Orientadora: Ivonete Oliveira Barcellos. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Renato Wendhausen Junior. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Ivonete Oliveira Barcellos. / Co-orientador: Heiderose Herpich Piccoli. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Jürgen Andreaus. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-25T13:26:24Z No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-25T21:05:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-25T21:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Piolho de algodão sujo, piolho de algodão limpo e pó de filtro são resíduos da indústria têxtil e representam fontes de matérias-primas renováveis com elevados percentuais de holocelulose. A degradação destes resíduos requer a atividade de holocelulases produzidas por Aspergillus oryzae, reconhecido pelos elevados títulos de hemicelulases, especialmente xilanases, quando cultivado em biomassa lignocelulósica residual como fonte de carbono. Este trabalho objetivou utilizar os resíduos da indústria têxtil no cultivo submerso de A. oryzae e produção de holocelulases, além de purificar, caracterizar e submeter estas enzimas à hidrólise de substratos lignocelulósicos. A suplementação dos meios de cultivo com os resíduos pré-tratados, (NH4)2SO4 0,16%, e o estabelecimento do período de 6 dias de cultivo aumentaram a produção de xilanases por A. oryzae. Por consequência, uma xilanase (Xyl-O1) de 21,5 kDa foi purificada da fração ultrafiltrado do extrato bruto (EB) de A. oryzae e apresentou atividade catalítica máxima a 50°C e pH 6,0, termoestabilidade a 50°C por 6 h quando em presença de L-cisteína 20 mmol.L-1, especificidade em hidrolisar ligações glicosídicas β(1-4) internas de substratos solúveis, com eficiência máxima de 33% para hidrólise de xilana de bétula e liberação de xilobiose como produto predominante. A partir da fração concentrado do EB de A. oryzae, outras isoenzimas com atividade de xilanase foram purificadas e identificadas como Xyl-O2 (21,5 kDa) e Xyl-O3/Xyl-O4 (35,3 e 33,1 kDa, respectivamente). Em adição, uma endoglicanase (Cel-O1) foi parcialmente purificada e apresentou massa molecular entre 40 e 45 kDa. A caracterização da amostra contendo as isoenzimas Xyl-O3/Xyl-O4 revelou maior atividade catalítica a 60°C e no intervalo de pH 5,0 a 7,0 quando diluídas em tampão tris-HCl. A amostra ainda permaneceu 100% termoestável a 40°C por 24 h. As holocelulases produzidas por A. oryzae apresentaram maior atividade de hidrólise sobre o bagaço de cana-de-açúcar explodido a vapor, com 0,398 mg.mL-1 de açúcar redutor (AR) liberado. As amostras enzimáticas de ultrafiltrado do EB de A. oryzae e de Xyl- O1 purificada promoveram a hidrólise das polpas de celulose (PC), com 0,168 mg.mL-1 de AR liberado pela amostra Xyl-O1 purificada sobre a PC branca. A liberação de cromóforo a 237 nm e do produto xilobiose resultaram da atividade das amostras enzimáticas sobre as PC. A. oryzae cultivado em resíduos da indústria têxtil produziu elevados títulos de hemicelulases, principalmente xilanases. A caracterização enzimática destas isoenzimas, purificadas ou parcialmente purificadas, revelaram propriedades catalíticas que as tornam alvos potenciais de aplicação nas biorefinarias. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Dirty cotton, clean cotton and filter powder are textile residues and represent sources of renewable raw materials with high percentages of holocellulose. The degradation of these residues requires the holocellulase activities produced by Aspergillus oryzae recognized by high titers of hemicellulases, xylanases especially when grown on lignocellulosic biomass waste as a carbon source. This study aimed to use the textile industry residue in submerged cultivation of A. oryzae and production of holocelulases. In addition, purify and characterize these enzymes undergo hydrolysis of lignocellulosic substrates. Supplementation of culture medium with the pretreated residues, 0.16% (NH4)2SO4 and setting the period of 6 days cultivation increased the production of xylanases by A. oryzae. Consequently, a xylanase (Xyl-O1) of 21.5 kDa was purified from ultrafiltrate fraction of A. oryzae crude extract (CE) and showed maximal catalytic activity at 50°C and pH 6.0. It was thermostable at 50°C for 6 h in the presence of 20 mmol.L-1 L-cysteine. Xyl-O1 showed specificity in hydrolyze the internal glycosidic bonds β(1-4) in soluble substrates, with maximum efficiency of 33% for the hydrolysis of birchwood xylan and release of xylobiose as the predominant product. From the concentrated fraction of A. oryzae CE, other isoenzymes with xylanase activity were purified and identified as Xyl-O2 (21.5 kDa) and Xyl-O3/Xyl-O4 (35.3 and 33.1 kDa respectively). In addition, an endoglucanase (Cel-O1) was partially purified and presented molecular weight between 40 and 45 kDa. The characterization of the sample containing Xyl- O3/Xyl-O4 isoenzymes showed a higher catalytic activity at 60°C and in the pH range from 5.0 to 7.0 when diluted in Tris-HCl buffer. The sample still remained 100% thermostable at 40°C for 24 h. The holocellulases produced by A. oryzae showed greater activity on the hydrolysis of steam-exploded sugarcane bagasse, with 0.398 mg.mL-1 of reducing sugar (RA) released. Enzymatic samples of ultrafiltrate from A. oryzae CE and purified Xyl-O1 promoted hydrolysis of paper pulps (PP), with 0.168 mg.mL-1 of RA released by purified Xyl-O1 on white PP. The release of chromophore at 237 nm and xylobiose product resulted from the enzymatic activity of the samples on the PP. A. oryzae grown in the textile industry waste produced high titers of hemicellulases, mainly xylanases. The enzymatic characterization of these enzymes purified or partially purified revealed catalytic properties which make them potential targets for application of the biorefineries.

Orientador: Ivonete Oliveira Barcellos. / Co-orientador: Ana Paula Serafini Immich Boemo. / A ficha catalográfica foi elaborada pela Biblioteca universitária da Furb, porém a mesma ficou desconfigurada do padrão original enviada ao acadêmico, estando diferente da ficha original. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Nome completo da orientadora: Sávia Gavazza dos Santos Pessôa / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-27T20:56:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Cristina de Souza.pdf: 1406576 bytes, checksum: d69d5efbca1f6e94b6d883eae0129129 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-20T18:48:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Cristina de Souza.pdf: 1406576 bytes, checksum: d69d5efbca1f6e94b6d883eae0129129 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T18:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Cristina de Souza.pdf: 1406576 bytes, checksum: d69d5efbca1f6e94b6d883eae0129129 (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / As indústrias têxteis são grandes poluidoras do meio ambiente devido aos processos industriais realizados, como enxágue, tingimento, fixação e alvejamento. No Brasil, principalmente no Nordeste, comumente são lançados efluentes têxteis em corpos d’água, sem qualquer tratamento, gerando grandes impactos ambientais. Este trabalho visou analisar o potencial tóxico, citotóxico, genotóxico e mutagênico em nível cromossômico de efluentes têxteis brutos e após tratamento físico-químico ou biológico, mediante sistema-teste Allium cepa. Adicionalmente, foi realizado o teste de ecotoxicidade com Vibrio fischeri. Para tal, foram realizados dois experimentos, Experimento 1, realizado com efluentes têxteis reais brutos e após tratamento físico-químico oriundos de uma lavanderia têxtil localizada na cidade de Caruaru-PE e, Experimento 2, realizado com efluentes sintéticos brutos e após tratamentos biológicos oriundos de reatores em escala de bancada operados no laboratório de saneamento ambiental (LSA) do Campus da UFPE em Recife. Para os efluentes reais (Experimento 1), não foi observada toxicidade nem para o efluente bruto nem para o tratado físico-quimicamente em ambos os bioensaios (A. cepa e V. fischeri). Além disso, o tratamento físico-químico apresentou eficiência de remoção de cor de 64,1%. Para os efluentes sintéticos, houve remoção de cor, em 77,1% e 75%, e de DQO, em 76,7% e 81,1%, respectivamente para o TAN (Tratamento Anaeróbio) e TAI (Tratamento Aeróbio Intermitente). Nas análises com A. cepa, verificou-se aumento do índice de genotoxicidade (IGen) de 63,3% e 52,1% para o efluente bruto sintético (BS) e TAN, respectivamente, bem como redução de 65% para o TAI, quando comparado ao controle negativo. Análises com V. fischeri corroboraram as análises físico-químicas e com o sistema-teste A. cepa, pois, foi encontrada toxicidade para as amostras de TAN, mas não de TAI. Esses resultados mostram a importância em unir dois ou mais processos de tratamento a fim de se ter uma melhor eficiência nos resultados bem como melhor qualidade do efluente lançado nos corpos hídricos. / The textile industries are great environment polluters due to industrial processes realized, like washing, coloring, fixation and bleaching. In Brazil, mainly in Northeastern region, textile effluents are disposed directly in bodies of water with no previous treatment, generating large environmental impacts. In this work, we evaluate the toxic, cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential at a chromosome level, testing the effects of real and synthetic textile effluents treated by physicchemical and biological processes, by Allium cepa test system. Additionally, it was conducted a test of ecotoxicity with Vibrio fischeri. To the real effluents, it was not observed toxicity for the raw or treated effluents in both tests (A. cepa and V. fischeri). Moreover, the physic-chemical treatment showed an efficiency in color removal of 64,1%. For the synthetic wastewaters physic-chemical treatments, there was a positive color removal, in the order of 77,1% and 75%, and COD reduction in the order of 76,7% for the TAN (Anaerobic Treatment) a and 81,1% TAI (Aerobic Intermittent Treatment). The analysis with A. cepa showed an increase on the genotoxicity index (IGen) of 63,3% and 52,1% for the crude synthetic effluent (BS) and, respectively, as well as the reduction on 65% for TAI in comparison to the negative control. The analysis with V. fischeri confirms the physic-chemical analysis with the A. cepa systems, once it was found toxicity for the TAN samples, but not for TAI. These results point out the need to aggregate two or more effluent treatments in order to gather a better efficiency, as well as a better quality on the wastewater disposed on bodies of water.