Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5106_1.pdf: 3183906 bytes, checksum: 2e940415f50a8b240c639a58645d7142 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A levedura Kluyveromyces marxianus Hansen tem sido apontada como sistema biológico para estudos genéticos e biotecnológicos baseado nas suas vantagens fisiológicas e bioquímicas. Contudo, a ausência de plasmídios naturais e o pouco conhecimento sobre sua genética e comportamento têm sido os principais entraves para estudos mais aplicados. Sua capacidade de utilizar lactose como fonte de carbono possibilita o uso do soro de queijo, atualmente um importante poluente da indústria de laticínios, como matéria-prima para outros processos industriais. Buscou-se, portanto, construir vetores plasmidiais eficientes e compatíveis com a levedura K. marxianus para avaliar a capacidade de linhagens recombinantes utilizarem o soro de queijo como meio de crescimento de baixo custo no processo de expressão de genes de interesse industrial, tais como enzimas extracelulares ou peptídeos antimicrobianos. Este trabalho permitiu verificar que: um método simples e rápido de transformação mediado por acetato de lítio permitiu um aumento da eficiência de transformação de células de K. marxianus em 2,5 vezes em relação ao método convencional; o crescimento de células de leveduras recombinantes transformadas com pDblet ou seus derivados não foi afetado pela alta concentração de lactose no soro de queijo, apresentando perfil de crescimento similar ao de células parentais. Esses dados sugerem a possibilidade do uso de linhagens recombinantes de Kluyveromyces marxianus portadoras de plasmídios baseados no pDblet para processos biotecnológicos a partir do soro de queijo advindo das indústrias de laticínios

This research was conducted for evaluating the productivity, nutritional value and fermentative characteristics of winter cereal silages submitted or not to harvest in the Depressão Central do Rio Grande do Sul. So, experimental pastures were established in May 2013, and the treatments were composed by two varieties of white oats (Avena sativa L. cv. UPF 18 and cv. IPR 126) and two of wheat (Triticum sativum L. cv. BRS Tarumã and BRS Umbu), in two management conditions (half of the plots submitted to cuts during the cycle and the other half without cuts), totaling eight treatments, with four replications, in a completely randomized experimental design. Silage was made at the paste grain stage with approximately 30 to 35% dry matter, and after 60 days of fermentation, were opened for evaluation. To evaluate the level of nitrogen fertilization of winter cereal through the critical curve of nitrogen dilution by DM accumulation, five samples were taken per plot, every 21 days from te moment when the forage presented more of one tonne of dry matter per hectare. We used the model of N dilution in plant tissue, proposed by Lemaire and Salette (1984). The UPF 18 oats present higher productivity, with lower protein levels. IPR 126 oats have better nutritional characteristics such as NDFap, NFC and TDN. Fermentative characteristics of different studied silages are similar. As for the in vitro degradability parameters of the silages, wheat cultivars obtained higher gas production and CH4, showing to be more degradable than oats. The UPF 18 oat cultivar presented a lower concentration of SCFA. BRS Umbu wheat presented lower production of propionic acid, thus increasing the C2/C3 ratio. Nitrogen nutrition was deficient in all cultivars and developmental stages, and BRS Umbu wheat pasture was the one that most approached the model in relation to the others in the initial and intermediate phases of the cycle, with a higher NNI, but it was also the hich presented more nitrogen dilution during the cycle. IPR 126 oats had the lowest dilution of nitrogen over time. UPF 18 oats was more productive, however, IPR 126 oats presented best nutritional characteristics. wheat cultivars silage and IPR 126 oats are more digestible than the UPF 18 oats silage. Evaluated pastures presented nitrogen fertilization deficiency in all cultivars and developmental stages. / Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar a produtividade, o valor nutricional e as características fermentativas de silagens de cereais de inverno submetidos ou não a cortes na Depressão Central do Rio Grande do Sul. Para isso, as pastagens experimentais foram estabelecidas em maio de 2013, sendo os tratamentos compostos por dois genótipos de aveia branca (Avena sativa L. cv. UPF 18 e cv. IPR 126) e dois de trigo (Triticum sativum L. cv. BRS Tarumã e cv. BRS Umbu), em duas condições de manejo (metade das parcelas submetidas a cortes no decorrer do ciclo e a outra metade sem cortes), totalizando quatro tratamentos, com quatro repetições, em um delineamento experimental inteiramente casualizado. A ensilagem foi realizada no estádio de grão pastoso com aproximadamente 30 a 35% de matéria seca (MS). Após 60 dias de fermentação, os silos foram abertos para avaliação das silagens. Também para avaliar o nível de adubação nitrogenada de cultura de cereais de inverno através da curva crítica de diluição do nitrogênio (N) em função do acúmulo de MS, foram feitas cinco amostragens por parcela, a cada 21 dias a partir do momento em que a forragem apresentou mais de uma tonelada de matéria seca por hectare. Utilizou-se o modelo de diluição do N no tecido vegetal, proposto por Lemaire e Salette (1984). A aveia UPF 18 apresentou maior produtividade, com menores teores de proteína. A aveia IPR 126 apresentou melhores características nutricionais como FDNcp, CNF e NDT. As características fermentativas das diferentes silagens estudadas são semelhantes. Já para os parâmetros de degradabilidade “in vitro” das silagens, os cultivares de trigo obtiveram maior produção de gás e CH4, mostrando serem mais degradáveis que a aveia. A cultivar de aveia UPF 18 apresentou menor concentração de AGCC. O trigo BRS Umbu apresentou menor produção de ácido propiônico, aumentando assim a relação C2/C3. A nutrição de nitrogênio foi deficiente em todos os cultivares e estádios de desenvolvimento, e a pastagem de trigo BRS Umbu foi a que mais se aproximou ao modelo em relação às demais nas fases iniciais e intermediárias do ciclo, com maior INN, mas também foi a que mais apresentou diluição do nitrogênio no decorrer do ciclo. A aveia IPR 126 foi a que apresentou menor diluição do nitrogênio no decorrer do tempo. A aveia UPF 18 foi mais produtiva, porém, a aveia IPR 126 que apresentou as melhores características nutricionais. A silagem das cultivares de trigo e a aveia IPR 126 são mais digestíveis que a silagem de aveia UPF 18. As pastagens avaliadas apresentam deficiência na adubação nitrogenada em todos os cultivares e estádios de desenvolvimento.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna.pdf: 2218151 bytes, checksum: 72c1c9063129258699329dd11860a24c (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts. The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33- DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0 program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72 hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points (pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1 and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16 and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia, agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min., resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose, 8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural, 0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento, houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial 33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e 234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente, em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e 0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna.pdf: 2218151 bytes, checksum: 72c1c9063129258699329dd11860a24c (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts. The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33- DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0 program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72 hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points (pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1 and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16 and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia, agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min., resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose, 8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural, 0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento, houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial 33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e 234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente, em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e 0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Darcy_Bitencourt_Junior.pdf: 1269475 bytes, checksum: 4f393387d019287bb637c875eb063821 (MD5) Previous issue date: 2010-06-29 / The first experiment was carried out from May 29, 2006 to June 4, 2008. The objective was to evaluate the yield and agronomic characteristics of corn AS32 for ensiling as affected by early and late planting and the effect of grazing with dairy cows (starting when forage availability was at least 1,500 kg/ha of DM and finishing when residual plant height ranged from 7-10 cm) or mechanical harvesting (no grazing) on winter pasture, grown before corn, in straw in direct planting in an integrated crop-animal system. Experimental design consisted of split-split randomized complete blocks, with three replications. Data were submitted to analysis of variance (factorial 2x2x2 Years x Season x Cutting regimes). Harvesting criterium for corn plants evaluation and ensiling was made at the stage farinaceous hard grain. The second experiment was carried out from May 29, 2006 to June 4, 2008. The objective was to evaluate: (a) silage quality and (b) fermentative parameters, of corn AS32 for ensiling as affected by early and late planting on winter pasture desiccated straw, in direct planting in an integrated crop-animal system. Corn crops were sown in Oct 30, 2006; Nov 16, 2007 and Jan 16, 2007; Feb 06, 2008. Mechanical harvest was made at 15cm residual heights of plants, at the stage of farinaceous hard grain, and finely chopped to 1.5 cm particles size, and ensiled in experimental silos (3.5 kg). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with three replications and subplots consisting of planting times (early and late). Data were submitted to analysis of variance, in factorial 2x2 scheme (years x times of plantings) and means compared by Tukey Test (P<0.05). Dry matter yield of normal planting date of corn was higher than for the alternative planting date; grazing, had no effect on dry matter yield . Corn cultivar AS32 recommended haversting stadium (farinaceous hard grain) presented variations in dry matter content of silage according to the year of cropping. Plant components proportions of green matter are different from the standard recommended for high quality corn silage. Fermentative and nutritional parameters showed adequate and acceptable values within the recommended patterns, either for early planting time as for late planting for AS32 hybrid grain corn-silage purpose. Cell wall components (NDF and ADF) showed acceptable values, although ADF remained slightly above of the ideal limit desired for both early and late ensiling of AS32 corn hybrid. / O experimento-1 foi conduzido de 2006 a 2008 na Escola Agrotécnica Federal de Rio do Sul EAFRS Rio do Sul, SC. Foram avaliadas a produtividade e as características agronômicas do milho AS32 para silagem em função da época de semeadura (safra e safrinha) e do pastejo com vacas leiteiras ou corte mecânico em pastagens de inverno. Foi levada em consideração a disponibilidade (1.500 de MS/ha) para entrada dos animais ou o corte e altura residual de 7-10 cm na saída, num sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto na palhada. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso, com parcelas divididas com três repetições. Os dados foram analisados pelo teste F de análise de variância num esquema fatorial (2x2x2 Anos x Época x Regime de desfolha). O ponto de corte para avaliação das plantas de milho e confecção da silagem foi feito no estádio de grão farináceo duro. O experimento-2 foi conduzido na Escola Agrotécnica Federal de Rio do Sul, SC. Foram avaliadas a qualidade e características nutricionais da silagem do milho AS32 na safra e safrinha num sistema de integração lavoura pecuária (ILP), nos anos agrícolas de 2006/07 e 2007/08. As variáveis respostas foram: (a) parâmetros qualitativos (PB e DIVMS), (b) componentes da parede celular (FDN e FDA) e (c) parâmetros fermentativos da silagem (MS, pH e N-NH3). As lavouras da safra foram estabelecidas com plantio direto em 30/10/06 - 16/11/07 e da safrinha 16/01/07 06/02/08, sobre palhada dessecada de pastagem de inverno (safra), além de espécies espontâneas de verão (safrinha). O corte foi realizado a 15cm do solo, no estádio de grão farináceo duro, ficando as partículas com 1,5cm. Os silos experimentais de Polietileno (capacidade de 3,5kg) foram confeccionados adotando os procedimentos para silos comerciais. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso com três repetições, com duas parcelas (safra e safrinha). Os tratamentos consistiram de: duas épocas de plantio e dois anos de cultivo. A análise de variância consistiu num fatorial 2x2 (anos x épocas), com Tukey (P<0,05). Resultados: A produção de matéria seca do milho safra foi superior ao da safrinha, não havendo diferença quanto à utilização ou não de pastejo no inverno anterior ao cultivo do milho. A cultivar AS32 no momento indicado para colheita (grão farináceo duro), apresentou variação nos teores de MS da silagem, em função do ano de cultivo. Os parâmetros fermentativos e nutricionais apresentaram valores adequados, dentro dos padrões recomendados, tanto para silagem da safra, como da safrinha. Os componentes da parede celular FDN e FDA apresentaram valores aceitáveis, embora o FDA tenha ficado pouco acima do limite ideal em relação aos padrões desejados, para ambas as épocas de ensilagem.