Orientador : Paulo Jose Samenho Moran / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T09:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brenelli_EugeniaCristinaSouza_D.pdf: 16184390 bytes, checksum: 681adc831b730fbbba24facde2d773b1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Doutorado

Foram utilizados quatro Novilhos nelore, com peso vivo médio de 190 ± 32 kg, canulados no rúmen num experimento com delineamento Quadrado Latino 4x4, onde o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da levedura, monensina e salinomicina sobre os parâmetros ruminais e o aparecimento de protozoários ciliados ruminais.O experimento foi executado no Campus Administrativo de Pirassununga, na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo. A dieta oferecida aos animais foi composta por silagem de sorgo e concentrado (30:70), onde foram submetidos a quatro tratamentos diferidos de acordo com o aditivo usado, 5,0g de Levedura (Beef Sacc®), 0,42g de salinomicina (Coxistac®), 2,0g de monensina sódica (Rumensin®) e o controle sem aditivo. Os parâmetros avaliados foram degradabilidade ruminal, in situ do volumoso e da dieta total, concentração de ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal, pH ruminal, taxa de passagem líquida, turnover e volume ruminal, e identificação e contagem dos protozoários ciliados. O período experimental foi subdividido em vinte e um dias de adaptação e sete de colheita, totalizando vinte e oito dias por período experimental. Foram mensurados os coeficientes de degradabilidade nos períodos de incubação de 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Para a colheita de liquido ruminal foram utilizados os horários 0, 2, 4, 6, 8 horas; as colheitas de marcador de fase liquida (PEG) foram realizadas ás 0; 1,5; 3; 6; 12 e 24 horas após a alimentação. Houve aumento do valor para a fração “b" na MS, no tratamento levedura (p<0,05), e no tratamento salinomicina. Também houve uma tendência a aumentar a fração “b" no FDN. O tratamento levedura aumentou significativamente o número de protozoários ciliados no rúmen (p<0,05). Os valores referentes ao pH não foram afetados pelos tratamentos (p>0,05). A concentração de amônia e os valores encontrados para a cinética ruminal não foram afetados pelos tratamentos (p>0,05). O uso de ionóforos melhorou a proporção dos ácidos acético:propiônico, propiônico e butírico enquanto a levedura aumentou a concentração de acido acético (p<0,05). / Four Nelore Steers had been used, with average alive weight of 190 ± 32 kg, rumen cannulas, in an experiment with Squared delineation Latin 4x4, where the objective of the work was to evaluate the effect of the yeast culture, monensin and salinomycin on the rumen parameters and the appearance of ciliates protozoa. The experiment was executed in the Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos of the Universidade de São Paulo. The diet offered to the animals was composed for ensilage and concentrated (30:70), where the four differed treatments had been submitted in accordance with the used additive, 5,0g of yeast culture (Beef Sacc), 0,42g of salinomycin (Coxistac), 2,0g of monensin (Rumensin) and the control without additive. The evaluated parameters had been ruminal degradability “in situ" of voluminous and the total diet, the concentration of volatile fatty acid concentration and ammoniac nitrogen concentration, pH ruminal, liquid passage, turnover and ruminal volume, and number and specie of ciliates protozoa. The experimental period was subdivided in twenty and one days of adaptation and seven of harvest, having totalized twenty and eight days for experimental period. The coefficients of degradability in the incubation periods of 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 and 96 hours had been measure. For the harvest of I eliminate ruminal had been used schedules 0, 2, 4, 6, 8 hours; the harvests of phase marker eliminate (PEG) had been carried through ace 0; 1,5; 3; 6; 12 and 24 hours after the feeding. It had increase of the value for fraction "b" in the MS, the treatment yeast culture, and the salinomycin treatment (p<0,05). Also it had a trend to increase fraction "b" in the FDN. The treatment yeast culture significantly increased the number of ciliates protozoa in rumen (p<0,05). The referring values to pH had not been affected by the treatments (p>0,05). The ammonia concentration and the values found for the kinetic ruminal had not been affected by the treatments (p>0,05). The use of ionophores improved the acid ratio of the acetic:propionic, propionic and butiric while the yeast culture increased the acids concentration of acetic (p<0,05).

Foram utilizados quatro Novilhos nelore, com peso vivo médio de 190 ± 32 kg, canulados no rúmen num experimento com delineamento Quadrado Latino 4x4, onde o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da levedura, monensina e salinomicina sobre os parâmetros ruminais e o aparecimento de protozoários ciliados ruminais.O experimento foi executado no Campus Administrativo de Pirassununga, na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo. A dieta oferecida aos animais foi composta por silagem de sorgo e concentrado (30:70), onde foram submetidos a quatro tratamentos diferidos de acordo com o aditivo usado, 5,0g de Levedura (Beef Sacc®), 0,42g de salinomicina (Coxistac®), 2,0g de monensina sódica (Rumensin®) e o controle sem aditivo. Os parâmetros avaliados foram degradabilidade ruminal, in situ do volumoso e da dieta total, concentração de ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal, pH ruminal, taxa de passagem líquida, turnover e volume ruminal, e identificação e contagem dos protozoários ciliados. O período experimental foi subdividido em vinte e um dias de adaptação e sete de colheita, totalizando vinte e oito dias por período experimental. Foram mensurados os coeficientes de degradabilidade nos períodos de incubação de 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Para a colheita de liquido ruminal foram utilizados os horários 0, 2, 4, 6, 8 horas; as colheitas de marcador de fase liquida (PEG) foram realizadas ás 0; 1,5; 3; 6; 12 e 24 horas após a alimentação. Houve aumento do valor para a fração “b” na MS, no tratamento levedura (p<0,05), e no tratamento salinomicina. Também houve uma tendência a aumentar a fração “b” no FDN. O tratamento levedura aumentou significativamente o número de protozoários ciliados no rúmen (p<0,05). Os valores referentes ao pH não foram afetados pelos tratamentos (p>0,05). A concentração de amônia e os valores encontrados para a cinética ruminal não foram afetados pelos tratamentos (p>0,05). O uso de ionóforos melhorou a proporção dos ácidos acético:propiônico, propiônico e butírico enquanto a levedura aumentou a concentração de acido acético (p<0,05). / Four Nelore Steers had been used, with average alive weight of 190 ± 32 kg, rumen cannulas, in an experiment with Squared delineation Latin 4x4, where the objective of the work was to evaluate the effect of the yeast culture, monensin and salinomycin on the rumen parameters and the appearance of ciliates protozoa. The experiment was executed in the Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos of the Universidade de São Paulo. The diet offered to the animals was composed for ensilage and concentrated (30:70), where the four differed treatments had been submitted in accordance with the used additive, 5,0g of yeast culture (Beef Sacc), 0,42g of salinomycin (Coxistac), 2,0g of monensin (Rumensin) and the control without additive. The evaluated parameters had been ruminal degradability “in situ” of voluminous and the total diet, the concentration of volatile fatty acid concentration and ammoniac nitrogen concentration, pH ruminal, liquid passage, turnover and ruminal volume, and number and specie of ciliates protozoa. The experimental period was subdivided in twenty and one days of adaptation and seven of harvest, having totalized twenty and eight days for experimental period. The coefficients of degradability in the incubation periods of 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 and 96 hours had been measure. For the harvest of I eliminate ruminal had been used schedules 0, 2, 4, 6, 8 hours; the harvests of phase marker eliminate (PEG) had been carried through ace 0; 1,5; 3; 6; 12 and 24 hours after the feeding. It had increase of the value for fraction "b" in the MS, the treatment yeast culture, and the salinomycin treatment (p<0,05). Also it had a trend to increase fraction "b" in the FDN. The treatment yeast culture significantly increased the number of ciliates protozoa in rumen (p<0,05). The referring values to pH had not been affected by the treatments (p>0,05). The ammonia concentration and the values found for the kinetic ruminal had not been affected by the treatments (p>0,05). The use of ionophores improved the acid ratio of the acetic:propionic, propionic and butiric while the yeast culture increased the acids concentration of acetic (p<0,05).

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-16T17:50:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AvaliacaoProcessoProducao.pdf: 12177657 bytes, checksum: 73729fe70703be602d543280d061b6dc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-23T15:16:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AvaliacaoProcessoProducao.pdf: 12177657 bytes, checksum: 73729fe70703be602d543280d061b6dc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-23T15:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AvaliacaoProcessoProducao.pdf: 12177657 bytes, checksum: 73729fe70703be602d543280d061b6dc (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram realizadas determinações físico-químicas na raiz de mandiocaba, sendo estas: umidade, fibras, proteínas, cinzas, lipídios totais, açúcares redutores e totais; o caldo foi caracterizado através das análises de pH, sólidos solúveis totais, glicose e acidez titulável. Após o conhecimento dos constituintes físico-químicos da matéria-prima, o caldo de mandioca doce foi extraído e fermentado utilizando a levedura Saccharomycescerevisiae PE-2. Foram realizados 15 ensaios que seguiam as condições determinadas através do planejamento experimental de Box-Behnken, com 3 variáveis independentes: temperatura (ºC) (X1), pH (X2), e concentração de inóculo (g/L) (X3); os limites dos níveis de trabalho foram determinados através de dados encontrados na literatura; a análise estatística foi realizada com p>0,05. Através da análise de variância foi proposto um modelo polinomial de segunda ordem para a resposta teor alcoólico (ºGl), e com a utilização da metodologia de superfície de resposta à condição ótima para o desenvolvimento do processo fermentativo do caldo de mandioca doce sem adição de nutrientes e em sua concentração de substrato original (6,46 g/L), a: temperatura de 28ºC, pH de 4,88, e concentração de inóculo de 10 g/L. Nestas condições foi realizado um ensaio, cujo objetivo foi o de levantar as curvas de crescimento celular (levedura), produção de CO₂, consumo de açúcares redutores e produção de etanol, para melhor compreensão do processo de fermentação do caldo de mandioca doce. Através da curva de crescimento celular foi determinada a duração da fase exponencial, utilizando o método de regressão linear; neste estudo esta etapa ocorreu em diferentes intervalos de tempo. O valor de µm encontrado foi de 0,05 h^-1. / The physico-chemical characteristics identified at sweet cassava root, was: moistures (%), fiber (%), protein (%), ash (%), total lipids (%), reducing sugars and total reducing sugars (%); the sap extract from sweet cassava root was characterized by pH, soluble solids (%), glucose and titratable acidity. This study used the yeast Saccharomyces cerevisiae PE-2. Was realized 15 tests that followed the conditions determined by the experimental design of Box- Behnken, with 3 independent variables: temperature (^oC) (X1), pH (X2) and concentration of inoculum (g/L) (X3). The statistical analysis was performed with p>0,05. Through the analysis of variance (ANOVA) was proposed a second order polynomial model to the alcohol content (ºGl), and by analysis of response surfaces it was determined the optimum condition to the fermentation of sap extract from sweet cassava root without addition of nutrients, on original substrate concentration of it (6,46 g/L): 28ºC (temperature), 4,88 (pH) and 10 g/L (inoculum concentration). Under these conditions a test was conducted, which aimed to raise the curves of cell growth (yeast), CO₂ production, consumption of sugars and ethanol production, to better understand the process of fermentation broth of sweet cassava. Through the cellular growth curve was determined the duration of the exponential phase, using the method of linear regression; this step in this study occurred at different time intervals. The value found to μm was 0,05 h^-1.

A busca por soluções sustentáveis, levando a um processo energético mais eficiente induziu a novas tecnologias e esforços estão sendo realizados para viabilizar o etanol de segunda geração, com o aproveitamento da biomassa celulolítica como substrato para a fermentação alcoólica. Contudo, durante a hidrólise do bagaço, muitos compostos tóxicos à levedura são formados como o furfural, hidroximetilfurfural, ácido acético, e compostos fenólicos com efeitos depressivos sobre a fermentação. A adição de melaço no hidrolisado de bagaço poderia permitir uma fermentação com maior teor alcoólico, contribuindo para um balanço energético favorável da destilação, além de propiciar nutrientes minerais e orgânicos para a levedura. Tais nutrientes poderiam permitir um processo fermentativo com reciclo de células de leveduras aproveitando assim uma estrutura e conhecimentos já existentes na destilaria de etanol de primeira geração. O reciclo de células permitiria fermentações rápidas, porém impõe repetidas condições estressantes, o que torna um grande desafio a obtenção de linhagens com o perfil de tolerância desejado. Assim este trabalho se propôs a selecionar linhagens de Saccharomyces cerevisiae com múltiplas tolerâncias em relação aos inibidores tanto presentes no hidrolisado como no melaço. Para tal, foram impostas condições estressantes sobre culturas da linhagem SA-1 e de leveduras isoladas de destilarias brasileiras durante cerca de 62 gerações, forçando uma evolução adaptativa ou mesmo um enriquecimento/seleção de indivíduos mais tolerantes. Paralelamente a biodiversidade de linhagens isoladas de destilarias foi avaliada quanto aos atributos de tolerância aos compostos tóxicos presentes no hidrolisado do bagaço. As linhagens com maiores desempenhos foram avaliadas em fermentações com reuso de células empregando-se substrato constituído de hidrolisado e melaço, sendo que 4 linhagens se mostraram superiores às linhagens referenciais. Destas, dois isolados (242 e 408) foram esporulados e os conjuntos dos haploides foram empregados em cruzamentos massais. Simultaneamente, 273 haploides isolados das linhagens 242 e 408 foram avaliados quanto ao crescimento (DO600nm) em substrato constituído por hidrolisado e melaço, sendo que 32 foram selecionados. Após a tipificação segundo o \"mating type\" os mesmos foram utilizados em cruzamentos direcionados mediante micromanipulação, resultando em 35 cruzamentos. Cinco híbridos de cada cruzamento direcionado foram resgatados (155 isolados), que juntamente com 80 isolados oriundos do cruzamento massal, foram novamente avaliados quanto ao crescimento (DO600nm) e a seguir em fermentações com reciclo de células. Cinco linhagens se destacaram como superiores aos parentais, demonstrando que mediante o protocolo empregado foi possível incrementar o perfil de tolerância de Saccharomyces cerevisiae para suportar os estresses impostos por um substrato para produção do etanol de segunda geração. / The search for sustainable solutions to improve process efficiency has promoted the development of new technologies, and the use of cellulolytic biomass as the substrate for fermentation has emerged as a promising second-generation ethanol production strategy. However, the hydrolysis of this material results in the formation of toxic compounds to yeast such as furfural, hydroxymethylfurfural, acetic acid and phenolic compounds, with deleterious effects on fermentation. Addition of molasses in the bagasse hydrolysate could allow fermentation with higher alcohol content contributing to a favorable energy balance in the distillation, as well as providing minerals and organic nutrients for the yeast. These nutrients could allow a fermentative process with yeast cell recycle, utilizing the structure and knowledge already existing in first generation process. The cell recycle enables a rapid fermentation, but imposes repeated stress conditions, making it challenging to obtain strains with the desired tolerance profile. The purpose of this study was to select Saccharomyces cerevisiae strains with multiple tolerances to inhibitors present in the hydrolysate and molasses. Stressful conditions were imposed on cultures of SA-1 strain and indigenous strains from Brazilian distilleries for around 62 generations, forcing an adaptive evolution or even an enrichment / selection of more tolerant individuals. In parallel, the biodiversity of the strains from Brazilian distilleries were evaluated with respect to their tolerance to the toxic compounds present in bagasse hydrolysate. The strains that showed higher performance were assessed in fermentations with cell reuse employing substrate composed by hydrolyzate and molasses. Four of the analyzed strains exhibited better performance than the reference strain. Of these, two isolates (242 and 408) were sporulated and the haploids were subjected to mass mating. Simultaneously, 273 haploids rescued from the strains 242 and 408 were evaluated for growth (OD 600 nm) in the substrate consisting of hydrolysate and molasses, and among them 32 were selected. After the characterization according to the \"mating type\", the haploids were utilized in direct mating induced by micromanipulation, totaling 35 crossings. Five hybrids from each direct mating were rescued (totaling 155 isolates), which together with 80 isolated from the mass mating, were evaluated for growth (OD 600 nm) and then in fermentation with cell recycle. 5 strains have excelled as superiors to the reference strain showing that by the protocol employed was possible to increase profile of tolerance of Saccharomyces cerevisiae to resist pressures imposed by a substrate for second-generation ethanol production.

A busca por soluções sustentáveis, levando a um processo energético mais eficiente induziu a novas tecnologias e esforços estão sendo realizados para viabilizar o etanol de segunda geração, com o aproveitamento da biomassa celulolítica como substrato para a fermentação alcoólica. Contudo, durante a hidrólise do bagaço, muitos compostos tóxicos à levedura são formados como o furfural, hidroximetilfurfural, ácido acético, e compostos fenólicos com efeitos depressivos sobre a fermentação. A adição de melaço no hidrolisado de bagaço poderia permitir uma fermentação com maior teor alcoólico, contribuindo para um balanço energético favorável da destilação, além de propiciar nutrientes minerais e orgânicos para a levedura. Tais nutrientes poderiam permitir um processo fermentativo com reciclo de células de leveduras aproveitando assim uma estrutura e conhecimentos já existentes na destilaria de etanol de primeira geração. O reciclo de células permitiria fermentações rápidas, porém impõe repetidas condições estressantes, o que torna um grande desafio a obtenção de linhagens com o perfil de tolerância desejado. Assim este trabalho se propôs a selecionar linhagens de Saccharomyces cerevisiae com múltiplas tolerâncias em relação aos inibidores tanto presentes no hidrolisado como no melaço. Para tal, foram impostas condições estressantes sobre culturas da linhagem SA-1 e de leveduras isoladas de destilarias brasileiras durante cerca de 62 gerações, forçando uma evolução adaptativa ou mesmo um enriquecimento/seleção de indivíduos mais tolerantes. Paralelamente a biodiversidade de linhagens isoladas de destilarias foi avaliada quanto aos atributos de tolerância aos compostos tóxicos presentes no hidrolisado do bagaço. As linhagens com maiores desempenhos foram avaliadas em fermentações com reuso de células empregando-se substrato constituído de hidrolisado e melaço, sendo que 4 linhagens se mostraram superiores às linhagens referenciais. Destas, dois isolados (242 e 408) foram esporulados e os conjuntos dos haploides foram empregados em cruzamentos massais. Simultaneamente, 273 haploides isolados das linhagens 242 e 408 foram avaliados quanto ao crescimento (DO600nm) em substrato constituído por hidrolisado e melaço, sendo que 32 foram selecionados. Após a tipificação segundo o \"mating type\" os mesmos foram utilizados em cruzamentos direcionados mediante micromanipulação, resultando em 35 cruzamentos. Cinco híbridos de cada cruzamento direcionado foram resgatados (155 isolados), que juntamente com 80 isolados oriundos do cruzamento massal, foram novamente avaliados quanto ao crescimento (DO600nm) e a seguir em fermentações com reciclo de células. Cinco linhagens se destacaram como superiores aos parentais, demonstrando que mediante o protocolo empregado foi possível incrementar o perfil de tolerância de Saccharomyces cerevisiae para suportar os estresses impostos por um substrato para produção do etanol de segunda geração. / The search for sustainable solutions to improve process efficiency has promoted the development of new technologies, and the use of cellulolytic biomass as the substrate for fermentation has emerged as a promising second-generation ethanol production strategy. However, the hydrolysis of this material results in the formation of toxic compounds to yeast such as furfural, hydroxymethylfurfural, acetic acid and phenolic compounds, with deleterious effects on fermentation. Addition of molasses in the bagasse hydrolysate could allow fermentation with higher alcohol content contributing to a favorable energy balance in the distillation, as well as providing minerals and organic nutrients for the yeast. These nutrients could allow a fermentative process with yeast cell recycle, utilizing the structure and knowledge already existing in first generation process. The cell recycle enables a rapid fermentation, but imposes repeated stress conditions, making it challenging to obtain strains with the desired tolerance profile. The purpose of this study was to select Saccharomyces cerevisiae strains with multiple tolerances to inhibitors present in the hydrolysate and molasses. Stressful conditions were imposed on cultures of SA-1 strain and indigenous strains from Brazilian distilleries for around 62 generations, forcing an adaptive evolution or even an enrichment / selection of more tolerant individuals. In parallel, the biodiversity of the strains from Brazilian distilleries were evaluated with respect to their tolerance to the toxic compounds present in bagasse hydrolysate. The strains that showed higher performance were assessed in fermentations with cell reuse employing substrate composed by hydrolyzate and molasses. Four of the analyzed strains exhibited better performance than the reference strain. Of these, two isolates (242 and 408) were sporulated and the haploids were subjected to mass mating. Simultaneously, 273 haploids rescued from the strains 242 and 408 were evaluated for growth (OD 600 nm) in the substrate consisting of hydrolysate and molasses, and among them 32 were selected. After the characterization according to the \"mating type\", the haploids were utilized in direct mating induced by micromanipulation, totaling 35 crossings. Five hybrids from each direct mating were rescued (totaling 155 isolates), which together with 80 isolated from the mass mating, were evaluated for growth (OD 600 nm) and then in fermentation with cell recycle. 5 strains have excelled as superiors to the reference strain showing that by the protocol employed was possible to increase profile of tolerance of Saccharomyces cerevisiae to resist pressures imposed by a substrate for second-generation ethanol production.