 60 dias, apresentando tambÃm um decrÃscimo. / Lipases, triacylglycerol ester hydrolases EC 3.1.1.3, are enzymes that act on ester bonds of triacylglycerols, releasing organic acids and glycerol. May in microaquosas conditions, catalyze the reverse reaction. A limitation of using these enzymes in industrial processes is the lack of operational stability and the inability to re-use the free form. The use of organo-gels system is an alternative for the immobilization of enzymes and to their use in enzyme catalysis in organic media. In this system the enzyme is located in the micelle center (aqueous center) of the organo-gel, eliminating problems such as stabilizing the enzyme against inactivation by a non-aqueous solvent. The aim of this work was immobilize lipases from Rhizomucor miehei into organo - gels based on polymers for future application in ethyl esters synthesis through esterification of raw materials with high free fatty acids content. Supports were obtained using different combinations of components. It was used gelatin polymers (Gel), alginate (Alg) and / or chitosan (Chi), organic phases such as hexane (Hex) and heptane (Hep) and surfactants sodium dodecyl sulfate (SDS) or acetylmetylamonium bromide (CTABr). In the first step, derivatives were produced with and without glutaraldehyde 2% (v/v) activation. Enzymatic activity was measured by hydrolysis of p â nitrophenyl butyrate (PNPb). Biocatalysts were characterized as: stability at 60  C and compared to free enzyme, immobilization efficiency and yield factor, thus determining the best biocatalysts. Among the catalysts obtained, (Gel/SDS/Hex) showed the best efficiency of 4.1% , 30 âfold more stable; (Alg/SDS/Hep) with 6.0% efficiency , 1.3 âfold more stable and (Qui/SDS/Hep) with efficiency of 1.0 % , 1.3 âfold more stable than free lipase. Obtained supports activated with glutaraldehyde 2 % (v/v) showed lower activities and efficiencies, in despite of having good values for stability factor. Produced derivatives using surfactant CTABr presented low activity, efficiency and stability factor. In the second step, derivatives were analyzed as maximum load (50 U.g-1 a 500 U.g-1) enzyme immobilization and efficiency at 15  C and 25  C. It was evaluated biocatalysts application in ethyl oleate achievement in an esterification reaction, using oleic acid and ethanol, by varying molar ratio acid / alcohol with and without using of desiccant agent (zeolite) at 37  C and 24 h of reaction. Derivatives were submitted storage stability under 10  C studies, for a period of 100 days. All derivatives showed higher efficiencies using an initial enzyme loading of 50 U.g -1, with values of 4.2% and 4.8% (Gel/SDS/Hex), 2.0 % and 2.3 % (Alg/SDS/ Hep) and 0.9 % to 1.1% (Qui/SDS/Hep) at 15  C and 25  C, respectively. In esterification reactions, Gel/SDS/Hex and Alg/SDS/Hep derivatives showed higher conversions 72.9 % and 16.9 %, respectively, with molar acid / alcohol 1:10. The chemical derivative Qui/SDS/Hep presented 80.0 % conversion with molar acid / alcohol 1:1 ratio. Using zeolites, Gel/SDS/Hex conversion increased to 79.0 % using ratios of 1:1 and 1:5, the Alg/SDS/Hep and Qui/SDS/Hep presented a decreasing in conversions. During 100 days of storage at 10  C, Gel/SDS/Hex and Qui/SDS/Hep hydrolytic activity maintained up to 40 days and a decreasing during this period, however, Alg/SDS/ Hep achieved more than 60 days with activity.

nÃo hà / As frutas desidratadas ou frutas secas, como tambÃm sÃo conhecidas, sÃo utilizadas em diversas situaÃÃes e Ãpocas do ano. Na verdade, esses alimentos tÃo saborosos, sÃo tambÃm muito ricos nutricionalmente. Os mamÃes da variedade formosa sÃo especialmente apreciados pela qualidade de sua polpa e indicado para quem possui o estÃmago sensÃvel, por ser uma grande fonte de fibras ajuda no funcionamento do intestino. Desta forma o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da desidrataÃÃo osmÃtica assistida por ultrassom na qualidade do mamÃo formosa. As duas primeiras etapas da pesquisa consistiram em analisar parÃmetros de cor do mamÃo apÃs o processo de sonicaÃÃo e desidrataÃÃo osmÃtica utilizando agentes osmÃticos tais como: glicose, frutose e sacarose em diferentes temperaturas (60ÂC, 70ÂC e 80ÂC). Os resultados obtidos mostraram que as ondas ultrassÃnicas aliadas a agentes osmÃticos favoreceram a remoÃÃo de Ãgua da fruta e a perda de sÃlidos quando o aumento da concentraÃÃo osmÃtica e tempo de ultrassom foram elevados. As etapas seguintes tiveram como objetivo analisar a textura e a atividade das enzimas do fruto processado. Os resultados obtidos nestas etapas mostraram que o ultrassom promoveu a reduÃÃo da dureza e resistÃncia à compressibilidade do mamÃo tornando-o mais macio e mais fÃcil de mastigar e promoveu a inativaÃÃo das enzimas do mamÃo formosa. / The dried fruit or dried fruit, as they are also known, are used in different situations and seasons. In fact, these foods so tasty, are also very rich nutritionally. Papayas the beautiful variety is particularly appreciated for the quality of its pulp and indicated for those with sensitive stomach, because it is a great source of help fibers in bowel function. So the objective of this study was to evaluate the effect of ultrasound-assisted osmotic dehydration on the quality of Formosa papaya. The first two stages of the study consisted of evaluating color parameters after the sonication and osmotic dehydration using glucose, fructose and sucrose as osmotic agents at different temperatures (60ÂC, 70ÂC and 80ÂC). The results showed that ultrasonic waves coupled with osmotic agents like sucrose, fructose and glucose have favored removal of water and gain of solids when the osmotic concentration and time of ultrasound are high. The following steps aimed to analyze the texture and activity of enzymes of the processed fruit. The results obtained in these steps showed that ultrasound caused a reduction of hardness and compressibility of papaya making it softer and easier to chew and promoted the inactivation of papaya enzymes.

Os volumes da produÃÃo de leite estÃo crescendo a uma taxa mÃdia de 2% ao ano em todo o mundo. Este aumento da quantidade de leite està sendo canalizado para a produÃÃo de queijo, caseÃna, caseinato e outros produtos lÃcteos, resultando no aumento do volume de soro de leite. Ele representa cerca de 85-95% do volume do leite e retÃm cerca de 55% de seus nutrientes, no entanto, seu alto poder poluente levou ÃrgÃos ambientais e outras autoridades reguladoras a proibir o descarte do soro de leite nÃo tratado no ambiente. A partir de estudos sobre os componentes do soro de leite e a descoberta das propriedades tecnolÃgicas e funcionais de suas proteÃnas, a visÃo de resÃduo poluidor mudou, sendo hoje, considerado um co-produto da produÃÃo de queijo. Um dos processos que promove a melhoria de suas propriedades consiste na hidrÃlise protÃica. Este tratamento pode ser realizado pelo emprego de Ãcidos, bases ou enzimas, contudo, a hidrÃlise enzimÃtica apresenta diversas vantagens sobre a quÃmica, como a especificidade, o controle do grau de hidrÃlise (GH), as condiÃÃes moderadas do processo e a formaÃÃo mÃnima de subprodutos. O objetivo deste trabalho foi promover a hidrÃlise das proteÃnas do soro de leite, atravÃs da aÃÃo de proteases sintetizadas pelo Aspergillus oryzae IV e a secagem deste por atomizaÃÃo. Avaliou-se o efeito da temperatura e tempo de incubaÃÃo, relaÃÃo enzima:substrato (E:S), e posteriormente do pH. Determinou-se os parÃmetros que permitiram maior grau de hidrÃlise. A faixa de temperatura de incubaÃÃo estudada foi entre 30 e 50 ÂC, a relaÃÃo E:S variou nas proporÃÃes de 0,5:100 a 3,0:100. A melhor condiÃÃo de hidrÃlise (GH = 70%) obtida à 50 ÂC por 12 horas, empregando a relaÃÃo E:S de 2,0:100. Avaliou-se a influÃncia da hidrÃlise no perfil peptÃdico realizando uma anÃlise eletroforÃtica, em que confirmou-se a necessidade de estudar a hidrÃlise em diferentes valores de pH. Desta forma o pH do soro de leite foi ajustado entre 4,0 e 8,0 antes da reaÃÃo para avaliar a influÃncia deste parÃmetro sobre o grau de hidrÃlise. A amostra hidrolisada foi concentrada atà um teor de sÃlidos entre 14 e 28 ÂBRIX antes do processo de atomizaÃÃo. NÃo houve diferenÃa significativa entre as amostras atomizados avaliados quanto ao rendimento, umidade e atividade de Ãgua. AtravÃs da anÃlise eletroforÃtica, a partir dos gÃis corados em soluÃÃo de prata, foi possÃvel confirmar a aÃÃo das proteases sobre proteÃnas de diversos pesos moleculares com exceÃÃo a β-lactoglobulina. / Worldwide milk production is growing at a average rate of 2% per year. This increased amount of milk has been related to the production of larger volumes of cheese, casein, caseinate and other milk products, resulting in increased volume of whey. It represents about 85-95% of milk volume and retains about 55% of its nutrients, however, its high power pollutant led environmental bodies and other regulatory authorities to prohibit the discharge of whey into the environment untreated. From studies about whey components and with the discovery of technological and nutritional properties the status of polluter waste changed, then, nowadays, whey is considered a co-product of cheese production. One processes that promote improvement of whey properties is protein hydrolysis, characterized by the disruption of bonds of molecules protein chains releasing different sizes peptides and free amino acids. The hydrolytic treatment can be done by acids, bases or enzymes, however, enzymatic hydrolysis show many advantages in relation to chemical processes, as specificity, control of hydrolysis degree, the moderated conditions of the process and minimal formation of residual products. The objective of this study was to promote whey protein hydrolysis through the action of proteases synthesized by Aspergillus oryzae IV and spray drying this product. We evaluated the effect of temperature and time of incubation, enzyme: substrate ratio (E: S), and subsequently the pH. The parameters which have enabled higher degree of hydrolysis were determined. The temperature range studied was incubated between 30 and 50  C, the ratio E: S ranged in the proportions of 0,5:100 3,0:100. The best condition of hydrolysis (DH = 70%) was obtained at 50  C for 12 hours, employing the ratio E: S 2,0:100. An electrophoretic analysis was performed to obtain the hydrolysis influence on the peptide profile, in which confirmed the need to study the hydrolysis at different pH values. Thus, the whey pH was adjusted between 4.0 and 8.0. The hydrolyzed sample was concentrated to a solids content between 14 and 28 Brix before the atomization process. There was no significant difference regarding yield, moisture and water activity between the spray dried samples. Through the eletrophoretic analysis, from gels stained with silver solution, was possible to verify the action of proteases on proteins of different molecular weights with exception β-lactoglobulin.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-05T16:57:26Z No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T16:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Due to climatic conditions and shortage of petroleum-based fuels, the search for new sources aimed to solve such problems is notorious. Biodiesel is a fuel which has been extensively studied over the years, but there are still many problems involving the production processes and also the raw materials used. Thus, the present work aims to study a process that has presented interesting features in terms of energy and cost, even though it has still been understudied, and in addition, seeks to employ the crambe oil, an oil that is not used in the food chain and has considerable advantages in the biofuel production. The hydroesterification is a process which involves two steps, first being a hydrolysis process and the second an oil esterification of the hydrolyzed oil. In this work a central composite rotational design (DCCR) 2³ was employed to study the following variables: temperature, water/oil molar ratio content and yield of catalyst in the content of fatty acids through the enzymatic hydrolysis of crambe oil. The enzyme used in this study was the commercial lipase Lypozyme RM IM. The planning results showed that the optimum conditions were achieved in the studied limits and thus additional experiments were made necessary to reach the conclusion that the ideal reaction temperature is 60°C. The molar ratio between water and oil was not significant for the planning, which is probably due to the fact that the conditions studied were of excess water, to ensure that the reaction occurred until the end. The content of the catalyst was the most significant factor and to optimize the use of catalyst in the reaction a new 2² design was conducted to evaluate the effects of rotation level and catalyst content. Rotation level was the most significant effect, demonstrating thereby that the external mass transfer is an important factor in the enzymatic hydrolysis reaction of crambe oil. Experimental data of the kinetic study of the enzymatic hydrolysis of crambe oil was obtained under conditions of 2.2 mass percentage of total substrate, water/oil molar ratio of 10:1, level of rotation of 790 rpm at temperatures of 50°C, 55°C and 60°C. A mathematical model found in available literature was used to describe the data. The enzymatic hydrolysis reaction reached a good conversion into free fatty acids, reaching 77%. The esterification reaction was carried out using free fatty acids obtained from the hydrolysis optimum condition, under 5% mass percentage of Amberlyst 15® catalyst, methanol/oil molar ratio of 30:1, at temperatures of 65 °C and 80 °C during 4 hours of reaction, and the best result obtained was a 49% of conversion of methyl esters. Although the end result of the work did not achieved a high conversion into esters, the results established trends to be used in future works as it was observed that the process of hydroesterification is promising since it enables the use of unrefined raw materials and mild conditions, resulting in lower production costs for biodiesel. / Devido às condições climáticas e escassez de combustíveis derivados do petróleo, é notória a busca por novas fontes que visem solucionar tais problemas. O biodiesel é um combustível que ao longo dos anos vem sendo amplamente estudado, porém existem ainda muitos gargalos envolvendo os processos de produção e também as matérias primas empregadas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar um processo que apesar de ainda pouco investigado apresenta características interessantes no ponto de vista energético e econômico, além disso, busca-se empregar o óleo de crambe, um óleo que não é usado na cadeia alimentar e que possui consideráveis vantagens para seu emprego na produção de biocombustíveis. A hidroesterificação é um processo que envolve duas etapas, sendo uma de hidrólise do óleo e outra de esterificação do óleo hidrolisado. Neste trabalho um planejamento DCCR completo 2³ foi empregado para estudar as variáveis temperatura, razão molar água/óleo e teor de catalisador no rendimento do teor de ácidos graxos a partir da reação de hidrólise enzimática do óleo de crambe. A enzima utilizada nesse estudo foi a lipase comercial Lypozyme RM IM. Os resultados do planejamento mostraram que as condições ótimas foram atingidas nos limites estudados e, portanto fizeram-se necessários experimentos extras para chegar-se a conclusão que a temperatura ideal para a reação ocorrer é de 60°C. A razão molar entre água e óleo não mostrou significância para o planejamento, o que provavelmente se deve ao fato de que as condições estudadas foram de excesso de água. O teor de catalisador foi o fator mais significativo e, para otimizar o uso de catalisador na reação um novo planejamento 2² foi realizado para avaliar os efeitos de rotação e teor de catalisador. A rotação foi o efeito mais significativo demonstrando, dessa forma, que a transferência de massa externa é um importante fator na hidrólise enzimática do óleo de crambe. Dados experimentais da cinética da hidrólise enzimática do óleo de crambe foram obtidos nas condições de 2,2%, em massa total de substrato, razão molar água/óleo 10, nível de rotação de 790 rpm e temperaturas de 50°C, 55°C e 60°C. Um modelo matemático, disponível na literatura, foi utilizado para descrever estes dados. A reação de hidrólise enzimática atingiu um bom rendimento em ácidos graxos livres, chegando a 77%. A reação de esterificação foi realizada a partir dos ácidos graxos livres obtidos a partir da condição ótima de hidrólise do óleo nas condições de 5% em massa de catalisador Amberlyst 15®, razão molar metanol/óleo de 30:1 nas temperaturas de 65°C e 80°C durante 4 horas de reação, sendo que o melhor resultado obtido foi de 49% em conversão de ésteres metílicos. Apesar de o resultado final do trabalho não ter obtido alta conversão em ésteres, os resultados demonstraram as tendências a serem utilizadas em trabalhos futuros já que se observa que o processo de hidroesterificação é promissor, pois possibilita o uso de matérias-primas não refinadas e condições brandas, resultando em baixo custo de produção para o biodiesel.