Stuttgart, Universiẗat, Diss., 1999.

As indústrias de alimentos têm procurado desenvolver novas tecnologias visando à obtenção de produtos mais saudáveis que possuam características sensoriais apreciadas pelo consumidor. Entre os produtos alimentícios, os óleos e gorduras podem ser destacados em função de sua importância nas características sensoriais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi otimizar as condições reacionais e operacionais para reestruturação da gordura de leite por interesterificação enzimática com óleo de soja, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em matriz híbrida orgânico-inorgânica sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA). Nas primeiras etapas do trabalho, o sistema imobilizado foi empregado na condução das reações em modo batelada em reator de tanque agitado, por 48 h. As condições reacionais que favoreceram a maximização do grau de interesterificação (GI), minimização do teor de ácidos graxos livres e obtenção de produto interesterificado com consistência na faixa ideal (200 a 800 g/cm2) foram: 65% de gordura de leite na mistura reacional, 500 unidades de atividade por grama de meio, 10% de umidade no derivado imobilizado e temperatura de reação de 45 ºC. Nessas condições, obteve-se um produto interesterificado com consistência de 385 gf/cm2. Em seguida, foram realizados testes de interesterificação da gordura de leite com óleo de soja em reator de tanque agitado operando em batelada com a adaptação de cesta (central ou lateral) no seu interior, para isolar o sistema imobilizado do contato com as partes mecânicas do agitador. A cesta na configuração central foi selecionada, uma vez que em 4h de reação permitiu a obtenção de um produto interesterificado com adequado valor de consistência (387 gf/cm2), mais elevado grau de interesterificação (8,01%) e mais baixo teor de ácidos graxos livres (4,61 %), além da maior facilidade no manuseio, se comparado à cesta lateral. Nos testes em reatores operando em modo contínuo, empregou-se a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA, por adsorção física. Foram efetuadas quatro reações em leito fixo, e avaliadas duas fontes comerciais distintas de gordura. A partir da interesterificação da gordura de leite oriunda de uma das marcas comerciais avaliadas, obteve-se um produto com consistência adequada (712,08 gf/cm2), em apenas 12 minutos. Finalmente, foram realizadas duas reações em leito fluidizado empregando-se a lipase comercial Novozym® 435 e a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA. Os resultados revelaram que a lipase de Rhizopus oryzae representa um biocatalisador com potencial para modificação da gordura de leite, uma vez que apresentou maior redução percentual (52,31 %) da consistência dos produtos em relação à mistura reacional, comparativamente aos resultados observados empregando-se Novozym® 435 (33,97 %) como biocatalisador. Os resultados obtidos foram satisfatórios e permitiram a determinação de condições de processo em diferentes tipos de biorreatores, contribuindo com o desenvolvimento de tecnologias nacionais de processos enzimáticos em escala industrial para a fabricação de produtos de interesse econômico e social. / The food industries have been interested to develop new technologies to obtain healthier products with sensory characteristics appreciated by the consumer. Among food products, oil and fat could be highlighted due to their importance in sensory characteristics. In this matter, the purpose of this study has been to optimize the reaction and operational conditions to restructure fat of milk by enzymatic interesterification with soybean oil, using immobilized lipase of Rhizopus oryzae in organic-inorganic polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) hybrid matrix. Firstly, the immobilized system has been used in the reactions on batch mode in stirred tank reactor for 48 hours. The reaction conditions that allowed the maximization of the interesterification degree, the minimization of the free fatty acids content and to have an interesterified product with the consistency in the target range (200 to 800 g/cm2) were: 65% milk fat in the reaction mixture, 500 units of activity per gram of medium, 10% humidity in the immobilized derivative and reaction temperature of 45 ºC. Under these conditions, an interesterified product with 385 gf/cm2 consistency was obtained. Following, tests of interesterification of milk fat with soybean oil were carried out in stirred tank reactor in batch mode and with a basket (central or lateral) inside the vessel aiming to isolate the immobilized system of the contact with mechanical parts of the mixer. The basket in the central configuration has been selected because, in 4 hours of reaction, it allowed to obtain an interesterified product with an adequate value of consistency (387.00 gf/cm2), the highest interesterification degree (8.01%) and the lowest free fatty acids content (4.61%), besides an easy handling compared to the lateral basket configuration. In tests on reactors operating in continuous mode, Rhizopus oryzae lipase immobilized by physical adsorption in SiO2-PVA was used. Four reactions have been performed in packed bed reactor, and two different commercial sources of fat have been evaluated. In the interesterification of milk fat of one of the commercial marks evaluated, a product with adequate consistency (712.08 gf/cm2) was obtained in just 12 minutes. Finally, two reactions in fluidized bed have been performed using the commercial lipase Novozym® 435 and Rhizopus oryzae lipase immobilized in SiO2-PVA. The results showed the Rhizopus oryzae lipase is a biocatalyst with potential for modification of milk fat, considering its use resulted in a higher percentual reduction (52.31 %) of the products consistency in relation to the reaction mixture, comparatively to the observed when Novozym® 435 (33.97 %) was used as biocatalyst. The obtained results were satisfactory and allowed the determination of process conditions in different kinds of bioreactors, besides to contribute to the development of national technologies of enzymatic processes in industrial scale for the manufacturing of products of economic and social interest.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da interesterificação enzimática da gordura de leite com óleos de canola e castanha-do-pará nas propriedades do produto alimentício obtido, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA) como catalisador. Considerou-se desejável a obtenção de um produto que, ao incorporar parte dos ácidos graxos insaturados e essenciais presentes nos óleos, apresentasse boa espalhabilidade sob temperatura de refrigeração. Na primeira etapa as propriedades das matérias-primas foram determinadas aplicando técnicas oficiais de análise e verificou-se que todas apresentaram características de acordo com a legislação brasileira para uso em produtos alimentícios. Em seguida, foram testados dois métodos (adsorção física e ligação covalente) para efetuar a imobilização da lipase selecionada em SiO2-PVA e os resultados obtidos indicaram a adequação do procedimento de adsorção física. As condições otimizadas para conduzir as reações de interesterificação enzimática de blendas binárias de gordura de leite e óleo de canola, e de gordura de leite e óleo de castanha-do-pará, foram determinadas por planejamento composto central (CCD) constituído de 11 experimentos. A influência das variáveis temperatura (45-65?C) e teor de gordura no meio reacional (50-80%) foi avaliada simultaneamente, considerando como variáveis-resposta o grau de interesterificação (GI) e a consistência dos produtos. Modelos empíricos que possibilitaram a seleção de condições para obtenção de produtos interesterificados com satisfatória espalhabilidade (consistência entre 200 e 800 gf/cm²) foram compostos e confirmados para cada caso. Para a blenda gordura de leite e óleo de canola, as condições selecionadas corresponderam a um meio contendo 65% de gordura e 35% de óleo e incubado a 45°C por 12 h. Nessas condições foram obtidos produtos com consistência de 700 gf/cm². No caso da blenda gordura de leite e óleo de castanha-dopará, produtos interesterificados que atendem o parâmetro desejado (200-800 gf/cm²) foram obtidos empregando-se um meio contendo 50% de gordura e 50% do óleo, incubados a 45°C por 24 h. Reações de interesterificação de blendas ternárias de gordura de leite, óleo de canola e óleo de castanha-do-pará foram também efetuadas de acordo com um planejamento de misturas, constituído de 17 experimentos visando avaliar a influência da proporção de cada componente da blenda na consistência do produto interesterificado. Na faixa de variação investigada, o uso de blendas contendo 56% de gordura de leite, 22% de óleo de canola e 22% de óleo de castanha-do-pará incubadas por 3 h a 45°C resultou em produtos interesterificados com satisfatória consistência e plasticidade (634 gf/cm²). O desempenho das reações enzimáticas conduzidas sob aquecimento convencional e não convencional (irradiação de micro-ondas) foi ainda avaliado para as blendas binárias nas condições preditas pelo planejamento composto central, não sendo observada interferência das micro-ondas na atuação da enzima, obtendo-se produtos interesterificados com valores similares de consistência. Os dados obtidos sugerem que o processo de interesterificação enzimática catalisado pela lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA foi eficaz para a modulação das características de plasticidade dos produtos obtidos empregando tanto misturas binárias como ternárias. / The objective of this work was to assess the effect of the enzymatic interesterification of milkfat with canola oil and Brazil nut oil on the properties of the resulting food product, using Rhizopus oryzae lipase immobilized on silica-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) as catalyst. The work was carried out considering as desirable to obtain a more spreadable product under domestic refrigerated conditions as well as enriched with unsaturated and essential fatty acids. Firstly, the properties of the raw materials were determined by applying official analysis techniques and results indicated that all raw materials were in agreement with the Brazilian legislation to food products. Then, two methodologies (physical adsorption and covalent binding) were tested for immobilizing the selected lipase on SiO2-PVA and physical adsorption was found to be the most suitable procedure. The optimized conditions to perform the enzymatic interesterification reactions of binary blends (milkfat and canola oil and milkfat and Brazil nut oil) were determined by central composite design (CCD), leading to a set of 11 runs. The influence of the variables, temperature (45-65°C) and the content of milk fat in the reaction medium (50-80%), was assessed simultaneously, taking the interesterification degree (ID) and consistency (10°C) as response variables. Empiric models were composed and confirmed for each case to establish conditions at which products with satisfactory spreadability (consistency in the range from 200 and 800 gf/cm²) can be obtained. For the milkfat and canola oil blend, the established conditions corresponded to a medium containing 65% of milk fat and 35% of oil, and lipase incubated at 45°C for 12 h. In these conditions, products with consistency of 700 gf/cm² were obtained. In the case of milkfat and Brazil nut oil blend, interesterified products with desirable parameter (200 and 800 gf/cm²) were obtained from reactions carried out with medium containing 50% of milk fat and 50% of oil, and lipase incubated at 45°C for 24 h. Interesterification reactions of ternary blends of milkfat, canola oil and Brazil nut oil were also carried out according to a mixture design with 17 runs to assess the influence of the mass proportion of each compound in the blend on the consistency of the interesterified products. In the range studied, the use of blends with 56% of milkfat, 22% of canola oil and 22% of Brazil nut oil and incubation at 45°C for 3 h resulted in products with satisfactory consistency and plasticity (634 gf/cm²). The performance of enzymatic reactions carried out under conventional and non-conventional (microwave irradiation) heating was also assessed for binary blends under the conditions predicted by the central composite design, and no interference of the microwave in the enzyme action was observed, resulting in interesterified products with similar values of consistency. The results obtained suggested that the process of enzymatic interesterification catalyzed by Rhizopus oryzae immobilized on SiO2-PVA was effective in modulating the plasticity properties of the products obtained using both binary and ternary blends.

As indústrias de alimentos têm procurado desenvolver novas tecnologias visando à obtenção de produtos mais saudáveis que possuam características sensoriais apreciadas pelo consumidor. Entre os produtos alimentícios, os óleos e gorduras podem ser destacados em função de sua importância nas características sensoriais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi otimizar as condições reacionais e operacionais para reestruturação da gordura de leite por interesterificação enzimática com óleo de soja, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em matriz híbrida orgânico-inorgânica sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA). Nas primeiras etapas do trabalho, o sistema imobilizado foi empregado na condução das reações em modo batelada em reator de tanque agitado, por 48 h. As condições reacionais que favoreceram a maximização do grau de interesterificação (GI), minimização do teor de ácidos graxos livres e obtenção de produto interesterificado com consistência na faixa ideal (200 a 800 g/cm2) foram: 65% de gordura de leite na mistura reacional, 500 unidades de atividade por grama de meio, 10% de umidade no derivado imobilizado e temperatura de reação de 45 ºC. Nessas condições, obteve-se um produto interesterificado com consistência de 385 gf/cm2. Em seguida, foram realizados testes de interesterificação da gordura de leite com óleo de soja em reator de tanque agitado operando em batelada com a adaptação de cesta (central ou lateral) no seu interior, para isolar o sistema imobilizado do contato com as partes mecânicas do agitador. A cesta na configuração central foi selecionada, uma vez que em 4h de reação permitiu a obtenção de um produto interesterificado com adequado valor de consistência (387 gf/cm2), mais elevado grau de interesterificação (8,01%) e mais baixo teor de ácidos graxos livres (4,61 %), além da maior facilidade no manuseio, se comparado à cesta lateral. Nos testes em reatores operando em modo contínuo, empregou-se a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA, por adsorção física. Foram efetuadas quatro reações em leito fixo, e avaliadas duas fontes comerciais distintas de gordura. A partir da interesterificação da gordura de leite oriunda de uma das marcas comerciais avaliadas, obteve-se um produto com consistência adequada (712,08 gf/cm2), em apenas 12 minutos. Finalmente, foram realizadas duas reações em leito fluidizado empregando-se a lipase comercial Novozym® 435 e a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA. Os resultados revelaram que a lipase de Rhizopus oryzae representa um biocatalisador com potencial para modificação da gordura de leite, uma vez que apresentou maior redução percentual (52,31 %) da consistência dos produtos em relação à mistura reacional, comparativamente aos resultados observados empregando-se Novozym® 435 (33,97 %) como biocatalisador. Os resultados obtidos foram satisfatórios e permitiram a determinação de condições de processo em diferentes tipos de biorreatores, contribuindo com o desenvolvimento de tecnologias nacionais de processos enzimáticos em escala industrial para a fabricação de produtos de interesse econômico e social. / The food industries have been interested to develop new technologies to obtain healthier products with sensory characteristics appreciated by the consumer. Among food products, oil and fat could be highlighted due to their importance in sensory characteristics. In this matter, the purpose of this study has been to optimize the reaction and operational conditions to restructure fat of milk by enzymatic interesterification with soybean oil, using immobilized lipase of Rhizopus oryzae in organic-inorganic polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) hybrid matrix. Firstly, the immobilized system has been used in the reactions on batch mode in stirred tank reactor for 48 hours. The reaction conditions that allowed the maximization of the interesterification degree, the minimization of the free fatty acids content and to have an interesterified product with the consistency in the target range (200 to 800 g/cm2) were: 65% milk fat in the reaction mixture, 500 units of activity per gram of medium, 10% humidity in the immobilized derivative and reaction temperature of 45 ºC. Under these conditions, an interesterified product with 385 gf/cm2 consistency was obtained. Following, tests of interesterification of milk fat with soybean oil were carried out in stirred tank reactor in batch mode and with a basket (central or lateral) inside the vessel aiming to isolate the immobilized system of the contact with mechanical parts of the mixer. The basket in the central configuration has been selected because, in 4 hours of reaction, it allowed to obtain an interesterified product with an adequate value of consistency (387.00 gf/cm2), the highest interesterification degree (8.01%) and the lowest free fatty acids content (4.61%), besides an easy handling compared to the lateral basket configuration. In tests on reactors operating in continuous mode, Rhizopus oryzae lipase immobilized by physical adsorption in SiO2-PVA was used. Four reactions have been performed in packed bed reactor, and two different commercial sources of fat have been evaluated. In the interesterification of milk fat of one of the commercial marks evaluated, a product with adequate consistency (712.08 gf/cm2) was obtained in just 12 minutes. Finally, two reactions in fluidized bed have been performed using the commercial lipase Novozym® 435 and Rhizopus oryzae lipase immobilized in SiO2-PVA. The results showed the Rhizopus oryzae lipase is a biocatalyst with potential for modification of milk fat, considering its use resulted in a higher percentual reduction (52.31 %) of the products consistency in relation to the reaction mixture, comparatively to the observed when Novozym® 435 (33.97 %) was used as biocatalyst. The obtained results were satisfactory and allowed the determination of process conditions in different kinds of bioreactors, besides to contribute to the development of national technologies of enzymatic processes in industrial scale for the manufacturing of products of economic and social interest.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da interesterificação enzimática da gordura de leite com óleos de canola e castanha-do-pará nas propriedades do produto alimentício obtido, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA) como catalisador. Considerou-se desejável a obtenção de um produto que, ao incorporar parte dos ácidos graxos insaturados e essenciais presentes nos óleos, apresentasse boa espalhabilidade sob temperatura de refrigeração. Na primeira etapa as propriedades das matérias-primas foram determinadas aplicando técnicas oficiais de análise e verificou-se que todas apresentaram características de acordo com a legislação brasileira para uso em produtos alimentícios. Em seguida, foram testados dois métodos (adsorção física e ligação covalente) para efetuar a imobilização da lipase selecionada em SiO2-PVA e os resultados obtidos indicaram a adequação do procedimento de adsorção física. As condições otimizadas para conduzir as reações de interesterificação enzimática de blendas binárias de gordura de leite e óleo de canola, e de gordura de leite e óleo de castanha-do-pará, foram determinadas por planejamento composto central (CCD) constituído de 11 experimentos. A influência das variáveis temperatura (45-65?C) e teor de gordura no meio reacional (50-80%) foi avaliada simultaneamente, considerando como variáveis-resposta o grau de interesterificação (GI) e a consistência dos produtos. Modelos empíricos que possibilitaram a seleção de condições para obtenção de produtos interesterificados com satisfatória espalhabilidade (consistência entre 200 e 800 gf/cm²) foram compostos e confirmados para cada caso. Para a blenda gordura de leite e óleo de canola, as condições selecionadas corresponderam a um meio contendo 65% de gordura e 35% de óleo e incubado a 45°C por 12 h. Nessas condições foram obtidos produtos com consistência de 700 gf/cm². No caso da blenda gordura de leite e óleo de castanha-dopará, produtos interesterificados que atendem o parâmetro desejado (200-800 gf/cm²) foram obtidos empregando-se um meio contendo 50% de gordura e 50% do óleo, incubados a 45°C por 24 h. Reações de interesterificação de blendas ternárias de gordura de leite, óleo de canola e óleo de castanha-do-pará foram também efetuadas de acordo com um planejamento de misturas, constituído de 17 experimentos visando avaliar a influência da proporção de cada componente da blenda na consistência do produto interesterificado. Na faixa de variação investigada, o uso de blendas contendo 56% de gordura de leite, 22% de óleo de canola e 22% de óleo de castanha-do-pará incubadas por 3 h a 45°C resultou em produtos interesterificados com satisfatória consistência e plasticidade (634 gf/cm²). O desempenho das reações enzimáticas conduzidas sob aquecimento convencional e não convencional (irradiação de micro-ondas) foi ainda avaliado para as blendas binárias nas condições preditas pelo planejamento composto central, não sendo observada interferência das micro-ondas na atuação da enzima, obtendo-se produtos interesterificados com valores similares de consistência. Os dados obtidos sugerem que o processo de interesterificação enzimática catalisado pela lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA foi eficaz para a modulação das características de plasticidade dos produtos obtidos empregando tanto misturas binárias como ternárias. / The objective of this work was to assess the effect of the enzymatic interesterification of milkfat with canola oil and Brazil nut oil on the properties of the resulting food product, using Rhizopus oryzae lipase immobilized on silica-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) as catalyst. The work was carried out considering as desirable to obtain a more spreadable product under domestic refrigerated conditions as well as enriched with unsaturated and essential fatty acids. Firstly, the properties of the raw materials were determined by applying official analysis techniques and results indicated that all raw materials were in agreement with the Brazilian legislation to food products. Then, two methodologies (physical adsorption and covalent binding) were tested for immobilizing the selected lipase on SiO2-PVA and physical adsorption was found to be the most suitable procedure. The optimized conditions to perform the enzymatic interesterification reactions of binary blends (milkfat and canola oil and milkfat and Brazil nut oil) were determined by central composite design (CCD), leading to a set of 11 runs. The influence of the variables, temperature (45-65°C) and the content of milk fat in the reaction medium (50-80%), was assessed simultaneously, taking the interesterification degree (ID) and consistency (10°C) as response variables. Empiric models were composed and confirmed for each case to establish conditions at which products with satisfactory spreadability (consistency in the range from 200 and 800 gf/cm²) can be obtained. For the milkfat and canola oil blend, the established conditions corresponded to a medium containing 65% of milk fat and 35% of oil, and lipase incubated at 45°C for 12 h. In these conditions, products with consistency of 700 gf/cm² were obtained. In the case of milkfat and Brazil nut oil blend, interesterified products with desirable parameter (200 and 800 gf/cm²) were obtained from reactions carried out with medium containing 50% of milk fat and 50% of oil, and lipase incubated at 45°C for 24 h. Interesterification reactions of ternary blends of milkfat, canola oil and Brazil nut oil were also carried out according to a mixture design with 17 runs to assess the influence of the mass proportion of each compound in the blend on the consistency of the interesterified products. In the range studied, the use of blends with 56% of milkfat, 22% of canola oil and 22% of Brazil nut oil and incubation at 45°C for 3 h resulted in products with satisfactory consistency and plasticity (634 gf/cm²). The performance of enzymatic reactions carried out under conventional and non-conventional (microwave irradiation) heating was also assessed for binary blends under the conditions predicted by the central composite design, and no interference of the microwave in the enzyme action was observed, resulting in interesterified products with similar values of consistency. The results obtained suggested that the process of enzymatic interesterification catalyzed by Rhizopus oryzae immobilized on SiO2-PVA was effective in modulating the plasticity properties of the products obtained using both binary and ternary blends.

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O processo mais utilizado para a síntese do biodiesel é a transesterificação, gerando ésteres monoalquílicos. Durante a produção do biodiesel, há o surgimento de coprodutos indesejáveis e a presença de residuais de matérias primas não processadas que se encontram dissolvidas ao final da reação. Com isso, se faz necessário que ocorra um processo de tratamento dessas impurezas, constituídas por glicerol livre, sabão, além de conter álcool, catalisador e óleo emulsionado que não foram reagidos durante a produção do biodiesel. Este trabalho visa caracterizar o efluente gerado pelo processo de purificação do biodiesel, além de avaliar alternativas de tratamento deste efluente oleoso utilizando um método biotecnológico. O efluente foi caracterizado pelos parâmetros: pH, turbidez, condutividade, DQO, DBO₅, sólidos totais (fixos, voláteis), sólidos dissolvidos totais, temperatura e teor de óleos e graxas. A lipase utilizada no tratamento do efluente foi produzida originalmente a partir de otimização dos dados obtidos na literatura. O fungo utilizado para a produção da lipase foi o Rhizopus oryzae e os melhores resultados experimentais foram modelados com o emprego do planejamento fatorial, que conteve fonte de carbono (glicerina residual), fonte de nitrogênio (peptona e NaNO₃) e Tween 20 como variáveis do estudo estatístico. A etapa seguinte da pesquisa foi a realização de um novo planejamento fatorial destinado à aplicação dessa lipase visando o tratamento do efluente de biodiesel. Nesse processo, utilizaram-se pH, concentração de goma arábica (solução a 7% m/V) e concentração da lipase como variáveis deste estudo estatístico. Ressalta-se que a remoção do teor de óleos e graxas e DQO do efluente foram avaliadas nesta modelagem estatística. Experimentalmente, foi observado que o efluente coletado apresentava elevado teor de óleos e graxas, DQO e carga orgânica. O planejamento fatorial de produção da lipase constatou que todas as variáveis utilizadas no modelo foram significativas, entretanto, a fonte de carbono foi a que se mostrou a mais importante dentre as demais. A atividade enzimática máxima da lipase obtida foi de 389,62 U.L⁻¹. Com relação ao resultado obtido no planejamento fatorial de aplicação da lipase no tratamento do efluente, foi possível verificar que todas as variáveis foram significativas, porém o volume de solução de goma arábica aplicada foi o mais evidenciado, pelo fato de os ensaios que utilizaram a maior aplicação dessa variável terem obtido os menores resultados de TOG e de DQO em comparação a todo o planejamento, 60 mg.L⁻¹ e 207.783,6 mg.L⁻¹ respectivamente. A melhor condição obtida com o tratamento enzimático no efluente de biodiesel resultou numa eficiência de remoção de DQO e de TOG em 29,4% e 99,2% respectivamente. Esses resultados indicam que o tratamento proposto mesmo obtendo remoções consideráveis de DQO e TOG, ainda não permite o descarte deste efluente tratados no meio ambiente, de acordo com a resolução CONAMA 357/2005. / Biodiesel is produced from vegetable oils or animal fats, alcohol and a catalyst. The most used process for the synthesis of biodiesel is the transesterification, generating monoalkyl esters. During the production of biodiesel, occur the appearance of undesirable coproducts and the presence of residuals of raw materials that are dissolved with the product at the end of the reaction. Therefore, it is necessary to have a process of treatment of these impurities, constituted by free glycerol, soap, besides containing alcohol, catalyst and emulsified oil that were not reacted during the biodiesel production. This work aims to characterize the effluent generated by the biodiesel purification process, besides evaluating alternatives for treatment of this oily effluent using a biotechnological method. The effluent was characterized by: pH, turbidity, conductivity, COD, BOD5, total solids (fixed, volatile), total dissolved solids, temperature and content of oils and greases. The lipase used in the treatment of the effluent was originally produced from optimization of data obtained in the literature. The fungus used to produce lipase was Rhizopus oryzae and the best experimental results were modeled using DOE, using carbon source (residual glycerin), nitrogen source (peptone and NaNO3) and Tween 20 as variables for the Statistical study. The next stage of the research was the realization of a new experimental design for the application of this lipase for the treatment of the biodiesel effluent. In this process, pH, gum arabic concentration (7% w / v solution) and lipase concentration were used as variables in this Statistical study. It should be noted that the removal of the oils and grease content and COD of the effluent were evaluated in this statistical modeling. Experimentally, it was observed that the collected effluent presented high content of oils and greases, COD and organic load. The factorial design of lipase production found that all the variables used in the model were significant, however, the carbon source was the most important of the others. The maximum enzymatic activity of lipase obtained was 389.62 U.L⁻¹. Regarding the results obtained in the factorial design of lipase application in the treatment of the effluent, it was possible to verify that all the variables were significant, but the volume of solution of gum arabic applied was the most evidenced, since the tests that used the largest Application of this variable obtained the lowest TOG and COD results compared to the whole planning, 60 mg.L⁻¹ and 207,783.6 mg.L⁻¹, respectively. The best condition obtained with the enzymatic treatment in the biodiesel effluent resulted in a COD removal and TOG removal efficiency of 29.4% and 99.2%, respectively. These results indicate that the proposed treatment, even obtaining considerable removals of COD and TOG, still does not allow the disposal of this effluent treated in the environment, according to CONAMA Resolution 357/2005.

abstract: The intracellular motility seen in the cytoplasm of angiosperm plant pollen tubes is known as reverse fountain cytoplasmic streaming (i.e., cyclosis). This effect occurs when organelles move anterograde along the cortex of the cell and retrograde down the center of the cell. The result is a displacement of cytoplasmic volume causing a cyclic motion of organelles and bulk liquid. Visually, the organelles appear to be traveling in a backwards fountain hence the name. The use of light microscopy bioimaging in this study has documented reverse fountain cytoplasmic streaming for the first time in fungal hyphae of Rhizopus oryzae and other members in the order Mucorales (Mucoromycota). This is a unique characteristic of the mucoralean fungi, with other fungal phyla (e.g., Ascomycota, Basidiomycota) exhibiting unidirectional cytoplasmic behavior that lacks rhythmic streaming (i.e., sleeve-like streaming). The mechanism of reverse fountain cytoplasmic streaming in filamentous fungi is currently unknown. However, in angiosperm plant pollen tubes it’s correlated with the arrangement and activity of the actin cytoskeleton. Thus, the current work assumes that filamentous actin and associated proteins are directly involved with the cytoplasmic behavior in Mucorales hyphae. From an evolutionary perspective, fungi in the Mucorales may have developed reverse fountain cytoplasmic streaming as a method to transport various organelles over long and short distances. In addition, the mechanism is likely to facilitate driving of polarized hyphal growth. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Molecular and Cellular Biology 2020

Jordens befolkning förväntas ha överstigit 9 miljarder till 2050, vilket leder till en ökning av matbehov med 70%. Ungefär en tredjedel av all producerad mat slängs idag, speciellt grönsaker, bröd och annan mat med kort hållbarhetsdatum. Det är väldigt viktigt att hitta sätt att minska och återanvända avfallet om miljöpåverkan ska kunna minskas. Brödrester är en stor del av Sveriges totala matavfall och använt spannmål (BSG) står för den största delen av biprodukter från bryggningsindustrin. De kan tillsammans användas som substrat för att fermentera en svampburgare som är rik på näring och protein. Denna studien syftar till att bestämma vilken filamentös svamp, N. intermedia eller R. oryzae, som ger de bästa resultaten med avseende på konsistens, proteininnehåll, smak och utseende. Detta gjordes genom textur- och proteinanalys på svampburgarna. Ingen av svamparna utmärkte sig med märkvärt bättre resultat gällande konsistensen, men resultaten för studien hade en del osäkerheter i resultatet på grund av otillräcklig tillväxt. Med avseende på smak var N. intermedia att föredra, då den hade en sötare och mer behaglig smak. Vad gäller utseende så ser båda burgarna väldigt aptitliga ut, och de anses ha stor potential som köttsubstitut, men vidare forskning inom området krävs. / Earth’s population is expected to have exceeded 9 billion people by 2050, leading to a 70% increase in food demand. Today, approximately one quarter to one third of all food produced goes to waste, especially vegetables, bread and other foods with short shelf life. Finding ways to reduce and reuse the waste is very important if the impact on the environment is to be decreased. Stale bread accounts for a large part of Sweden’s total food waste and brewers spent grain (BSG) is the brewing industry’s major by-product. Combined, they can be used as a substrate to produce a fungal fermented burger, rich in nutrients and protein. This study aims to determine which fungus, N. intermedia and R. oryzae, provides the best results regarding texture, protein content, taste and appearance. This was done by performing texture analysis and protein analysis on the fermented burgers. None of the fungi showed significantly better results than the other regarding texture. However, the results from this study have a few uncertainties due to lack of growth. The fungus that was preferred when considering taste was N. intermedia, which had a sweeter and more pleasant taste in general. Regarding the appearance of the fermented burgers, they are very different but they both are equally as appealing to the eye. The fermented burgers show great potential as meat substitute, but extended research is required.

Depending on the previous research on LDHA gene silencing in Rhizopus oryzae CCUG 28959 through introduction of siRNA, a integral vector was constructed by inserting two copies of LDHA gene (by PCR cloning) in a fashion that it can express hpRNA in the transformed fungi, which will trigger the post transcriptional degradation of targeted mRNA through RNA degradation pathway which is known to be quelling in fungi.The vector was successfully designed with the LDHA gene, transformed in to the host organism, and also transferred to its progeny. This helps in maintaining stability of the transformed cell lines. This created vector will be advantageous at this point when compared to the use of siRNA for gene silencing, which is not a stable way. In the future, this vector can be used for down regulating other genes of interest in R. oryzae and can also be used for studying its effect on other metabolic pathways.In this study, Hygromycin resistance to the R. oryzae CCUG 28959 was shown at levels up to 1000 μg/ml, which has not been reported previously. / Program: MSc in Resource Recovery - Industrial Biotechnology

RNA silencing with direct delivery of siRNA has been used to suppress ldhA gene expression in filamentous fungus Rhizopus oryzae. Here, for the first time we show that, introducing small interfering RNA which consequently forms silencing complexes can alter the gene expression and we report a significant reduction of lactic acid production for isolates containing short (25 nt) synthetic siRNA. In all samples lactic acid production was reduced comparing with wild types. The average concentration of lactic acid production by Rhizopus oryzae during batch fermentation process where glucose has been used as a sole carbon source, diminished from 2.06 g/l in wild types to 0.36 g/l in knockdown samples which signify 5.7 times decrease. Interestingly, the average concentration of ethanol production was increased from 0.38 g/l in wild types to 0.45 g/l in knockdown samples. In some samples we were able to report even a 10 fold decrease in lactic acid production. Since R.oryzae is capable to assimilate a wide range of carbohydrates hydrolysed from lignocellulosic material in order to produce many economically valuable bulk material such as ethanol, these results suggest that RNA silencing is a useful method for industrial biotechnology to be applied in fungus Rhizopus oryzae in order to trigger the metabolism and gene expression toward a desired product.