Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sugarcane bagasse is an abundant lignocellulosic residue in traditional regions of sugar and ethanol production in Brazil. It is not only a potential substrate for second generation ethanol production but also have structural features to be classified as good inducer for cellulases production by microorganisms. However, the high cost of cellulases industrial production is the major bottleneck in the hydrolysis of this raw material for subsequent fermentation, which makes unfeasible in large scale the ethanol production using this process. In this context, the development of more efficient and less expensive fermentation processes for industrial cellulases production, as well as better alternatives of enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material is crucial to achieve economic feasibility in this process. For this purpose, this work aims to develop a cellulase production process using Trichoderma reesei, as well as assessing the use of produced enzymatic extract in sugarcane bagasse hydrolysis, in order to evaluate the ultrasound effects in the hydrolysis process. The optimized process of cellulases production consisted in five days of grow in pre-inoculum Petri dishes, followed by two days of grow in optimized liquid medium and four days of solid state fermentation, using sugarcane bagasse supplemented with 1% of soybean bran and 15% (v/w) of corn steep liquor as substrate, moisture of 65%, 28±1°C and 0.5 mL of inoculum per gram of substrate. This experimental condition in bench scale (5 g) resulted in a production of 1.4 FPU/g of cellulases, and the production was approximately three-fold high in a fixed-bed bioreactor with forced aeration for 70 g of substrate capacity. For ultrasound assisted enzymatic hydrolysis using an ultrasound bath, the condition that achieved higher efficiencies were 43.4±2°C and 18.5% (v/v) of enzyme concentration, resulting in a maximal hydrolysis efficiency of 229 grams of reducing sugar per kilogram of used substrate, achieving an average increase of 12% in efficiency in those experiments where the hydrolysis was assisted by ultrasound compared with those without sonication. Regarding the saccharification using the ultrasonic probe, results using the indirect sonication during process were, on average, 158% higher than those using the direct sonication. Thus, it can be concluded that indirect sonication is more suitable to be used as an auxiliary in the hydrolysis, since the direct sonication can cause denaturation of the enzyme, reducing the process efficiency. / O bagaço de cana-de-açúcar (BC) é um resíduo lignocelulósico abundante em regiões sucroalcooleiras no Brasil e é um potencial substrato para produção de etanol de segunda geração, além de possuir características estruturais que o classificam como bom indutor para produção de celulases por microrganismos. O alto custo da produção industrial de celulases, no entanto, é um grande empecilho na hidrólise desse tipo de material para posterior fermentação, o que inviabiliza a utilização desse processo na produção de etanol em larga escala. Nesse contexto, o desenvolvimento de processos de fermentação mais eficientes e de menor custo para a produção de celulases em escala industrial, bem como alternativas mais eficazes de hidrólise enzimática desse material são necessários a fim de viabilizar economicamente o processo. Para essa finalidade, esse trabalho tem como proposta o desenvolvimento de um processo para produção de celulases utilizando uma cepa do fungo filamentoso Trichoderma reesei, bem como a utilização do extrato enzimático produzido na hidrólise enzimática de bagaço a fim de avaliar os efeitos do ultrassom no processo. O processo otimizado de produção das celulases consistiu em cinco dias de crescimento do pré-inóculo em placas de Petri, seguido de dois dias de crescimento em meio líquido otimizado, e quatro dias de FES de BC suplementado com 1% de farelo de soja (FS) e 15% de água de maceração de milho (AMM), 65% de umidade, 28±1°C e densidade de 0,5 mililitros de inóculo por grama de substrato. Essa condição experimental em escala de bancada (5 g) resultou em uma produção de 1,4 FPU/g, valor esse que aumentou aproximadamente três vezes com o aumento de escala de produção em um biorreator de leito fixo com aeração forçada com capacidade para 70 g de substrato. Para hidrólise enzimática assistida por banho de ultrassom, a condição que atingiu melhores eficiências foi de 43,4±2°C e 18,5% (v/v) de concentração de enzima, atingindo um máximo de 229 gramas de açúcares redutores por quilograma de substrato utilizado, e foi observado um aumento médio de 12% na eficiência de hidrólise naqueles experimentos em que a hidrólise foi assistida por ultrassom. Já nas sacarificações utilizando a sonda ultrassônica, os resultados utilizando sonicação indireta durante a sacarificação foram, em média, 158% maiores que aqueles utilizando sonicação direta. Dessa forma, conclui-se que a utilização de sonicação indireta é mais indicada como auxiliar nas hidrólises, uma vez que a sonicação direta pode causar desnaturação da enzima e diminuir a eficiência do processo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5511.pdf: 2599915 bytes, checksum: c246a5f7092e814f87e383c45b31d9f2 (MD5) Previous issue date: 2013-09-06 / Financiadora de Estudos e Projetos / Can vinasse accelerate the change of minerals in rock powder for obtaining fertilizer, with utilization of residues from alcohol agro and mining industries? Answering this question was the main objective of this study. So, it was carried out two experiments in a laboratory in a completely randomized set using PVC columns in which we reproduced the 0-50 cm layers of a very clayey Red Oxisol and a Quartzipsamment. In the first test, with duration of 30 days, it was evaluated the application form of the mixture into the soil. It were tested incorporation of basalt powder previously in soil and incubation of basalt powder and vinasse in the laboratory for 24 hours and then applied to the soil. In Red Oxisol were used two doses of basalt powder (0 and 2,0 t ha-1), a dose of vinasse (200 m3 ha-1) and as a control, a dose of water (200 m3 ha-1) using the same amounts of rock powder. For this test, samples were collected from the surface of the columns in 1, 7, 15 and 30 days of experiment. In the second test, with duration of 90 days, using the two soils, were added three doses of basalt powder (0, 2,0 and 4,0 t ha-1) and a dose of vinasse (200 m3 ha-1). The control was made by treatments with water (200 m3 ha-1) with the same doses of rock powder. Samples were collected on the surface of each column in 1, 15, 30, 45, 60 and 90 days and at the end of the experiment, in botton and in the leachate. For the surface samples in the first and second tests and the botton in the second test, we determined the levels of macronutrients (P, K, Ca, Mg, S), micronutrients (B, Fe, Cu, Mn, Zn), H + Al, Al, organic matter, pH in CaCl2, sum of bases, base saturation and cation exchange capacity. In the leachate were determined Ca, Mg, K, SO4, Fe, Mn and Zn. In the first test, the evaluation of the application form of the mixture indicated that there was no difference between the use of basalt powder and vinasse incubated for 24 hours or previously incorporation of rock powder in the soil and then application of vinasse. In the second test, there were significant effects of solvent and soil in the surface layer, with variations in the levels of the attributes analyzed over time. The dose of basalt powder was not significant for most attributes analyzed, except for the levels of boron and iron. On balance levels at the beginning and end of the experiment, the results suggest that sorption phenomena with neoformed mineral phases or organic acids may have occurred. The mixture of vinasse and rock powder is an alternative fertilizer and reduces the consumption of soluble fertilizers, but further studies are needed to evaluate the sorption phenomena and availability of cations in the mixture. / Vinhaça pode acelerar a alteração de minerais em pó de rocha para obtenção de fertilizantes, com aproveitamento de resíduos de agroindústrias de álcool e de mineradoras? Responder a esta pergunta foi o principal objetivo deste estudo. Assim, foi montado em laboratório dois ensaios inteiramente casualizados em colunas de PVC nas quais foram reproduzidas as camadas 0-50 cm de um Latossolo Vermelho muito argiloso e de um Neossolo Quartzarênico. No primeiro ensaio, com duração de 30 dias, foi avaliado o modo de aplicação da mistura no solo. Foram testados a incorporação de pó de basalto previamente no solo e a incubação de pó de basalto e vinhaça em laboratório por 24 horas e depois aplicação no solo. Em Latossolo, foram utilizadas duas doses de pó de basalto (0 e 2,0 t ha-1), uma dose de vinhaça (200 m3 ha-1) e como controle uma dose de água (200 m3 ha-1) com as mesmas quantidades de pó de rocha. Para este ensaio foram coletadas amostras da camada superficial das colunas aos 1, 7, 15 e 30 dias de experimento. No segundo ensaio, com duração de 90 dias, utilizando os dois solos, foram adicionadas três doses de pó de basalto (0; 2,0 e 4,0 t ha-1) e uma dose de vinhaça (200 m3 ha-1). O controle foi feito por meio de tratamentos com água (200 m3 ha-1) e com as mesmas doses de pó de rocha. Foram coletadas amostras na superfície de cada coluna aos 1, 15, 30, 45, 60 e 90 dias e, ao final do experimento, em profundidade e no lixiviado. Para as amostra em superfície do primeiro e segundo ensaios e em profundidade do segundo ensaio, foram determinados os teores de macronutrientes (P, K, Ca, Mg, S), micronutrientes (B, Fe, Cu, Mn, Zn), H+Al, Al, matéria orgânica, pH em CaCl2, soma de bases, saturação por bases e capacidade de troca catiônica. No lixiviado foram determinados os teores de Ca, Mg, K, SO4, Fe, Mn e Zn. No primeiro ensaio, a avaliação do modo de aplicação da mistura indicou que não houve diferença entre a utilização do pó de basalto incubado em vinhaça por 24 horas ou incorporação do pó de rocha no solo e em seguida aplicação de vinhaça. Já no segundo ensaio, houve efeito significativo do solvente e do solo na camada superficial, com variações nos teores dos atributos analisados durante o tempo. A dose de pó de basalto não foi significativa para a maioria dos atributos analisados, com exceção dos teores de boro e de ferro. No balanço de teores no início e no fim do experimento, os resultados sugerem que fenômenos de sorção com fases minerais neoformadas ou com ácidos orgânicos podem ter ocorrido. A mistura de vinhaça e pó de rocha é uma alternativa de adubação e permite reduzir o consumo de fertilizantes solúveis, mas são necessários estudos complementares para avaliar fenômenos de sorção e de disponibilização de cátions nessa mistura.

O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de suco de laranja, da mesma forma que a produção é elevada, a geração de resíduos também é significativa. Sabe-se que estes resíduos, os quais incluem sementes, cascas e restos de polpa são ricos em nutrientes que poderiam ser utilizados como substrato por micro-organismos, seja para o crescimento ou para a obtenção de subprodutos. Esporos de Bacillus atrophaeus ATCC 9372 são utilizados como indicadores biológicos, IBs, em processos térmicos por formarem esporos termorresistentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de resíduos do processamento de suco de laranja como um meio de cultura alternativo para obtenção de esporos de B. atrophaeus, para serem aplicados em processos industriais. Ao bagaço de laranja (de 1,0 g a 20,0 g), obtido por processamento em centrífuga de frutas, foram adicionados 100 mL de água, e incubados a 150 rpm / 37 ºC por até 6 dias. Evidenciada a viabilidade de crescimento celular (µmáx = 0,0238 h-1 e Px = 0,0787 g/L.h, para 5,0 g de bagaço) procedeu-se ao estudo de planejamento experimental fatorial 22 em formato estrela com 6 pontos centrais, considerando a concentração de bagaço e o volume de meio. Foram determinados os valores de pH, de biomassa, de esporos viáveis e a resistência térmica dos mesmos a 102 ºC. Observou-se que houve aumento nos valores de pH após o cultivo e que as maiores concentrações de esporos foram de 1,73 x 109 esporos /mL e 5,75 x 109 esporos /mL após 3 e 6 dias de cultivo e os tempos de redução decimal determinados variaram de D102C = 0,92 min a D102C = 2,71 min e de D102C = 1,34 min a D102C = 3,98 min após 3 e 6 dias de cultivo, respectivamente. Com base no planejamento proposto e a análise de regressão, o desenvolvimento de esporos em bagaço segue a relação: Esporos = {-1,15 + 0,0303* [bagaço (g)] - 0,00611* [volume (mL)] + 0,611* [tempo (dias)]}, p=0,000, R2 =0,452, sendo o tempo (p=0,000) o fator de maior influência na formação de esporos. Os meios preparados com bagaço de laranja apresentaram-se viáveis para a produção de esporos de B. atrophaeus termorresistentes, produto de interesse farmacêutico e industrial, agregando valor ao resíduo que seria descartado. / Brazil is one of the world´s largest producers of oranges juice, in the same way that the production is high the amount of generated waste is also significant. It is well known that these residues, which include seeds, peel and pulp, are rich in nutrients that could be used as substrate by microorganisms whether for growth or for obtaining by-products. Bacillus atrophaeus ATCC 9372 spores are used as biological indicators, BIs, in thermal processes due to their ability to form heat-resistant spores. This study aimed to evaluate the use of orange juice processing waste as an alternative culture media to obtain B. atrophaeus spores, to be applied in industrial processes. To orange\'s bagasse (from 1.0 g to 20.0 g), obtained by processing in a fruit\'s centrifuge, 100 mL of water was added, and sterilized at 121 ºC. An aliquot of 0.1g/L of Bacillus atrophaeus spores was inoculated to bagasses\'s media and incubated at 150 rpm / 37 ºC up to 6 days. As cells (µmáx = 0.0238 h-1 and Px = 0.0787 g/L.h, for 5.0 g of bagasse) were obtained, a factorial experimental design 22, with star-shaped model and 6 central points, was performed considering the bagasse concentration and the media volume used. Values of pH, biomass, viable spores and their thermal resistance at 102 ºC were determined. It was observed that pH increased after cultivation and major values of spore concentration achieved were 1.73 x 109 spores /mL and 5.75 x 109 spores /mL after 3 and 6 days, respectively. Decimal reduction times determined ranged from D102C = 0.92 min to D102C = 2.71 min and from D102C = 1.34 min to D102C = 3.98 min after 3 and 6 days of incubation, correspondingly. The regression analysis showed that the development of spores in bagasse can be defined by the equation: Spores = , p=0.000, R2 =0.452 and time has a positive influence in the spore formation. Results demonstrated media prepared with oranges\' bagasse were capable to grow and to develop B. atrophaeus heat-resistant spores, being an alternative to add value to a waste that would be discarded, generating a product of great importance in the pharmaceutical field.

Made available in DSpace on 2014-07-29T12:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Cristine_Cysneiros.pdf: 1284054 bytes, checksum: c3e0f947790961725c6b67bf30fac547 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / The objective of this work was to produce and characterize four multi enzyme complexes from the fungus Humicola grisea var. thermoidea, maintained for 96 hours at 42oC in growth media containing different carbon sources: Marandu grass; soybean seedcoats; Tifton 85 hay; and corn forage. Different amounts of cellulase, xylanase and -glucosidase enzymes were obtained depending on the different carbon sources. Cellulase presented increased activity in temperatures between 40ºC and 50ºC. The observed optimum temperature range for xylanase and β-glycosidase was from 50ºC and 60ºC. Optimum pH for cellulase activity was 6.0 when fungus growth occurred in Tifton hay, corn forage, and soybean seedcoats. When the enzyme was obtained from medium containing Marandu grass, optimum enzyme activity occurred at pH 5.5. Regardless of the carbon source, xylanase activity was higher at pH 6.0. As for β-glucosidase, optimum activity was observed at pH 5.5 for Tifton media as compared to pH 6.5 for corn and soybean containing media. For grass Marandu, the activity of the enzyme was maximum in the range 5.5 to 6.5. Cellulase produced from all growth media were maintained stable after incubation for 60 minutes at 39°C. Xylanase presented thermal stability during 240 minute incubation period at 50°C. Activity stability of β-glycosidase varied according to carbon source and presented 66.7 to 125.75% activity at 50°C for 240 minutes. / Enzimas fibrolíticas exógenas são produzidas por cultura específica de bactérias ou fungos. São essenciais aos animais por estarem envolvidas na hidrólise dos componentes complexos das dietas em moléculas orgânicas mais simples como glicose, celobiose, xilose, aminoácidos, ácidos graxos, que são então usadas pelos microrganismos do rúmen e/ou pelo animal. Melhoras no desempenho dos ruminantes devido ao uso de enzimas fibrolíticas são atribuídas principalmente à maior degradação da fibra no rúmen, o que resulta em aumento da ingestão de energia disponível pelos animais. Os objetivos deste trabalho foram os de produzir e caracterizar quatro soluções enzimáticas, utilizando o fungo Humicola grisea var. thermoidea e avaliar seus efeitos por meio da digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca de quatro substratos: capim Marandu, casquinha de soja, feno de Tifton-85 e forragem de milho. As soluções enzimáticas foram produzidas a partir de quatro meios de culturas diferentes, contendo a fonte de carbono específica, durante 96 horas de cultivo, a 42°C. Foi observado que o fungo produziu as enzimas celulases, xilanase e -glicosidase em diferentes concentrações, o que foi dependente da fonte de carbono. A caracterização bioquímica mostrou que a celulase produzida apresentou maior atividade em temperatura entre 40ºC e 50°C. A temperatura ótima de xilanase e β-glicosidase foi entre 50 e 60°C. O pH ótimo da enzima celulase foi 6,0, quando o fungo cresceu em feno de Tifton, forragem de milho e casquinha de soja. Para o capim Marandu, a enzima apresentou atividade ótima em pH 5,5. Para as quatro fontes de carbono, a xilanase produzida apresentou pH ótimo de 6,0. Em relação a β-glicosidase, a atividade enzimática foi maior em pH 5,5, no meio com feno de Tifton. Para capim Marandu, a atividade da enzima foi máxima na faixa de 5,5 a 6,5. Quanto à forragem de milho e casquinha de soja, a enzima exibiu maior atividade em pH 6,5. A celulase produzida, nas quatro fontes de carbono, permaneceu estável após a incubação por 60 minutos, a 39°C. Xilanase produzida apresentou estabilidade térmica durante 240 minutos de incubação, a 50°C. A β-glicosidase, dependendo da fonte de carbono, manteve de 66,7 a 125,75% de sua atividade, a 50°C, durante 240 minutos. Para avaliar o potencial das soluções enzimáticas sobre a digestibilidade in vitro dos substratos, 2,5; 5,0 e 10 mL de cada solução foram aplicados, por aspersão, em 17 g dos seus respectivos substratos, moídos em peneira com malha de 1 mm de diâmetro. Após aspersão, as enzimas ficaram em contato com os substratos por 2 e 24 h (tempo de reação enzima-substrato), antes de serem incubados no rúmen. A digestibilidade in vitro da MS foi avaliada em líquido ruminal tamponado, durante o período de 12, 24, 48 e 96 h. Para cada substrato, foram incubados 34 sacos (4 níveis de enzimas x 4 períodos de incubação x 2 repetições x 1 branco x 1 testemunha). As soluções enzimáticas, em qualquer nível de enzimas, quando comparados aos tratamentos controle, aumentaram a digestibilidade da MS dos substratos, nos tempos de reação enzima-substrato e período de incubação no rúmen. Este estudo mostrou que enzimas fibrolíticas exógenas produzidas por H. grisea tem potencial para uso como aditivo em dietas de ruminantes

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-08T07:46:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Letícia Freire de Oliveira - 2015.pdf: 1336117 bytes, checksum: d7d9a7965dc7492a12ce5fcb44c65555 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-08T07:48:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Letícia Freire de Oliveira - 2015.pdf: 1336117 bytes, checksum: d7d9a7965dc7492a12ce5fcb44c65555 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-08T07:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Letícia Freire de Oliveira - 2015.pdf: 1336117 bytes, checksum: d7d9a7965dc7492a12ce5fcb44c65555 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The peach palm is a native Palm from humid tropics of the Amazon, used for the production of palm raw or pickled, becoming an important alternative to reduction of predatory exploitation of other palms. The sheath, external, middle and internal, that involve the noble party, called palm or palmetto, are not used during the plicked of palm processing, yielding tons of waste, and the production of flour, is an excellent alternative to the use of these. This research, therefore, aimed the physical, chemical, technological and toxicological study, of the waste sheaths flour, external, middle and internal, peach palm (PF). The flour has a low moisture content (4.74%), proteins (5.03 g(100g)-1), lipids (2.12 g(100g)-1), soluble dietary fiber (3.40 g(100g)-1), ash (4.69 g(100g)-1) and high content of insoluble dietary fiber (49,53 g(100g)-1). Regarding water absorption, milk and oil, the flour had good absorption capacity. The flour showed low acidity (1.36%), clear and attractive coloring, and the particle size was presented between fine and very fine. It was noted, also, high amount of resistant starch (20%) and the presence of reducing sugars as fructose (6.70 g(100g)-1) and glucose (7.50 g(100g)-1). The most significant amino acid were glutamic acid (392.63 mg(100g)-1), arginine (363.76 mg(100g)-1), aspartic acid (348.93 mg(100g)-1). The PF and waste sheaths, external, middle and internal, fresh, of peach palm (WP) showed low amounts of phytic acid, condensed tannins and hydrolysates. The PF showed 100% of protein digestibility, and the lyophilized aqueous extract of waste sheaths flour, external, middle and internal of peach palm (PE), showed low toxicity. The results of this research suggest that the PF can be used in bakery products such as breads, cookies and cakes, besides the application in meat products, milk drinks, cheese, among others, contributing, nutritionally, in addition or partial replacement of flour wheat in processed foods, without to reduce the bioavailability of nutrients, representing too, toxicological safety, due to the absence of toxic compounds in PE. / A pupunheira é uma palmeira nativa dos trópicos úmidos da Amazônia, utilizada para a produção de palmito in natura ou em conserva, tornando-se uma importante alternativa para a redução da exploração predatória de outras palmeiras. As bainhas, externa, mediana e interna, que envolvem a parte nobre, denominada palmito, não são aproveitadas durante o processamento do palmito em conserva, gerando toneladas de resíduos, sendo, a produção de farinha, excelente alternativa para o aproveitamento desses. Este trabalho, portanto, teve como objetivo o estudo físico, químico, tecnológico e toxicológico, da farinha das bainhas residuais, externa, mediana e interna, da pupunha (FP). A farinha obtida possui baixo teor de umidade (4,74%), proteínas (5,03 g(100g)-1), lipídios (2,12 g(100g)-1), fibra alimentar solúvel (3,40 g(100g)-1), cinzas (4,69 g(100g)-1) e alta quantidade de fibra alimentar insolúvel (49,53 g(100g)-1). Em relação à absorção em água, leite e óleo, a farinha apresentou boa capacidade de absorção. A farinha apresentou baixa acidez (1,36%), coloração clara e atrativa, e a granulometria apresentou-se entre fina e muito fina. Notou-se, também, alta quantidade de amido resistente (20%) e a presença de açúcares redutores como, frutose (6,70 g(100g)-1) e glicose (7,50 g(100g)-1). Os aminoácidos mais expressivos foram o ácido glutâmico (392,63 mg(100g)-1) arginina (363,76 mg(100g)-1) e ácido aspártico (348,93 mg(100g)-1). A FP e as bainhas residuais, externas, medianas e internas, in natura, do palmito de pupunha (PN), apresentaram baixa quantidade de ácido fítico, taninos condensados e hidrolisados. A FP apresentou 100 % de digestibilidade de proteína, e o extrato aquoso liofilizado da farinha das bainhas residuais, externa, mediana e internas da pupunheira (EP), apresentou baixa toxicidade. Os resultados deste estudo sugerem que a FP pode ser empregada em produtos de panificação, como pães, biscoitos e bolos, além da aplicação em produtos cárneos, bebidas lácteas, queijos, entre outros, contribuindo, nutricionalmente, na adição ou substituição parcial à farinha de trigo, em alimentos industrializados, sem que haja redução da biodisponibilidade de nutrientes, representando também, segurança toxicológica, devido à ausência de compostos tóxicos no EP.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-01T20:19:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marianny Silva Canedo - 2015.pdf: 18768741 bytes, checksum: fcc66b1f3d382a6d6d99821e7c4dd7b5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-02T11:08:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marianny Silva Canedo - 2015.pdf: 18768741 bytes, checksum: fcc66b1f3d382a6d6d99821e7c4dd7b5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T11:08:15Z (GMT). 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Solid state fermentation experiments were performed in order to determine the highest protein increment studying variables initial moisture (50, 60 and 70%) and supplemental nitrogen sources (ammonium sulfate, urea and sodium nitrate). To study the addition of fermented brewery spent grain in diets of Nile tilapia, 120 juveniles were used, divided into 24 boxes representing the six levels of addition (0, 2, 4, 6, 8 and 10%) of fermented brewery spent grain and four replications of each treatment. Fish were fed for 67 days between May and August 2015, the period where the water temperature was below the thermal comfort for the species. Solid state fermentation provided protein enrichment of brewery spent grain in about 2 and 4 times the content of crude and soluble protein, respectively, and is considered an alternative to use of industrial by-products to replace traditional ingredients in diets of juvenile Nile tilapia, because with the addition of fermented brewery spent grain, no significant difference in productive performance, hematological and biochemical parameters of juveniles Nile tilapia was found. Thus, the fermentation of brewery spent grain is a good alternative to be used as substrate for the cultivation of Rhizopus oligosporus and microbial protein production, allowing its use as a protein supplement in diets for juvenile Nile tilapia, with addition of up to 10 % without compromising growth performance and hematological parameters of the species. / A maioria dos subprodutos agroindustriais é rica em fibras com baixa digestibilidade, e o processo de bioconversão para produção de proteína microbiana, pode ser uma alternativa prática e promissora para aumentar o teor proteico, o valor nutritivo do substrato e a qualidade da alimentação, transformando estas fibras em componentes digestíveis para alimentação de animais não ruminantes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo o enriquecimento proteico do bagaço de malte por Rhizopus oligosporus CCT 4134 via fermentação em estado sólido e adição em dietas de juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Na fermentação em estado sólido foram realizados experimentos visando determinar o maior aumento proteico, estudando as variáveis umidade inicial (50, 60 e 70%) e suplementação de fontes de nitrogênio (sulfato de amônio, ureia e nitrato de sódio). Para estudar a adição do bagaço de malte fermentado em dietas de tilápia do Nilo, foram utilizados 120 juvenis, distribuídos em 24 caixas que representa os seis níveis de adição (0, 2, 4, 6, 8 e 10%) do bagaço de malte fermentado e quatro repetições de cada tratamento. Os peixes foram alimentados por 67 dias compreendidos entre os meses de maio a agosto de 2015, período que a temperatura da água estava abaixo do conforto térmico da espécie. A fermentação em estado sólido proporcionou enriquecimento proteico do bagaço de malte em aproximadamente 2 e 4 vezes no conteúdo de proteína bruta e proteína solúvel, respectivamente, sendo considerada uma alternativa para aproveitamento dos subprodutos industriais na substituição de ingredientes tradicionais em dietas de tilápia do Nilo, pois com a adição do bagaço de malte fermentado não observou diferença significativa nos parâmetros de desempenho produtivo e parâmetros hematológicos e bioquímicos dos juvenis de tilápia do Nilo. Com isso, a fermentação do bagaço de malte é uma boa alternativa para seu aproveitamento como substrato para o cultivo de Rhizopus oligosporus e produção de proteína microbiana, permitindo sua utilização como suplemento proteico em dietas para juvenis de tilápia do Nilo, com adição de até 10%, sem comprometer o desempenho produtivo e parâmetros hematológicos da espécie.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiano Bisinella Scheufele.pdf: 1716907 bytes, checksum: fee6288858ac3d92f0d2e7f9f8d02ba2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lignocellulosic biomass has high yields of cellulose which can be hydrolyzed to fermentable carbohydrates. Global generation of agro-industrial wastes grows simultaneously with the sector development resulting at the accumulation of lignocellulosic residues leading environmental pollution and loss of potential materials for the bioconversion to a wide range of high added value products, such as biofuels. Recently, the search of renewable sources of energy has grown, due to the depleting of fossil fuels, increasing the possibility at the conversion of the lignocellulosic biomass via hydrolytic enzymes. The aim of this work was evaluate cellulases production by lignocellulolytic fungi from the Amazonic biome aiming at the bioconversion of the agro-industrial residues. Submerged and solid-state fermentations were performed to select the microorganism with superior cellulase productive capacity. The influence of parameters such as pH, surfactant induction (Tween 80), aeration and agitation, besides the alkaline oxidative treatment of the sugarcane bagasse. Statistical design were carried out to estimate the influence of the moisture and the initial pH at cellulases production by solid-state fermentation. Trichoderma sp. and Aspergillus niger performed the best production of enzymes, where the highest yields of total cellulase were obtained by agitated submerged fermentation with sugarcane bagasse pretreated with H2O2 (1%) reaching 0.265 U.mL-1 (12.915 U.g-1) by Trichoderma sp. at the sugarcane bagasse, and 0.155 U.mL-1 (7.549 U.g-1) by Aspergillus niger. Through solid state fermentations with the pretreated sugarcane bagasse the influence of initial pH and the moisture were evaluated by statistical design. In the case of the Trichoderma sp. both parameters were significant at the cellulase production, as well as the synergistic interaction, within the confidence interval of 95%, yielding 0.167 U.mL-1 (2.695 U.g-1), at the pH 7.0 and 1:9 solid-liquid ratio. For Aspergillus niger only pH was significant and the cellulase content obtained was 0.098 U.mL-1 (1.695 U.g-1) at pH 7.0. Finally, a cellulase produced by Trichoderma sp. at solid state fermentation and a commercial enzyme were used at enzymatic hydrolysis tests. The parameters hydrolysis time, enzyme dilution, concentration of Tween 80 and solid-liquid ratio of sugarcane bagasse were evaluated. The significant variables were then optimized by a central composite rotational design. The strain of Trichoderma sp. from the Amazon biome showed potential at the cellulase production and the treated sugarcane bagasse was a fine substrate for the enzymatic production. / A biomassa lignocelulósica contêm altos teores de celulose e outros polissacarídeos em sua constituição química, podendo ser hidrolisados em açúcares fermentescíveis. A geração de resíduos agroindustriais anual tem crescido resultando no acúmulo de resíduos que contribuem para a poluição do meio ambiente e na perda de materiais que possuem potencial na bioconversão a produtos de alto valor agregado, como por exemplo, biocombustíveis. Recentemente, há a necessidade de fontes energéticas de origem renovável, devido à diminuição dos combustíveis fósseis, viabilizando a conversão das biomassas lignocelulósicas via enzimas hidrolíticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de enzimas celulases por fungos lignocelulolíticos provenientes do bioma amazônico visando a bioconversão de resíduos agroindustriais. Diferentes fermentações foram realizadas, tanto em meio submerso quanto em estado sólido, através das quais selecionou-se os micro-organismos com melhor capacidade produtiva de celulases. Estudou-se a influência de parâmetros como pH, utilização de surfactante como indutor (Tween 80), aeração e agitação, além do tratamento alcalino oxidativo do bagaço de cana. Os micro-organismos que apresentaram melhor desempenho na produção das enzimas foram o Trichoderma sp. e o Aspergillus niger, sendo que os maiores níveis de celulase total foram obtidos por fermentação submersa nos ensaios agitados com bagaço de cana pré-tratado com H2O2 (1%), com 0,265 U.mL-1 (12,915 U.g-1) pelo Trichoderma sp., e 0,155 U.mL-1 (7,549 U.g-1) com Aspergillus niger. A partir de fermentações em estado sólido com o bagaço de cana pré-tratado avaliou-se a influência dos parâmetros pH inicial e umidade por planejamentos experimentais, verificando-se que para o Trichoderma sp. ambos os parâmetros, bem como a interação sinergética entre si, foram significativos dentro do intervalo de confiança de 95%, obtendo-se 0,167 U.mL-1 (2,695 U.g-1) no pH 7,0 e relação sólido-líquido 1:9. No caso do Aspergillus niger apenas o pH foi significativo e o teor de celulase obtido foi de 0,098 U.mL-1 (1,695 U.g-1) para um pH 7,0. Finalmente, a partir de uma celulase produzida por fermentação em estado sólido do Trichoderma sp. e uma enzima comercial foi realizada a avaliação da influência dos parâmetros tempo de hidrólise, diluição da enzima, concentração de Tween 80 e razão sólido-líquido do bagaço de cana sobre a hidrólise do mesmo. As variáveis significativas foram, posteriormente, otimizadas por um delineamento composto central rotacional. A cepa Trichoderma sp. proveniente do bioma amazônico apresentou potencial na produção de celulases e o o bagaço de cana submetido ao tratamento alcalino oxidativo apresentou-se como um bom substrato para a produção enzimática.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa.pdf: 1850942 bytes, checksum: 055f99877063a1e529d77540c0b94279 (MD5) Previous issue date: 2013-02-01 / Livestock, especially cattle, has been considered one of the main sectors that is responsible for global warming due to rumen methane emission and, to a lesser extent, methane emission by residues. Another concern is the correct disposal of agroindustrial residues. The wet brewery grain is considered as polluting as animal wastes. Thus, such wastes must have correct destination, so their use to feed animal is an option. The wet brewery grain has been recorded as an important substitute for fodder and/or grain in ruminants diet. Thus, this study aimed at evaluating the potential for methane production in cattle fed diets containing different levels of wet brewery grain inclusion, to replace bulky diet, with 0, 20, 25 and 30% rates in dry matter percentage. Four castrated steers, with rumen cannula were studied and distributed in a Latin square design (4x4) in four experimental periods of 21 days each (14 days of adjustment and 7 days for data collection). During the last week of each period, the animals manure and ruminal fluid were collected, whose anaerobic digestion essays were analyzed, during the period of 120 days. So, the following parameters were evaluated: removal of total and volatile solids, removal of soluble chemical oxygen demand, cumulative and daily production of methane, volatile fatty acids production (lactic, acetic, propionic and butyric), acidity/alkalinity ratio and pH of reactors. In order to record ruminal fluid, 96-hour tests were performed in the laboratory to observe the influence of wet brewery grain inclusion on methane and volatile fatty acids production inside the rumen. The statistical evaluation of the process was obtained with curves of cumulative production of methane that were adjusted according to Gompertz modified model. Tukey test was used to compare averages with 5% significance. According to these data, it is concluded that wet brewery grain inclusion influenced on methane production for these animals. There was effect of treatment and period for cumulative production of methane (L). The treatment with the largest inclusion of wet brewery residue showed the highest potential of methane production in wastes. The wet brewery residue inclusion did not affect the production of volatile fatty acids inside rumen. The cumulative methane production (mL) of ruminal fluid was influenced by the inclusion of wet brewery residue on animals diet. Nevertheless, the lowest production occurred with an increasing supply of wet brewery residue. The Gompertz modified model provided a good adjustment to the methane production data. Consequently, wet brewery residue can be considered an alternative diet to replace corn silage up to 30% (DM), since it reduces methane production inside the rumen (environmental benefit) and increases methane production from residues (energy and economic benefit). / A pecuária, sobretudo a bovina, tem sido considerada um dos principais setores responsáveis pelo aquecimento global, devido à emissão de metano ruminal e, em menor proporção, à emissão de metano pelos dejetos. Outra preocupação é a correta destinação dos resíduos agroindustriais. O resíduo úmido de cervejaria é considerado tão poluidor quanto os dejetos animais. Desta forma, é importante que este subproduto tenha destino correto e uma opção é o uso na alimentação animal. O resíduo úmido de cervejaria tem se mostrado um importante substituto para forragens e/ou grãos na dieta de ruminantes. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de produção de metano de bovinos alimentados com dietas que continham diferentes níveis de inclusão de resíduo úmido de cervejaria (RUC), em substituição ao volumoso da dieta, cujas doses foram: 0, 20, 25 e 30% em porcentagem de massa seca. Foram utilizados quatro bovinos machos, castrados, portadores de cânula ruminal, distribuídos em delineamento quadrado latino (4x4), em quatro períodos experimentais de 21 dias cada (14 dias de adaptação e 7 dias de coleta de dados). Na última semana de cada período, coletaram-se dejetos e líquido ruminal dos animais. Com os dejetos coletados, realizaram-se ensaios de biodigestão anaeróbia, no período de 120 dias, nos quais foram avaliados a remoção de sólidos totais e voláteis, a remoção da demanda química de oxigênio solúvel, a produção diária e acumulada de gás metano, a produção de ácidos graxos voláteis (lático, acético, propiônico e butírico), a relação acidez/alcalinidade e o pH dos reatores. Em relação ao líquido ruminal, foram realizados testes de 96 horas, em laboratório, para verificar a influência da inclusão de RUC na produção de gás metano e ácidos graxos voláteis no rúmen. Para a avaliação estatística do processo, utilizaram-se curvas de produção acumulada de metano, ajustadas segundo modelo de Gompertz modificado. O teste de Tukey foi adotado para comparação das médias, com nível de significância de 5%. Com os dados obtidos, conclui-se que a inclusão de resíduo úmido de cervejaria teve influência na produção de metano nesses animais; houve efeito de tratamento e período para a produção acumulada de metano (L). O tratamento com maior inclusão de resíduo úmido de cervejaria apresentou maior potencial de produção de metano nos dejetos; a inclusão de RUC não alterou o perfil de produção de ácidos graxos voláteis no rúmen; a produção acumulada de metano (mL) do líquido ruminal foi influenciada pela inclusão de resíduo úmido de cervejaria à dieta. Todavia, a menor produção ocorreu com o aumento do fornecimento de resíduo úmido de cervejaria. O modelo de Gompertz modificado apresentou bom ajuste aos dados de produção de gás metano. Logo, o resíduo úmido de cervejaria pode ser considerado alimento alternativo para substituir a silagem de milho, em até 30% (MS), uma vez que diminui a produção de metano no rúmen (benefício ambiental) e aumenta a produção de metano nos dejetos (benefício energético e econômico).

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denise A Zempulski.pdf: 2130382 bytes, checksum: 374994e9876ab99db94941e030ce4a28 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cassava is a crop widely throughout the national territory. In 2011, the national production of cassava was estimated at 27.1 million tons, achieving an increase of 9.2% compared to the 2010 harvest. Among the liquid waste processing cassava, cites the Manipueira, it is the water content of the root mass extracted in pressing grated, in making flour. Manipueira residue is more problematic, because it has high pollution load and toxic potential due to the presence of cyanogenic glycosides, may cause serious problems to the environment and aquatic life if released into waterways. Other big environmental waste when discarded improperly, are waste dairy industries. The fractionation of milk constituents by ultrafiltration results in derivatives with great nutritional value and commercial, such as the retentate (concentrate fraction composed of protein and fat) and permeates (fraction diluted comprising lactose, minerals, electrolytes, nitrogen and water). Recently there is a higher quest for use of agro-industrial waste in order to recover substances and/or materials and thus increase economic efficiency of production processes. The application of agro-industrial residues in bioprocesses is used like alternative substrate, and a help to solve the problem of pollution in the processes of industrialization, where anaerobic digestion stands out due to its many favorable characteristics. One way to minimize environmental impacts and add value to the effluent is its use in the production of volatile fatty acids (VFA) production via anaerobic fermentation, which is the main objective of this work. All fermentations were performed at 30 ° C and 80 rpm with pig inoculum. Initially made up four fermentations, changing the substrate used (cassava, starchy hydrolyzate, whey permeate and synthetic medium) where obtained better results of VFA concentrations with cheese whey permeated and Manipueira. So, with these two substrates, was done the test without light (dark fermentation), and this new detail was responsible to increase the production of VFA in 38% for the manipueira and 20% for the permeate. Following an experimental design 22 was carried out with in quadruplicate central point for Manipueira, where they were tested three levels of glucose concentration (9, 19 e 29 g.L-1) and sodium bicarbonate (0.21, 1.71 and 3.21 g.L-1), and glucose concentrations of 29 g.L-1 and bicarbonate 3.21 g.L-1 that resulted in the increased production of VFA (1941,4 mg L-1 in 23 h) representing an increase of 77,3% in production. For the cheese whey permeate also was done test changing the glucose (75, 45 e 25 g.L-1) and alkalinity (7,7, 8,14, 9,2, 10,26 e 10,7 g.L-1). The best levels founded in this work for the permeate are 45 g.L-1 of glucose and 10,26 g.L-1 of alkalinity, resulting in 4115,16 mg.L-1 of VFA in 41 h. / A mandioca é uma cultura amplamente difundida por todo o território nacional. Em 2011, a produção nacional de mandioca foi estimada em 27,1 milhões de toneladas, obtendo uma variação positiva de 9,2% em relação à safra de 2010. Entre os resíduos líquidos do processamento da mandioca, cita-se a manipueira, que caracteriza a água de constituição da raiz, extraída na prensagem da massa ralada, na confecção da farinha. A manipueira é o resíduo mais problemático, por possuir elevada carga poluente e potencial tóxico devido à presença de glicosídeos cianogênicos, podendo causar sérios problemas ao meio ambiente e à vida aquática quando descartada inadequadamente. Outros resíduos de grande impacto ambiental quando descartados incorretamente, são os resíduos de indústrias de laticínio. O fracionamento dos constituintes do leite por ultrafiltração resulta em derivados de grande valor nutricional e comercial, como o retentado (fração concentrada composta por proteínas e gordura) e o permeado (fração diluída composta por lactose, sais minerais, eletrólitos, compostos nitrogenados e água). Recentemente há uma maior busca pelo uso de resíduos agroindustriais visando recuperar substâncias e/ou materiais e deste modo aumentar a eficiência econômica dos processos de produção. A aplicação de resíduos agroindustriais em bioprocessos é uma alternativa observada na forma de substratos, e uma ajuda para solucionar o problema da poluição nos processos de agroindustrialização, onde a digestão anaeróbia destaca-se devido as suas diversas características favoráveis. Uma das maneiras de minimizar os impactos ambientais e agregar valor ao efluente é a sua utilização na produção de ácidos graxos voláteis (AGVs) via fermentação anaeróbia, sendo este o objetivo principal deste trabalho. Todas as fermentações foram realizadas a 30ºC e 80 rpm com inoculo suíno. Inicialmente fez-se 4 fermentações, variando o substrato utilizado (manipueira, hidrolisado amiláceo, permeado de soro de queijo e meio sintético) onde obteve-se maiores resultados de concentração de AGVs com a manipueira e o permeado. Seguiram-se os estudos com estes dois substratos, fazendo-se o teste de ausência de luminosidade (fermentação escura), sendo esta estratégia responsável pelo aumento de 38% na produção de AGVs para a manipueira e 20% para o permeado. A seguir foi realizado um planejamento experimental 22 com quadruplicata no ponto central para a manipueira, onde foram testados 3 níveis de concentração de glicose (9, 19 e 29 g.L-1) e bicarbonato de sódio (0,21, 1,51 e 3,21 g.L-1), sendo as concentrações de glicose de 29 g.L-1 e bicarbonato de 3,21 g.L-1 as que resultaram em maior produção de AGV (1941,4 mg.L-1 em 23 h) representando um acréscimo de 77,3% na produção. Para o permeado de soro de queijo também foram realizados testes variando níveis de glicose (75, 45 e 25 g.L-1) e alcalinidade do meio (7,7, 8,14, 9,2, 10,26 e 10,7 g.L-1). Os níveis que apresentaram melhor resultado foram 45 g.L-1 de glicose e 10,26 g.L-1 de alcalinidade, resultando em 4115,16 mg.L-1 de AGVs em 41h.