Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-02-17T14:23:55Z No. of bitstreams: 1 arquvo total.pdf: 2016983 bytes, checksum: d4a44272374a4acd45f6a231133da641 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T14:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquvo total.pdf: 2016983 bytes, checksum: d4a44272374a4acd45f6a231133da641 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / Beauveria bassiana is an entomopathogenic fungus used in the biological control of insect pests in agriculture. The production costs of its conidia, on a large scale, in the standard substrate (rice) currently used, affects the production process. Finding alternatives as a way of minimizing process costs has led to the need to investigate the efficiency of alternative substrates that, in addition to important nutritional properties, have high availability and low cost. Entomopathogenic fungi produce enzymes that are involved in the process of pathogenicity and virulence. However, when stimulated by specific substrates they can produce enzymes of biotechnological interest. Thus, the objective of this work was to analyze the potential of different substrates (algaroba fiber, malt residues, acerola seeds and fibers, and sugarcane bagasse) for conidiogenesis and enzymatic production (solid state fermentation) from of B. bassiana. The experiments for the production and viability of the conidia were carried out in triplicate, in erlernmeyer (250 mL) containing 30 g of each substrate, 0.3 μL of the conidial suspension (1 x 106 conidia/mL), humidity of 70 ± 10 % and Temperature (T = 29 ± 1 ° C). After 10 days of incubation, the rice substrates (standard medium) (2.00 × 106 conidia/g substrate), malt A (1.22 × 106 conidia/g), malt B (1.75 × 106 conidia/g), and algaroba fiber (2.36 x 106 conidia/g) provided higher conidia production. The viability of the conidia produced in these same substrates did not differ statistically among them, with a germination percentage of 99.96; 90.04; 93.17 and 98.21 %, respectively. The pathogenicity of the B. bassiana conidia produced on the different substrates was evaluated in the coconut termite. The mortality rate of infected termites did not differ statistically, surpassing 80 % mortality, except for the control group. The enzymatic activity (cellulolytic and amylolytic) was determined by the DNS method (dinitrosalicylic acid). The substrates used in the solid state fermentation, malt A (1.178 ± 0.002 U/mL), malt B (2.392 ± 0.013 U/mL), algaroba fiber (0.596 ± 0.007 U/mL) and acerola seed (0.964 ± 0.09 U/mL) showed amylolytic activity. From this analysis, different temperatures (30°, 40º, 50º, 60º, 65º, and 70º C) were evaluated to identify the optimum temperature of the amylolytic enzymes produced in this process. It was observed that the greatest activities found were in extreme temperatures, in the range of 60º to 70º C, suggesting that these enzymes are thermophilic. Sugarcane bagasse presented higher cellulolytic activity (15.29 ± 0.07 U/mL) for CMcase and (2.58 ± 0.9 U/mL U/mL) for FPase due to the characteristic of its cellulosic matrix, which differs from the other substrates. Proteolytic activity was quantified using azocasein. The algaroba had the highest activity (0.514 ± 0.009 U / mL). The alternative substrates used for growth and sporulation of B. bassiana can provide a reduction of approximately 50 % in the cost of producing conidia of entomopathogenic fungi used in the biological control of several insect pests. In addition, they are presented as a viable alternative for the production of microbial enzymes with wide application in several biotechnological processes. / Beauveria bassiana é um fungo entomopatogênico usado no controle biológico de insetos-praga na agropecuária. Os custos de produção de seus conídios, em larga escala, no substrato padrão (arroz) utilizado atualmente onera o processo de produção. Encontrar alternativas como forma de minimizar os custos do processo, levou a necessidade de averiguar a eficiência de substratos alternativos que, além de propriedades nutricionais importantes, possuem grande disponibilidade e baixo custo. Os fungos entomopatogênicos produzem enzimas que estão envolvidas no processo de patogenicidade e virulência. Porém, ao serem estimulados por substratos específicos podem produzir enzimas de interesse biotecnológico. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar o potencial de diferentes substratos (fibra da algaroba, resíduos de malte, sementes e fibras de acerola e bagaço da cana-de-açúcar) para conidiogênese e produção enzimática (fermentação em estado sólido) a partir de B. bassiana. Os experimentos para produção e viabilidade dos conídios foram realizados em triplicata, em erlernmeyer (250 mL) contendo 30 g de cada substrato, 0,3 μL da suspensão de conídios (1 x 106 conídios/mL), umidade de 70 ± 10% e temperatura (T = 29 ± 1° C). Após 10 dias de incubação, os substratos arroz (meio padrão) (2,00 x 106 conídios/g de substrato), malte A (1,22 x 106 conídios/g), malte B (1,75 x 106 conídios/g) e fibra de algaroba (2,36 x 106 conídios/g), proporcionaram maior produção de conídios. A viabilidade dos conídios produzidos nesses mesmos substratos não diferiu estatisticamente entre si, com porcentagem de germinação de 99,96; 90,04; 93,17 e 98,21 %, respectivamente. A patogenicidade dos conídios de B. bassiana produzidos nos diferentes substratos foi avaliada no cupim do coqueiro. A taxa de mortalidade dos cupins infectados não diferiu estatisticamente superando 80 % de mortalidade com exceção do grupo controle. A atividade enzimática (celulolítica, amilolítica) foi determinada pelo método DNS (ácido dinitrosalicílico). Os substratos utilizados na fermentação em estado sólido, malte A (1,178 ± 0,002 U/mL), malte B (2,392 ± 0,013 U/mL), fibra algaroba (0,596 ± 0,007 U/mL) e semente de acerola (0,964 ± 0,09 U/mL) apresentaram atividade amilolítica. A partir dessa análise, diferentes temperaturas foram avaliadas (30°, 40º, 50º, 60º, 65º e 70º C) para identificar a temperatura ótima das enzimas amilolíticas produzidas nesse processo. Observou-se que as maiores atividades encontradas foram em temperaturas extremas, na faixa de 60º a 70ºC, sugerindo que essas enzimas são termofílicas. O bagaço de cana de açúcar apresentou maior atividade celulolítica (15,29 ± 0,07 U/mL) para CMcase e (2,58 ± 0,9 U/mL) para FPase devido à característica de sua matriz celulósica, que difere dos demais substratos. A atividade proteolítica foi quantificada utilizando a azocaseína. A algaroba apresentou a maior atividade (0,514 ± 0,009 U/mL). Os substratos alternativos utilizados para crescimento e esporulação de B. bassiana podem fornecer uma redução de aproximadamente 50 % nos custos de produção de conídios de fungos entomopatogênicos utilizados no controle biológico de vários insetos-praga. Além disso, apresentam-se como alternativa viável para a produção de enzimas microbianas com aplicação ampla em diversos processos biotecnológicos.

Orientadora: Profa. Dra. Lúcia Helena Gomes Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2016. / Considerando a situação atual dos recursos hídricos, cuja qualidade vem sendo comprometida pela poluição causada, principalmente, pelo descarte inadequado de efluentes não tratados ou ineficientemente tratados, evidencia-se a necessidade de se criar técnicas e processos que permitam tratar o efluente de modo eficiente, de forma mais econômica e sustentável, cujos resíduos finais sejam de mais fácil disposição ou reutilização, visando a minimização dos impactos ambientais do despejo de efluentes e dos processos de tratamento de águas em si. O presente trabalho avaliou o potencial da utilização de conchas de moluscos (Venerupis pulastra) como substrato natural na remoção de fósforo inorgânico dissolvido (ortofosfato) em meio aquoso com vistas ao desenvolvimento de tecnologia de tratamento terciário de efluentes de baixo custo e baixo impacto ambiental. Foram realizados ensaios em batelada que consistiram da adição de 0,5 g a 2,0 g do substrato natural (previamente preparado) em 15 mL de solução de concentração conhecida de fósforo (0,5 mg L-1) sob agitação em mesa agitadora por períodos de tempo estabelecidos. Foi avaliada a influência dos parâmetros: tempo de detenção hidráulica substrato/solução, pH da solução, quantidade de substrato, granulometria do substrato e velocidade de rotação da mesa agitadora orbital na eficiência de remoção de ortofosfato em amostras sintéticas de concentração conhecida. Todos os parâmetros foram variados no sistema utilizando abordagem univariada e multivariada. Para os testes com abordagem univariada, os resultados de eficiência de remoção de fósforo variaram de 14% a 68%, evidenciando o potencial de adsorção do substrato e a importância dos parâmetros estudados no desempenho do processo. Com a análise destes dados, foi possível fazer um melhor delineamento dos parâmetros e níveis dos parâmetros a serem utilizados nas análises com abordagem multivariada. Os resultados de eficiência de remoção para as análises com abordagem multivariada alcançaram valores entre 50% e 98%, apontando que as condições utilizadas nesta etapa do experimento (parâmetros e níveis) mostraram-se muito mais favoráveis ao processo de adsorção de fósforo pelo substrato. Os testes realizados com materiais de diferentes conchas (lotes e espécies diferentes) apontaram resultados semelhantes nas três amostras estudadas, mantendo eficiência acima de 96%. Por fim, foram realizados ensaios aplicando a técnica em duas diferentes amostras de efluentes provenientes de tratamento secundário (que possui como objetivo a remoção de matéria orgânica do efluente), sendo eles: biorreator de membranas submersas (BRM), com concentração inicial de fósforo (Ci) de 3,9 mg L-1) e lagoas de estabilização (Ci = 0,5 mg L-1). Obteve-se 91% de eficiência de remoção de fósforo para a amostra do BRM e 86% de eficiência de remoção para a amostra de lagoas de estabilização. Verificou-se eficiência elevada para remoção de fósforo nestas amostras, entretanto, com resultados abaixo dos encontrados em amostras sintéticas na mesma condição, apontando possíveis interferências das substâncias existentes na matriz do efluente no processo de adsorção. / Considering the current situation of water resources, whose quality has been compromised by pollution caused mainly by improper disposal of untreated effluents or ineffectively treated, highlights the need to create techniques and processes able to treat effluent, in an efficiently, economically and sustainably way, and its final waste able to be easier disposal or reuse, in order to minimize the environmental impact of the discharge of effluents and water treatment process itself. This present research proposes to evaluate the potential of shellfish shell (Venerupis pulastra) as a natural substrate in the removal of inorganic phosphorus (orthophosphate) from water, aiming the development of a low-cost and environmentally friendly tertiary wastewater treatment technology. The first step was the acquisition and preparation of the shellfish shell substrate. After that, laboratory tests were conducted batchwise, using 15ml of aqueous solutions containing 0.5mg/L of phosphorus with addition of the natural substrate (varying mass from 0.5g to 2g) under shaken for a set time. It was evaluated the influence of the parameters: contact time with the substrate and the solution, pH of the solution, amount of substrate mass, the substrate particle size and the rotational speed of the orbital shaker in the efficiency of orthophosphate removal from the synthetic sample of known concentration. All parameters were varied in the system using univariate and multivariate (design of experiments - DOE) approach. For the univariate approach tests, the phosphorus removal efficiency results ranged from 14% to 68%, showing the adsorption of the substrate potential and the importance of the parameters studied on the process performance. The results provided by univariate approach were used to organize a more specific delineation of the parameters and levels to be used in the analysis with multivariate approach. The removal efficiency results for analysis varying parameters with multivariate approach reached values between 50% and 98%, showing that the conditions used in the design of experiment (parameters and levels) proved to be more favorable to the phosphorus adsorption process. The tests with different materials (different lots and species of shellfish) showed similar results in the three samples studied, maintaining the removal efficiency of orthophosphate above 96%. Finally it was held experiments with two samples of effluents from different secondary treatment systems. The efficiency results for removal were 91% for the effluent from the bioreactor of submerged membranes (BRM) and 86% for effluent from secondary treatment from stabilization lagoons. There was high efficiency for removing phosphorus in these samples, however, with results below those found in synthetic samples in the same condition, pointing out possible interference of substances in the effluent matrix in the adsorption process.