Neste estudo avaliou-se a remoção e degradação de surfactante aniônico linear alquilbenzeno sulfonado (LAS) e compostos orgânicos xenobióticos em água residuária de lavanderia comercial em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) preenchido com areia como material suporte, em escala de bancada (1,2 L), bem como a comunidade microbiana do biofilme e biomassa do separador de fases ao final da operação. O reator foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentado com substrato sintético acrescido de água residuária de lavanderia comercial. Caracterização da água residuária, análises de monitoramento da concentração de LAS e matéria orgânica, além de outros parâmetros físico-químicos foram realizadas durante as etapas de operação do sistema. Essa operação foi dividida em cinco etapas: I adaptação da biomassa (575±28mg.L-1 de DQO), II (9,5±3 mg.L-1 de LAS e 637±80mg.L-1 de DQO), III (23,3±8mg.L-1 de LAS e 686±92 mg.L-1 de DQO), IV (21,7±10mg.L-1 de LAS e 691±103 mg.L-1 de DQO), V (27,9±9,6mg.L-1 de LAS e 666±161mg.L-1 de DQO). Aplicação das técnicas de PCR/DGGE e pirosequenciamento da região do rRNA 16S foi realizada para constatar a diversidade microbiana nas etapas IV (com sacarose) e V (sem sacarose). Por meio da caracterização da água residuária de lavanderia comercial foi evidenciado grande variação na concentração de diversos parâmetros, principalmente matéria orgânica (704 mg.L-1 a 4.830 mg.L-1) e LAS (12,2 mg.L-1 a 11.949 mg.L-1). A eficiência média de remoção de matéria orgânica e LAS foi 88% e 60%, respectivamente, durante toda operação do reator. As populações dos Domínios Archaea e Bacteria foram 54% e 45%, similares, respectivamente, para a biomassa da Etapa IV e Etapa V. Por meio da análise de pirosequenciamento das amostras das Etapas IV e V da areia e separador de fases do reator foram identificados 92 gêneros dos quais 24 foram relacionados com a degradação de LAS (Bdellovibrio, Ferruginibacter, Gemmatimonas, etc.). / In this study the removal and degradation of anionic surfactant linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and xenobiotic organic compounds in a commercial laundry wastewater was evaluated in anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) filled with sand as support material, in a bench scale (1, 2 L), as well as the microbial community of the biofime and phase separator biomass at the end of the operation. The reactor was inoculated with sludge from a UASB reactor used in the swine manure treatment and fed with synthetic substrate plus commercial laundry wastewater. Wastewater characterisation, monitoring analyzes of LAS, organic matter and other physico-chemical parameters were performed during the stages of system operation. This operation was divided into five stages: Stage I - biomass adaptation (575 ± 28mg L-1 of COD), Stage II (9.5 ± 3 mg L-1 of LAS and 637 ± 80 mg L-1 of COD ), Stage III (23.3 ± 8 mg L-1 of LAS and 686 ± 92 mg L-1 of COD), Stage IV (21.7 ± 10 mg L-1 of LAS and 691 ± 103 mg L-1 of COD), Stage V (27.9 ± 9.6 mg L-1 of LAS and 666 ± 161 mg L-1 of COD). Application of PCR/DGGE and pyrosequencing of the 16S rRNA region was performed to verify the microbial diversity in the operational phase IV (with sucrose) and V (without sucrose). Through the commercial laundry wastewater characterization a wide variation in several parameters concentration was shown, mainly organic matter (704mg L-1 to 4.830mg L-1) and LAS (12.2mg L-1 to 11.949mg L-1). The average removal efficiency of organic matter and LAS was 88% and 60%, respectively, throughout the reactor operation. The populations of the Archaea and Bacteria Domains were 54% and 45% similar, respectively, for Stages IV and V biomass. By pyrosequencing analysis of sand and phase separator samples from the Stages IV and V, 92 genera of which 24 were related to the degradation of LAS (Bdellovibrio, Ferruginibacter, Gemmatimonas, Holophaga, Magnetospirillum, Zoogloea, etc.) were identified.

A região anterior do intestino médio de Lepidoptera apresenta uma secreção microapócrina de enzimas digestivas com vesículas migrando pelo interior das microvilosidades. Essas vesículas brotam das microvilosidades intestinais como vesículas de membrana dupla e são descarregadas dentro do lúmen. O objetivo desse trabalho foi identificar as proteínas secretadas e aquelas envolvidas na maquinaria secretória microapócrina em Spodoptera frugiperda. Para isso, vesículas microapócrinas foram preparadas e usadas para a produção de anticorpo policlonal. Esse anticorpo foi utilizado para varrer uma biblioteca de expressão de cDNA do intestino médio de S. frugiperda. Também obtivemos um transcriptoma por pirosequenciamento de uma biblioteca de cDNA proveniente dos transcritos do intestino médio do mesmo inseto. Os clones positivos da varredura foram sequenciados, montados e submetidos a um BLASTN contra as sequências obtidas pelo pirosequenciamento, o que resultou na extensão dessas sequências. Usamos ainda as sequências geradas pelo pirosequenciamento para reanalisar sequências de proteínas presentes nas membranas microvilares, que tinham sido obtidas anteriormente em nosso laboratório (Ferreira et al., 2007). A reanálise das sequências de proteínas microvilares gerou 66 proteínas preditas. Dessas, 18 foram consideradas contaminantes de outros compartimentos celulares e 48 associadas às membranas microvilares. A análise das sequências obtidas das vesículas microapócrinas gerou 50 proteínas preditas que podem ser secretadas por essa rota. As sequências encontradas tanto em membrana microvilar quanto em vesículas microapócrinas podem ser classificadas em 8 grupos, de acordo com sua função: (1) enzimas digestivas; (2) proteínas da membrana peritrófica; (3) envolvidas com proteção; (4) transportadores; (5) receptores; (6) proteínas da maquinaria secretória; (7) proteínas de citoesqueleto; (8) com função desconhecida nesse local. Em ambas as preparações existem uma predominância de sequências de enzimas digestivas. Nas membranas microvilares a maioria das sequências são aminopeptidases, enquanto nas vesículas microapócrinas a maioria são lipases. Os cDNAs correspondentes as proteínas que poderiam estar envolvidas na maquinaria secretória foram clonados e sequenciados. São elas: fimbrina, cofilina, gelsolina-1 e miosina I. RT-PCRs semi-quantitativas dessas proteínas em diferentes tecidos do inseto (intestino, túbulos de Malpighi, corpo gorduroso e carcaça) mostraram que somente gelsolina-1 está presente exclusivamente no intestino. Os domínios G1-G3 da gelsolina característica do intestino (gelsolina-1) foram expressos e usados para produzir anticorpos em coelhos. Esses anticorpos reconhecem a proteína recombinante e uma proteína presente no epitélio intestinal com massa molecular compatível com a massa predita para gelsolina-1. Foi possível diminuir a expressão de gelsolina-1 utilizando RNA interferente. / Lepidoptera anterior midgut presents a microapocrine secretion of digestive enzymes with secretory vesicles migrating inside the microvilli. These vesicles bud from the midgut microvilli as double membrane vesicles and are discharged into the lumen. The aim of this work was to identify the proteins secreted and those involved in the microapocrine secretory machinery in Spodoptera frugiperda larvae. For this, microapocrine vesicles were prepared and used for polyclonal antibody production. This antibody was used to screen a cDNA expression library of S. frugiperda midgut. We also obtained a transcriptome by pyrosequencing a cDNA library derived from transcripts of the midgut. Positive clones from the screening were sequenced, assembled and N-blasted against S. frugiperda sequences obtained by pyrosequencing. This procedure led to the extension of the sequences previously obtained. We also used the sequences generated by pyrosequencing to reanalyze the sequences of microvillar membrane proteins obtained previously by Ferreira et al. (2007). This reanalysis generated 66 predicted proteins that are present in the microvillar membranes. Eighteen were considered to be contaminants from other compartments and 48 associated with the microvillar membranes. Analysing the sequences from microapocrine vesicles we found 50 predicted proteins that should be secreted by microapocrine vesicles. The sequences found in both microvillar membrane and microapocrine vesicles may be classified into 8 groups, according to their function: (1) digestive enzymes; (2) peritrophic membrane proteins; (3) protection; (4) transporters; (5) receptors; (6) secretory machinery; (7) cytoskeleton; (8) with unknown function. In both preparations there is a predominance of sequences of digestive enzymes. In microvillar membranes, there is a remarkable amount of aminopeptidases, while in microapocrine vesicles this is true for lipases. cDNAs coding for proteins that could be involved in the microapocrine secretory machinery were cloned and sequenced. They are: fimbrin, cofilin, gelsolin-1 and myosin I. Using RT-PCR, we showed that mRNAs coding for gelsolin-1 and myosin I are present only in the intestinal tissue. The mRNAs coding for other proteins were found in all tissues. The domains G1-G3 from gelsolin specific from intestinal midgut (gelsolin 1) were expressed and used to raise antibodies in rabbit. These antibodies were able to recognize the recombinant protein and a protein from the midgut epithelium that has a molecular weight similar to the one predicted from gelsolin-1 sequence. We succeed in decreasing the expression of gelsolin-1 by using interfering RNA

A região anterior do intestino médio de Lepidoptera apresenta uma secreção microapócrina de enzimas digestivas com vesículas migrando pelo interior das microvilosidades. Essas vesículas brotam das microvilosidades intestinais como vesículas de membrana dupla e são descarregadas dentro do lúmen. O objetivo desse trabalho foi identificar as proteínas secretadas e aquelas envolvidas na maquinaria secretória microapócrina em Spodoptera frugiperda. Para isso, vesículas microapócrinas foram preparadas e usadas para a produção de anticorpo policlonal. Esse anticorpo foi utilizado para varrer uma biblioteca de expressão de cDNA do intestino médio de S. frugiperda. Também obtivemos um transcriptoma por pirosequenciamento de uma biblioteca de cDNA proveniente dos transcritos do intestino médio do mesmo inseto. Os clones positivos da varredura foram sequenciados, montados e submetidos a um BLASTN contra as sequências obtidas pelo pirosequenciamento, o que resultou na extensão dessas sequências. Usamos ainda as sequências geradas pelo pirosequenciamento para reanalisar sequências de proteínas presentes nas membranas microvilares, que tinham sido obtidas anteriormente em nosso laboratório (Ferreira et al., 2007). A reanálise das sequências de proteínas microvilares gerou 66 proteínas preditas. Dessas, 18 foram consideradas contaminantes de outros compartimentos celulares e 48 associadas às membranas microvilares. A análise das sequências obtidas das vesículas microapócrinas gerou 50 proteínas preditas que podem ser secretadas por essa rota. As sequências encontradas tanto em membrana microvilar quanto em vesículas microapócrinas podem ser classificadas em 8 grupos, de acordo com sua função: (1) enzimas digestivas; (2) proteínas da membrana peritrófica; (3) envolvidas com proteção; (4) transportadores; (5) receptores; (6) proteínas da maquinaria secretória; (7) proteínas de citoesqueleto; (8) com função desconhecida nesse local. Em ambas as preparações existem uma predominância de sequências de enzimas digestivas. Nas membranas microvilares a maioria das sequências são aminopeptidases, enquanto nas vesículas microapócrinas a maioria são lipases. Os cDNAs correspondentes as proteínas que poderiam estar envolvidas na maquinaria secretória foram clonados e sequenciados. São elas: fimbrina, cofilina, gelsolina-1 e miosina I. RT-PCRs semi-quantitativas dessas proteínas em diferentes tecidos do inseto (intestino, túbulos de Malpighi, corpo gorduroso e carcaça) mostraram que somente gelsolina-1 está presente exclusivamente no intestino. Os domínios G1-G3 da gelsolina característica do intestino (gelsolina-1) foram expressos e usados para produzir anticorpos em coelhos. Esses anticorpos reconhecem a proteína recombinante e uma proteína presente no epitélio intestinal com massa molecular compatível com a massa predita para gelsolina-1. Foi possível diminuir a expressão de gelsolina-1 utilizando RNA interferente. / Lepidoptera anterior midgut presents a microapocrine secretion of digestive enzymes with secretory vesicles migrating inside the microvilli. These vesicles bud from the midgut microvilli as double membrane vesicles and are discharged into the lumen. The aim of this work was to identify the proteins secreted and those involved in the microapocrine secretory machinery in Spodoptera frugiperda larvae. For this, microapocrine vesicles were prepared and used for polyclonal antibody production. This antibody was used to screen a cDNA expression library of S. frugiperda midgut. We also obtained a transcriptome by pyrosequencing a cDNA library derived from transcripts of the midgut. Positive clones from the screening were sequenced, assembled and N-blasted against S. frugiperda sequences obtained by pyrosequencing. This procedure led to the extension of the sequences previously obtained. We also used the sequences generated by pyrosequencing to reanalyze the sequences of microvillar membrane proteins obtained previously by Ferreira et al. (2007). This reanalysis generated 66 predicted proteins that are present in the microvillar membranes. Eighteen were considered to be contaminants from other compartments and 48 associated with the microvillar membranes. Analysing the sequences from microapocrine vesicles we found 50 predicted proteins that should be secreted by microapocrine vesicles. The sequences found in both microvillar membrane and microapocrine vesicles may be classified into 8 groups, according to their function: (1) digestive enzymes; (2) peritrophic membrane proteins; (3) protection; (4) transporters; (5) receptors; (6) secretory machinery; (7) cytoskeleton; (8) with unknown function. In both preparations there is a predominance of sequences of digestive enzymes. In microvillar membranes, there is a remarkable amount of aminopeptidases, while in microapocrine vesicles this is true for lipases. cDNAs coding for proteins that could be involved in the microapocrine secretory machinery were cloned and sequenced. They are: fimbrin, cofilin, gelsolin-1 and myosin I. Using RT-PCR, we showed that mRNAs coding for gelsolin-1 and myosin I are present only in the intestinal tissue. The mRNAs coding for other proteins were found in all tissues. The domains G1-G3 from gelsolin specific from intestinal midgut (gelsolin 1) were expressed and used to raise antibodies in rabbit. These antibodies were able to recognize the recombinant protein and a protein from the midgut epithelium that has a molecular weight similar to the one predicted from gelsolin-1 sequence. We succeed in decreasing the expression of gelsolin-1 by using interfering RNA

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No. of bitstreams: 1 Tese - Marelis Margarita Ruiz.pdf: 48193021 bytes, checksum: 4e7e0fa3715216dbc1c8be5df2d8a197 (MD5) Previous issue date: 2014-02-02 / Não Informada / In the Amazon region, the Urucu Oil Province (Petrobras) has been disposing of hydrocarbon effluents into the surrounding aquatic environments since the beginning of its operations. The goal of this work was to analyze the bacterial biodiversity present in the dike of the effluents and in the stream before and after the disposal of hydrocarbon effluents. A study was conducted in two stages were carried out with the use of culture independent molecular techniques. The full genomic DNA of the sediment and water samples were extracted and used as templates in a PCR reaction with the use of specific oligonucleotides of the 16S rRNA gene bacteria domain. The PCR product was amplified and pyrosequenced, and the generated sequences were analyzed by the free software Mothur. The measurements of the physical-chemical and chromatographical parameters are within the measures established for these types of analyzed water bodies. In the first stage of the study, the taxonomic profiles of the samples have shown that the Proteobacteria phylum proved to be the most abundant together with the Deltaproteobacteria class and the gen known as Candidatus Solibacter. Similarly, in the second stage of the study, the Proteobacteria phylum proved to be the most abundant together with the Alphaproteobacteria class and the Geobacter gen predominant. Both genes are catalogued as bioremediators in contaminated environments, as well as 14% of the total genes. A large proportion of microorganisms were considered “Unclassified” (up to 30%). In first stage of the study the richness and the diversity of species in the Onça stream is greater following the disposal of hydrocarbon effluents, in second stage of the study the abundance and diversity of species in the natural stream (without a name in the region), is greater as compared to the same stream after the mixing of effluents. There is no significant statistical difference between the sample of the community in the natural stream and this effluent-mixed stream; and there is no difference in genetic structure among samples of each community analyzed, suggesting that the discharge of effluents in this body of water has no significant impact on the microbial biodiversity in this aquatic environment. This work, a pioneer in the taxonomic analysis of samples in dikes of effluents and streams with the disposal of effluents in the Urucu oil area, represents a challenge for understanding the relationship between the composition, abundance and diversity of microorganisms in this environment, and a rich source for the discovery of new taxonomic groups, as well as the huge potential for biotechnological exploration of such diversity. / Na região Amazônica, a Província Petrolífera de Urucu (Petrobras) realiza o despejo de efluentes de hidrocarbonetos em ambientes aquáticos ao redor, desde o início de suas operações. O objetivo deste trabalho foi analisar a biodiversidade bacteriana presente no dique de efluentes e no igarapé antes e depois do despejo de efluentes. Foi realizado um estudo em duas etapas, aplicando técnicas moleculares independentes de cultivo. O DNA genômico total das amostras de sedimento e água foi extraído e usado como molde em uma reação de PCR utilizando oligonucleotídeos específicos do gene 16S rRNA para o domínio Bactéria. O produto de PCR foi amplificado e pirosequenciado, e as sequências geradas foram analisadas pelo programa livre Mothur. As medidas dos parâmetros físico-químicos e cromatográficos estão dentro dos valores estabelecidos para os tipos de corpos de água analisados. Na primeira etapa do estudo, os perfis taxonômicos das amostras mostraram que o filo Proteobacteria foi o mais abundante com a classe Deltaproteobacteria e gênero conhecido o Candidatus Solibacter. Assim mesmo, na segunda etapa do estudo, o filo Proteobacteria foi o mais abundante; porém, com a classe Alphaproteobacteria e o gênero Geobacter como predominante. Ambos gêneros são catalogados como biorremediadores de ambientes contaminados, assim como 14% dos gêneros totais. Uma grande parte de microrganismos foram considerados “Não Classificados” (até 30%). Na primeira etapa do estudo a riqueza e diversidade de espécies no Igarapé da Onça, é maior depois do despejo de efluentes de hidrocarboneto, e na segunda etapa do estudo a riqueza e diversidade de espécies no igarapé natural (sem nome na região), é maior com relação a este mesmo igarapé depois da mistura com efluentes. Não existe diferença estatística significativa entre a comunidade do igarapé natural e entre este igarapé misturado com efluentes; e não existe diferença na estrutura genética entre as amostras de cada comunidade analisada, indicando que a descarga de efluentes neste corpo de água não tem impacto significativo na biodiversidade microbiana deste ambiente aquático. Este trabalho, pioneiro em análise taxonômica de amostras de um dique de efluentes e os igarapés com despejo de efluentes na área petrolífera de Urucu, representa uma oportunidade para a compreensão da relação entre a composição, abundância e diversidade dos microrganismos neste ambiente, e uma fonte rica para descoberta de novos grupos taxonômicos, assim como um enorme potencial para exploração biotecnológica desta diversidade.

A imensa diversidade de micro-organismos no solo leva a uma inevitável riqueza de interações entre espécies. Neste intuito, esse projeto é inovador na identificação dos cogumelos da Mata Atlântica, e na descrição da comunidade bacteriana associada às suas micosferas. Usando corpos de frutificação dos fungos (cogumelos) como indicadores para sistemas ricos em nutrientes, as amostras foram coletadas para investigar as interações entre os fungos (maioria do domínio Basidiomycota) e as bactérias presentes no solo em volta das micélios fúngicos (ambiente micosférico). As análises foram feitas com técnicas independentes de cultivo (análise PCR-DGGE, sequenciamento Sanger de fragmentos de ITS/18S e pirosequenciamento de tags da região V4 de 16S DNAr). As famílias fúngicas Marasmiaceae e Lepiotaceae, do domínio Basidiomycota foram as mais abundantes entre os cogumelos amostrados (13 e 5 cogumelos, respectivamente), e estavam presentes entre todas as três parcelas de estudo. As demais amostras foram alocadas dentro das famílias Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae e Strophariaceae, além de dois do domínio Ascomycota. Baseado na análise de DGGE, é bastante claro que existe uma grande diferença na comunidade bacteriana (de toda a comunidade bacteriana, de ?- proteobacteria e de ?-proteobacteria) entre os solos associados ou não com os corpos de frutificação. Os dados de pirosequenciamento indicaram que dentro dos tratamentos as amostras se agruparam baseado nas famílias fúngicas ou no substrato onde os cocumeglos ocorrem (solo ou serrapilheira), sendo clara em algumas micosferas as alterações na ocorrência de grupos microbianos. O grupo de UTOs mais induzidas na região da micosfera foi composto dos grupos Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3 e Spartobacteria gênero incertae sedis. Isto indica que existe um processo de seleção para bactérias específicas dependendo das diversas variáveis e fatores ambientais presentes no microhabitat micosfera. / The immense microbial diversity in the soil leads to inevitable richness in inter-species interactions. For this reason, this is a novel project that focuses on identifying mushrooms and the associated bacterial community with their mycospheres in the Brazilian Atlantic Rainforest. Using fungal fruiting bodies (mushrooms) as indicators of nutrient-rich systems, samples were taken to investigate the interactions between fungi (mostly of the domain Basidiomycota) and bacteria present in the soil surrounding fungal mycelia (mycosphere environment). The analyses were conducted using culture-independent techniques, where isolating DNA of bacteria and/or mushrooms attempts to provide information on microbial functionality. These culture-independent analyses (PCR-DGGE, Sanger sequencing of ITS/18S fragments, and pyrosequencing of tags from the V4 region of 16S rDNA) generated extensive data on the bacterial diversity selected for in the presence of fungal structures in the soil. The fungal families Maramiaceae and Lepiotaceae, of the domain Basidiomycota were the most abundant among the mushrooms sampled (13 and 5 mushrooms, respectively) and were present in all of the three sampling sites. The rest of the mushrooms were found to be within the families Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae, and Strophariaceae, in addition to two of the domain Ascomycota. Based on DGGE analysis, it is clear that there is a great difference in the bacterial community (entire bacterial community, of ?- proteobacteria and of ?-proteobacteria) between all fungal fruiting body-associated and non-associated soils. The pyrosequencing data indicated that within each treatment group, the samples did not separate according to fungal families or substrate where the mushrooms were found (in the soil or amoung the leaf litter). However, some mycospheres exhibited clearly altered bacterial communities. The group of OTUs most induced in the mycosphere region consisted of Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3, and Spartobacteria genus incertae sedis. This indicates that there is a selection process for specific bacteria depending on a wide range of variable and environmental factors acting in the mycosphere microhabitat.

A aplicação da digestão anaeróbia aparece como opção para processamento da vinhaça, visto que por meio deste processo é possível aliar a recuperação de energia (hidrogênio e metano) ao enquadramento ambiental deste resíduo sem interferir em suas qualidades como biofertilizante. Nesse sentido, este trabalho avaliou a aplicação da digestão anaeróbia da vinhaça em sistema combinado acidogênico e metanogênico. Inicialmente, avaliou-se a influência de materiais suportes (argila expandida, carvão vegetal, cerâmica porosa e polietileno de baixa densidade) na produção de hidrogênio, em reatores de leito empacotado (APBR) operados em condição mesofílica (25°C) (Etapa 1). De uma forma geral, apenas traços de hidrogênio foram observados nos reatores preenchidos com partículas de carvão vegetal e cerâmica porosa (2 - 7,9 mL-H2.d-1.L-1 reator). Por outro lado, os valores para a produção volumétrica de hidrogênio (PVH) nos reatores com argila expandida e polietileno de baixa densidade foram dez vezes superior (74,3 - 84,2 mL-H2.d-1.L-1 reator), todavia, estatisticamente iguais. O critério de seleção do material suporte ocorreu com base em relatos na literatura que indicaram rebaixamento do leito e entupimento da saída de reatores APBR preenchidos com argila expandida. Portanto, o polietileno de baixa densidade foi escolhido como melhor opção dentre os suportes avaliados. Não obstante, a baixa relação C/N da vinhaça associada à microaeração do sistema (presença de microrganismos anóxicos) afetou severamente os reatores APBR com diferentes materiais suportes, levando-os à falência. Na segunda etapa, adotou-se a operação dos APBR preenchidos com polietileno de baixa densidade, em condição termofílica (55°C) a fim de diminuir o rendimento da biomassa acidogênica e a solubilidade do oxigênio. Adicionalmente, foi avaliada influência da Carga Orgânica Volumétrica aplicada (COVa - 36,4 - 108,6 kg- DQO.m-3.d-1), por meio da variação do Tempo de Detenção Hidráulica (TDH - 8 - 24 h). Produção contínua de hidrogênio foi observada em todos os reatores operados em condição termofílica (Etapa 2). Nessa etapa, estabeleceu-se a condição ótima de operação com COVa de 84,2 kg-DQO.m-3.d-1 e TDH de 10 h, resultando em PVH de valor 575,3 mL-H2.d-1.L-1 reator e rendimento de hidrogênio (Y1H2) de 1,4 mol-H2.mol-1 carboidratos totais. Na Etapa III, essas condições foram impostas na operação do APBR, resultando em aumento de 18,2% e 14,2% nos valores de PVH e Y1H2, respectivamente, em relação aos dados obtidos na Etapa II. Em paralelo, foram operados dois reatores metanogênicos do tipo manta de lodo (UASB), compondo um sistema único (UASB) e um sistema combinado (APBR/UASB). A produção de energia no sistema combinado foi 25,7% superior ao observado no sistema único. A eficiência de remoção da matéria orgânica total e solúvel aumentou de 60,7 ± 0,3% e 72,6% ± 1,2% no sistema único e 74,6 ± 0,3% e 96,1 ± 1,7% no sistema combinado, respectivamente, sob COVa de 25 kg-DQO.m-3.d-1 (calculada para os sistemas metanogênicos). / Anaerobic digestion application appears as an option for sugar cane vinasse processing, since via this process it is possible to combine the energy recovery (hydrogen and methane) to the environmental framework of this residue without interfering in their qualities as biofertilizer. In this sense, this study evaluated the application of anaerobic digestion of vinasse in two-stage system (acidogenic and methanogenic). Initially, it was evaluated the influence of support material (expanded clay, charcoal, porous ceramics, and low-density polyethylene) on hydrogen production in acidogenic packed bed reactors (APBR) operated under mesophilic condition (25°C) (Phase 1). In general, only traces of hydrogen were observed in APBR filled with charcoal and porous ceramics particles (2 - 7.9 mL-H2.d-1.L-1 reactor). On the other hand, in APBR with expanded clay and low-density polyethylene as support, the values for volumetric hydrogen production (VHP) were ten times higher (74.3 - 84.2 mL-H2.d-1.L-1 reactor), however, statistically equal. The selection criteria of support material was based on reports in the literature that indicated bed lowering and clogging in APBR outlet with expanded clay as support. Therefore, the low-density polyethylene was chosen as the best support among those evaluated. Nevertheless, the low C/N ratio of vinasse associated to microaeration condition in the systems (presence of microorganisms anoxic) severely affected the APBR with different support materials, leading them to bankruptcy. In the second phase, it was adopted the operation of APBR filled with low density polyethylene in thermophilic conditions (55°C) in order to reduce the acidogenic biomass yield and oxygen solubility. Moreover, it was evaluated the influence of organic loading rate (OLR - 36.4 to 108.6 kg-COD.m-3.d-1) by hydraulic retention time varying (HRT - 8 - 24 h). Continuous hydrogen production was observed in all reactors operated at 55°C (Phase 2). In this phase, it was established the optimum condition of operation, OLR of 84.2 kg-COD.m-3.d-1 and HRT of 10 h, resulting in values for PVH and hydrogen yield (Y1H2) of 575.3 mL-H2.d-1.L-1 reactor and 1.4 mol-H2.mol-1 total carbohydrates, respectively. In Phase III, these conditions were imposed on the operation of the APBR, resulting in an increase of 18.2% and 14.2% in the values of PVH and Y1H2, respectively, compared to the data obtained in Phase II. In parallel, two methanogenic reactors were operated (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket UASB type), which composed a single stage system (UASB) and a two-stage system (APBR/UASB). The energy production in the two-stage system was 25.7% higher compared to the single stage system. The values for total and soluble organic matter removal were 60.7 ± 0.3% and 72.6 ± 1.2% to single stage system and 74.6 ± 0.3% and 96.1 ± 1.7% to two-stage system, respectively, at OLR of 25 kg-COD.m-3.d-1 (calculated for the methanogenic reactors).

Nesse trabalho avaliaram-se quatro hipóteses sobre a remoção do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em reator EGSB (expanded granular sludge bed) alimentado ora com água residuária de lavanderia comercial, ora como meio sintético acrescido de LAS Padrão, com e sem suplementação de Fe(III) afluente. Para tanto, em todas as hipóteses utilizou-se reator EGSB (1,4 L) com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 36h, condição mesofílica (30ºC) e carga de LAS específica aplicada (CLEA) variando de 1,0 - 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE e sequenciamento massivo do gene rRNA 16S (Plataforma 454-Pirosequenciamento e Ion Torrent) foram utilizados para caracterização microbiana. Em relação à Hipótese A avaliou-se o efeito da adaptação prévia da biomassa na remoção do LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-BA (biomassa adaptada) teve uma etapa prévia com LAS padrão e meio sintético (Etapa I), seguida da Etapa II com água residuária; e o EGSB-BNA (biomassa não adaptada) teve etapa única e alimentação diretamente com água residuária. Para a Hipótese B avaliou-se o efeito da suplementação com meio sintético na remoção de LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-Ag.Lav foi alimentado apenas com água residuária e bicarbonato de sódio e duas CLE (Etapa II - 1,0 e Etapa III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Em relação às Hipóteses C e D, avaliou-se o efeito da suplementação de Fe(III) na remoção de LAS Padrão em meio sintético e LAS em água residuária, respectivamente. A Hipótese A foi refutada uma vez que as remoções de LAS em EGSB-BA-Etapa II (76%) e EGSB-BNA-Etapa I (78%) foram similares (ambas com água residuária). A remoção de LAS foi maior quando foi adicionada água residuária (EGSB-BA-Etapa II-76%) do que com LAS Padrão (EGSB-BA-Etapa I-63%). A Hipótese B foi aceita, uma vez que a alimentação do EGSB apenas com água residuária de lavanderia (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) mais bicarbonato de sódio resultou em remoções do surfactante de 93%, ou seja, 15-17% maior que nos reatores suplementados com meio sintético (EGSB-BA Etapa II e EGSB-BNA Etapa I). Na Etapa III verificou-se diminuição da remoção em 30%. A Hipótese C foi aceita uma vez que se notou 20% de aumento na remoção de LAS quando comparado com reator não suplementado com Fe(III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Etapa I - 63,5%). A Hipótese D foi refutada, uma vez que embora tenha sido obtida alta remoção de LAS (91,2%), esta não foi acompanhada pela redução férrica. Por meio do DGGE (domínio Bactéria) notou-se estratificação microbiana ao longo do reator na Etapa III (Hipótese B), provavelmente, em função do tamanho do grânulo que variou ao longo do reator. Por meio do sequenciamento massivo identificou-se bactérias semelhantes à Geobacter na amostra proveniente do reator EGSBFe da Hipótese C (17% da abundância relativa), portanto, as condições impostas favoreceram esse gênero. Fato este não observado para o reator EGSB-Fe-Ag.Lav. da Hipótese D. A comparação da análise filogenética das bactérias para os diferentes reatores permitiu identificar gêneros em comum relacionados com a degradação de LAS, a saber: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas e Synergistes. / This study evaluated four hypotheses about the removal of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in EGSB reactor (expanded granular sludge bed) fed sometimes with commercial laundry wastewater, sometimes with synthetic medium more Standard LAS, with and without Fe(III) influent supplementation. Therefore, in all hypotheses were used an EGSB reactor (1.4 L) with a hydraulic retention time (HRT) of 36 h, mesophilic condition (30°C) and load specific LAS (CLE) ranging from 1,0 to 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE and massive sequencing of 16S rRNA gene (454-pyrosequencing and Ion Torrent platform) were used for microbial characterization. Regarding the Hypothesis A, it was evaluated the effect of biomass pre-adaptation for removal of LAS in wastewater. Then, the EGSBBA (adapted biomass) had a previous step with standard LAS and synthetic medium (Phase I), followed by Stage II with wastewater; and EGSB-BNA (not adapted biomass) had single step and feeding directly with wastewater. Regarding the Hypothesis B, it was evaluated the effect of synthetic medium supplementation in the removal of LAS in wastewater. Then, the EGSB-Ag.Lav was fed only with wastewater and sodium bicarbonate with two CLE (Stage II - 1,0 e Stage III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Regarding the Hypothesis C and D, it was evaluated the effect of Fe(III) supplementation in the removal of standard LAS and LAS in wastewater, respectively. The Hypothesis A was refuted since the LAS removal in EGSB-BA-Stage II (76%) and EGSB-BNA-Step I (78%) were similar (both with wastewater). The LAS removal was highest when wastewater was added (EGSB-BA-Stage-II 76%) than with standard LAS (EGSB-BAStage- I 63%). The Hypothesis B was accepted, since the feed of the EGSB only with wastewater from laundry (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) more sodium bicarbonate resulted in removal of 93% of surfactant, in other words, 15-17% higher than in the reactors supplemented with synthetic medium (EGSB-BA Stage II e EGSB-BNA Stage I). In the Stage III, there was a decrease by 30% of LAS removal. The Hypothesis C was accepted, since there was an increase of 20% in the removal of LAS as compared to unsupplemented reactor with Fe (III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Stage I - 63,5%). The Hypothesis D was refuted since although high LAS removal was obtained (91,2%), this was not accompanied by ferric reduction. By means of DGGE (Bacteria domain) was noted a microbial stratification along the reactor in the Stage III (Hypothesis B), probably in function of granule size along the reactor. By means of massive sequencing were identified bacteria similar to Geobacter in the sample from the reactor EGSB-Fe Hypothesis C (relative abundance 17%), therefore, the conditions favored this genre. This fact was not observed in the reactor EGSB-Fe-Ag.Lav. hypothesis D. A comparison of phylogenetic analysis of bacteria for different reactors allowed to identify common genera related to LAS degradation, namely: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas and Synergistes.

O objetivo deste estudo foi avaliar a remoção do surfactante não iônico álcool etoxilado de cadeia não ramificada (AE) em reator anaeróbio de leito fluidificado preenchido com areia como material suporte, em escala de bancada (1,2 L) com TDH de 18 horas, recirculação e fluxo contínuo. O reator foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentado com substrato sintético acrescido de surfactante não iônico GENAPOL® C-100 (Sigma-Aldrich®) como fonte de (AE). Análises de monitoramento da concentração do surfactante não iônico AE e matéria orgânica, bem como, dos parâmetros físico-químicos foram realizadas para observar e quantificar a estabilidade do reator, na remoção e degradação do surfactante. A operação do reator foi dividida em cinco etapas: inoculação (535±121 mg/L de DQO), adaptação da biomassa (600±70 mg/L de DQO), Fase I (4,7 mg/L de AE e 623±65 mg/L de DQO), Fase II (22,5 mg/L de AE e 735±87 mg/L de DQO), Fase III (51,4 mg/L de AE e 697±68 mg/L de DQO), Fase IV (107,4 mg/L de AE e 845±87 mg/L de DQO) e Fase V (97,9 mg/L de AE e 882±126 mg/L de DQO). Aplicação das técnicas de PCR/DGGE e pirosequenciamento da região do rRNA 16S foi realizada para constatar a diversidade microbiana nas fases operacionais IV e V. A eficiência média de remoção de matéria orgânica e AE foi de 88% e 99%, respectivamente, durante a operação do reator. A similaridade das populações dos Domínios Archaea e Bacteria foi de 74% e 59%, respectivamente, para as amostras da Fase IV (com sacarose) e Fase V (sem sacarose). A sacarose não alterou o comportamento físico-químico do reator de leito fluidificado, mas este co-substrato influenciou, tanto, na produção de ácidos orgânicos voláteis, quanto, na diversidade dos microrganismos envolvidos na degradação do AE. Por meio da análise de pirosequenciamento das amostras das Fases IV e V do material suporte e separador de fases do reator foram identificados 83 gêneros dos quais 18 foram relacionados com a degradação de surfactante não iônico, bem como, seus subprodutos. Obteve-se maior abundância relativa para os seguintes gêneros: Sporomusa, Geobacter, Desulfobulbus, Synergistes, Sedimentibacter, Holophaga, Serpens e Azonexus. Observou-se elevada diversidade filogenética e similaridade com sequências de bactérias relacionadas com a degradação de surfactante não iônico AE. / The aim of this study was to evaluate the removal of nonionic alcohol ethoxylate non-branched (AE) in anaerobic fluidized bed reactor filled with sand as support material, on a bench scale (1.2 L) with 18 hours of TDH, recirculation and continuous flow. The reactor was inoculated with sludge from a UASB reactor used in the treatment of swine manure and fed with synthetic substrate plus nonionic GENAPOL® C-100 (Sigma-Aldrich®) as a source of AE. Monitoring analysis of the nonionic surfactant AE concentration and organic matter, as well as the physicochemical parameters were performed to observe and quantify the reactor stability, in the removal and degradation of the surfactant. The reactor operation was divided into five phases: inoculation (535±121 mg/L of COD), biomass adaptation (600±70 mg/L of COD), Phase I (4,7 mg/L of AE and 623±65 mg/L of COD), Phase II (22,5 mg/L of AE and 735±87 mg/L of COD), Phase III (51,4 mg/L of AE and 697±68 mg/L of COD), Phase IV (107,4 mg/L of AE and 845±87 mg/L of COD) and Phase V (97,9 mg/L of AE and 882±126 mg/L of COD). Application of the techniques PCR/DGGE and pyrosequencing of the 16S rRNA region were performed to observe the microbial diversity in the operational phases IV and V. The average removal efficiency of organic matter and AE was 88% and 99%, respectively, during the reactor operation. The populations similarity of the Archaea and Bacteria Domains were 74% and 59%, respectively, for samples from Phase IV (with sucrose) and Phase V (without sucrose). Sucrose did not alter the physical-chemical behavior of the fluidized bed reactor, but this co-substrate influenced both in the volatile fatty acids production, as in the diversity of microorganisms involved in the AE degradation. Through the pyrosequencing analysis of samples from Phases IV and V of the reactor (support material and phase separator), 83 genera were identified of which 18 were related to the nonionic surfactant degradation, as well as its byproducts. Highest relative abundance values were obtained for the following genera: Sporomusa, Geobacter, Desulfobulbus, Synergistes, Sedimentibacter, Holophaga, Serpens and Azonexus. A high phylogenetic diversity and similarity to sequences of bacteria related to the degradation of nonionic AE surfactant were observed.

As Terras Pretas de Índio (TPIs) na Amazônia Brasileira são altamente férteis e o seu conteúdo químico parece não exaurir mesmo em condições de floresta tropical. Por essa razão, são frequentemente procuradas pelas populações locais para o cultivo de subsistência. A importância das comunidades microbianas tem aumentado o interesse em compreender a relação entre o uso da terra, as comunidades de plantas, os micro-organismos e os processos do ecossistema. Portanto, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar as comunidades bacterianas sob a influência da cobertura vegetal em sistemas de uso da terra (floresta secundária e plantio de mandioca) e na rizosfera de plantas leguminonas nativas em comunidades de bactéria das TPIs. Além disso, investigou-se também as bactérias desnitrificantes nesses solos. A área de estudo está localizada na Estação Experimental do Caldeirão, pertencente à Embrapa Amazônia Ocidental, no município de Iranduba-AM. A funcionalidade da comunidade bacteriana foi determinada pela Análise de Perfil Fisiológico da Comunidade Microbiana (CLPP), a estrutura da comunidade bacteriana foi acessada por Polimorfismo do Tamanho do Fragmento de Restrição Terminal (T-RFLP), a composição e distribuição das comunidades bacterianas foram determinadas por sequenciamento em larga escala (pirosequenciamento), e para quantificar as bactérias desnitrificantes foi utilizada a técnica de PCR quantitativa (qPCR). Os estudos foram realizados no laboratório de Biologia Celular e Molecular (CENA / USP) e no departamento de Biogeoquímica (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). A análise de T-RFLP mostrou que o uso da terra e a sazonalidade afetaram as comunidades bacterianas na TPI, e mostrou também um claro efeito da rizosfera nas comunidades bacterianas. CLPP demonstrou que a atividade funcional da TPI não foi afetada pela sazonalidade. Além disso, a tecnologia de pirosequenciamento foi uma ferramenta importante para diferenciar filotipos raros. Diferenças distintas de alguns filos bacterianos da rizosfera foram observadas, indicando que a zona de raiz contribui para moldar essas comunidades. A abundância relativa do gene nirK não foi afetada pelo uso da terra nos dois tipos de solos. Alterações na estrutura das comunidades dos genes nirK e nosZ foram observadas em ambos os tipos de solos. As comunidades desnitrificantes na TPI pareceram ser mais influenciadas pelo uso da terra do que pela sazonalidade, e ACH foi mais influenciada pelas variações de sazonalidade. / Amazonian Dark Earths (ADEs) in the Brazilian Amazon are highly fertile and its chemical content seems not to get depleted even under tropical humid conditions. For this reason, these soils are frequently searched by local population for subsistence farming. The importance of microbial communities has grown the interest in understanding the relationship between land use, plant communities, microorganisms, and ecosystem processes. Therefore, the main objective of this research was to investigate the effect of vegetation cover in land use systems (secondary forest and cassava plantation) and rhizosphere of native leguminous plants on bacterial communities of ADEs. Furthermore, it was also aimed to investigate denitrifying bacteria in these soils. The study area is located at the Experimental Station of Caldeirão, belonging to Embrapa Amazônia Ocidental, Iranduba, AM. The bacterial community function was determined by Community Level Physiological Profile (CLPP), the bacterial community structure was assessed by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP), the bacterial community composition and distribution by high-throughput sequencing (pyrosequencing), and the quantification of denitrifier bacteria by Quantitative PCR (qPCR). The studies were performed in the Laboratory of Cell and Molecular Biology (CENA/USP) and the Deparment of Biogeochemistry (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). T-RFLP analysis showed that land use and seasonality affected bacterial communities in ADE, and also showed a clear rhizosphere effect on bacterial communities. CLPP have shown that ADE functional activity was not affected by seasonality. Furthermore, pyrosequencing technology was an important tool to differentiate rare phylotypes. Distinct differences of some rhizosphere bacterial phyla were also observed, indicating that the root zone contributed to shape these communities. The relative abundance of nirK gene was not affected by land use in both studied soils. Alterations in the community structure of nirK and nosZ genes were observed for both soils. ADE denitrifying communities seemed to be more affected by land use than seasonality, and ACH was more influenced by seasonal variations.

A aplicação da digestão anaeróbia aparece como opção para processamento da vinhaça, visto que por meio deste processo é possível aliar a recuperação de energia (hidrogênio e metano) ao enquadramento ambiental deste resíduo sem interferir em suas qualidades como biofertilizante. Nesse sentido, este trabalho avaliou a aplicação da digestão anaeróbia da vinhaça em sistema combinado acidogênico e metanogênico. Inicialmente, avaliou-se a influência de materiais suportes (argila expandida, carvão vegetal, cerâmica porosa e polietileno de baixa densidade) na produção de hidrogênio, em reatores de leito empacotado (APBR) operados em condição mesofílica (25°C) (Etapa 1). De uma forma geral, apenas traços de hidrogênio foram observados nos reatores preenchidos com partículas de carvão vegetal e cerâmica porosa (2 - 7,9 mL-H2.d-1.L-1 reator). Por outro lado, os valores para a produção volumétrica de hidrogênio (PVH) nos reatores com argila expandida e polietileno de baixa densidade foram dez vezes superior (74,3 - 84,2 mL-H2.d-1.L-1 reator), todavia, estatisticamente iguais. O critério de seleção do material suporte ocorreu com base em relatos na literatura que indicaram rebaixamento do leito e entupimento da saída de reatores APBR preenchidos com argila expandida. Portanto, o polietileno de baixa densidade foi escolhido como melhor opção dentre os suportes avaliados. Não obstante, a baixa relação C/N da vinhaça associada à microaeração do sistema (presença de microrganismos anóxicos) afetou severamente os reatores APBR com diferentes materiais suportes, levando-os à falência. Na segunda etapa, adotou-se a operação dos APBR preenchidos com polietileno de baixa densidade, em condição termofílica (55°C) a fim de diminuir o rendimento da biomassa acidogênica e a solubilidade do oxigênio. Adicionalmente, foi avaliada influência da Carga Orgânica Volumétrica aplicada (COVa - 36,4 - 108,6 kg- DQO.m-3.d-1), por meio da variação do Tempo de Detenção Hidráulica (TDH - 8 - 24 h). Produção contínua de hidrogênio foi observada em todos os reatores operados em condição termofílica (Etapa 2). Nessa etapa, estabeleceu-se a condição ótima de operação com COVa de 84,2 kg-DQO.m-3.d-1 e TDH de 10 h, resultando em PVH de valor 575,3 mL-H2.d-1.L-1 reator e rendimento de hidrogênio (Y1H2) de 1,4 mol-H2.mol-1 carboidratos totais. Na Etapa III, essas condições foram impostas na operação do APBR, resultando em aumento de 18,2% e 14,2% nos valores de PVH e Y1H2, respectivamente, em relação aos dados obtidos na Etapa II. Em paralelo, foram operados dois reatores metanogênicos do tipo manta de lodo (UASB), compondo um sistema único (UASB) e um sistema combinado (APBR/UASB). A produção de energia no sistema combinado foi 25,7% superior ao observado no sistema único. A eficiência de remoção da matéria orgânica total e solúvel aumentou de 60,7 ± 0,3% e 72,6% ± 1,2% no sistema único e 74,6 ± 0,3% e 96,1 ± 1,7% no sistema combinado, respectivamente, sob COVa de 25 kg-DQO.m-3.d-1 (calculada para os sistemas metanogênicos). / Anaerobic digestion application appears as an option for sugar cane vinasse processing, since via this process it is possible to combine the energy recovery (hydrogen and methane) to the environmental framework of this residue without interfering in their qualities as biofertilizer. In this sense, this study evaluated the application of anaerobic digestion of vinasse in two-stage system (acidogenic and methanogenic). Initially, it was evaluated the influence of support material (expanded clay, charcoal, porous ceramics, and low-density polyethylene) on hydrogen production in acidogenic packed bed reactors (APBR) operated under mesophilic condition (25°C) (Phase 1). In general, only traces of hydrogen were observed in APBR filled with charcoal and porous ceramics particles (2 - 7.9 mL-H2.d-1.L-1 reactor). On the other hand, in APBR with expanded clay and low-density polyethylene as support, the values for volumetric hydrogen production (VHP) were ten times higher (74.3 - 84.2 mL-H2.d-1.L-1 reactor), however, statistically equal. The selection criteria of support material was based on reports in the literature that indicated bed lowering and clogging in APBR outlet with expanded clay as support. Therefore, the low-density polyethylene was chosen as the best support among those evaluated. Nevertheless, the low C/N ratio of vinasse associated to microaeration condition in the systems (presence of microorganisms anoxic) severely affected the APBR with different support materials, leading them to bankruptcy. In the second phase, it was adopted the operation of APBR filled with low density polyethylene in thermophilic conditions (55°C) in order to reduce the acidogenic biomass yield and oxygen solubility. Moreover, it was evaluated the influence of organic loading rate (OLR - 36.4 to 108.6 kg-COD.m-3.d-1) by hydraulic retention time varying (HRT - 8 - 24 h). Continuous hydrogen production was observed in all reactors operated at 55°C (Phase 2). In this phase, it was established the optimum condition of operation, OLR of 84.2 kg-COD.m-3.d-1 and HRT of 10 h, resulting in values for PVH and hydrogen yield (Y1H2) of 575.3 mL-H2.d-1.L-1 reactor and 1.4 mol-H2.mol-1 total carbohydrates, respectively. In Phase III, these conditions were imposed on the operation of the APBR, resulting in an increase of 18.2% and 14.2% in the values of PVH and Y1H2, respectively, compared to the data obtained in Phase II. In parallel, two methanogenic reactors were operated (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket UASB type), which composed a single stage system (UASB) and a two-stage system (APBR/UASB). The energy production in the two-stage system was 25.7% higher compared to the single stage system. The values for total and soluble organic matter removal were 60.7 ± 0.3% and 72.6 ± 1.2% to single stage system and 74.6 ± 0.3% and 96.1 ± 1.7% to two-stage system, respectively, at OLR of 25 kg-COD.m-3.d-1 (calculated for the methanogenic reactors).