Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-05Bitstream added on 2014-06-13T19:35:19Z : No. of bitstreams: 1 pirota_rdpb_me_sjrp.pdf: 578843 bytes, checksum: cdb9880602dbf9a622dd6735c9072440 (MD5) / Muitos fungos decompositores de materiais lignocelulósicos vêm sendo utilizados como produtores de enzimas em processos fermentativos nos quais são utilizados substratos de baixo valor comercial, como os resíduos agrícolas e agroindustriais. No entanto, apenas uma pequena parte destes resíduos são utilizados na alimentação de animais de produção. O presente trabalho visou: 1) a obtenção de preparado enzimático termoestável, com alta atividade de xilanase, pectinase e celulases, a partir do cultivo de fungos filamentosos termofílicos por fermentação em estado sólido; 2) uso de suplemento mineral comercial como meio de cultivo para os fungos na fermentação sólida; 3) avaliar a estabilidade das enzimas frente às características do rúmen; 4) hidrólise enzimática. Os fungos Thermomyces lanuginosus, Thermomucor indicae-seudaticae e Rhizomucor pussilus escolhidos para essa finalidade, foram cultivadas a 45°C por 360 horas em fermentação em estado sólido (FES), utilizando-se como substratos, suplemento comercial (B) (Bellpeso SV* - composto de sais minerais, farelo de algodão e polpa cítrica e para efeitos de comparação farelo de algodão e polpa cítrica (35% e 65%) (A). A amostra foi retirada em 24h e todas as outras de 48h em 48h. A produção máxima de pectinase produzida pelo fungo T. indicae-seudaticae foi obtida em 168h (421,31U/g) no substrato A, e a máxima atividade de xilanase produzida pelo T. lanuginosus TO-03 e ROB foram de 644,30Ug e 865,15 U/g em 168h, respectivemente. A amilase foi produzida por todos os fungos, porém CMCase e Avicelase tiveram uma baixa produção e ligninases não foram detectadas. A temperatura e pH ótimo de pectinase produzida pelo fungo T. indicae-seudaticae foi de 55ºC e pH 4,5 e para xilanase produzida pelas duas linhagens de T. lanuginosus, em ambos os substratos foram 70ºC e pH ótimo 6,5, com exceção... / Many rot fungi of lignocellulosics material are being utilized as producers of enzymes in fermentation processes, in which, substrates of very little commercial value such as agricultural and agroindustrial residues are used. However, only a small portion of these residues are utilized in the production of animal feed. The present project proposes: 1) the attainment of prepared enzymatic thermostable, with high activity of xylanase, pectinase and cellulases, from the cultivation of filamentous thermophylic fungi from solid state fermentation; 2) the use of commercial mineral supplementation as medium of cultivation for the fungi in solid fermentation; 3) to evaluate the enzymes stability when facing the characteristics of the rumen; 4) enzymatic hydrolysis. Thermomyces lanuginosus, Thermomucor indicae-seudaticae and Rhizomucor pusillus fungi chosen for this purpose, were cultivated at 45°C, for 360 hours in solid state fermentation (SSF), utilizing as substrates, commercial supplement (Bellpeso SV* - composed of mineral salt, cotton meal and citrus pulp) (B) and for comparison purpose cotton meal and citrus pulp at 35% and 65% (A). The first sample was taken in 24hrs and all the others every 48hrs. The maximum production of pectinase produced by the fungus T. indicae-seudaticae was obtained in 168hrs (421.31U/g) in the commercial substrate A, and to maximum activity of xylanase produced by the T. lanuginosus TO-03 and ROB was of 644.30 U/g and 865.15 U/g in 168hrs, respectively. Amylase was produced by all of the fungi, however CMCase and Avycelase had a low production and ligninases was not detected. The optimun temperature and pH of pectinase produced by the fungus T. indicae-seudaticae were of 55ºC and pH 4.5 and for xylanase produced by the two lineages of T. lanuginosus, in both substrates were 70ºC and optimun pH 6.5, with the exception to ROB in the substrate B that presented... (Complete abstract click electronic access below)

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O bagaÃo de cana-de-aÃÃcar à um resÃduo lignocelulÃsico obtido a partir do esmagamento e moagem da cana-de-aÃÃcar para extraÃÃo do seu caldo. Esta biomassa à abundante no Brasil pois, o paÃs à o maior produtor mundial de aÃÃcar e etanol. O emprego deste resÃduo como substrato, em processos fermentativos, para a produÃÃo de enzimas microbianas, como as celulases à uma opÃÃo viÃvel e interessante, uma vez que o custo destas enzimas ainda à alto, o que tem limitado sua utilizaÃÃo industrial. O potencial produtor de celulases de diversos micro-organismos tem sido extensivamente estudado, a fim de desenvolver novos bioprocessos menos onerosos na produÃÃo de enzimas celulolÃticas. No presente trabalho foram avaliadas a capacidade de produÃÃo de celulases, pelos micro-organismos Mucor circinelloides e Melanoporia sp., a partir da fermentaÃÃo em estado sÃlido do bagaÃo de cana-de-aÃÃcar e a influÃncia de alguns parÃmetros na produÃÃo da enzima. Foram investigados os seguintes parÃmetros fÃsico-quÃmicos, relacionados com o crescimento do micro-organismo e produÃÃo da enzima: pH inicial do meio de crescimento, tempo e temperatura de produÃÃo da enzima. Quanto aos parÃmetros nutricionais, o efeito do Tween 80 e de diferentes fontes de sais minerais e nitrogÃnio orgÃnico foram estudados. AlÃm disto, foram realizados ensaios no intuito de definir a melhor combinaÃÃo de pH e temperatura para a determinaÃÃo da atividade enzimÃtica. Para M. circinelloides, a atividade enzimÃtica mÃxima (15,87 FPU/g) foi obtida utilizando-se 3 g de bagaÃo, com adiÃÃo de 2,0 mL de uma soluÃÃo contendo 0,1 g/L de CuSO4, 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,8% (v/v) em pH 5,48. A temperatura e o tempo que resultaram na maior produÃÃo da enzima foram 34,4 ÂC e 48 horas, respectivamente. A maior atividade enzimÃtica foi quantificada em pH 6,5 e 60 ÂC. Em relaÃÃo ao Melanoporia sp., a atividade enzimÃtica mÃxima alcanÃada foi 14,21 FPU/g como resultado da produÃÃo utilizando 3 g de bagaÃo, com adiÃÃo de 2,0 mL de uma soluÃÃo contendo 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,2% (v/v) em pH 6,28. A produÃÃo mÃxima da enzima foi observada apÃs 48 horas de fermentaÃÃo a 30 ÂC. A maior atividade enzimÃtica foi quantificada em pH 7,0 e 60 ÂC. Os resultados demonstraram o elevado potencial produtor de celulases pelas duas cepas fÃngicas num curto perÃodo de tempo, apresentando maior atividade enzimÃtica em pH prÃximo da neutralidade, consistindo num diferencial atrativo do ponto de vista industrial. / Sugarcane bagasse is a lignocellulosic residue obtained from sugarcane mechanical pressing for juice extraction. This biomass is abundant in Brazil because the country is the worldâs largest manufacturer of sugar and ethanol. The use of sugarcane waste as substrate for enzymes production, such as cellulases, is an interesting and viable option since the production costs of these enzymes are high, which limits its industrial use. In this context, potential cellulase-producing strains have been extensively studied in order to develop less costly cellulolytic enzymes complexes. In this study, the production of cellulases by Mucor circinelloides. and Melanoporia sp through solid state fermentation of sugarcane bagasse and the effects of selected parameters for enzyme production were evaluated. The investigated physicochemical parameters associated with the growth of the microorganisms and enzyme production were: initial pH of the growth medium, temperature and time of enzyme production. Regarding nutritional parameters, the effect of Tween 80 and different sources of mineral salts and organic nitrogen and were studied. In addition, tests were performed in order to define the best combination of pH and temperature for the determination of enzyme activity. For M. circinelloides, the maximal enzyme activity (15.87 FPU / g) was achieved with a fermentation medium composed of 3g of sugarcane bagasse, 2mL of saline solution containing 0.1 g/L of CuSO4, 9.0 g/L of (NH4)2SO4 e 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.8% Tween 80 (v/v) at pH 5.48 incubated at 34.4 ÂC for 48 hours. The optimum combination of pH and temperature was at pH 6.5 and 60 ÂC. For Melanoporia sp. the higher enzymatic activity obtained was 14.21 FPU / g as a result of using 3g of sugarcane bagasse with the addition of 2mL of saline solution containing 9.0 g/L of (NH4)2SO4, 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.2% Tween 80 (v/v) at pH 6.28 and incubated at 30ÂC for 48 hours. The optimized conditions of pH and temperature for enzymatic activity determination were pH 7.0 and 60ÂC. The results demonstrated the high potential of the two strains under investigation, which presented the higher enzyme activity at pH in the neutral range. This result represents a technical advantage from the industrial viewpoint.

Study of the employment of waste paper to microbial production of cellulase was carried out using Aspergillus niger cultivation on carbon sources that have been waste office paper and cardboard, humidified by no – carbon medium or distiled water. Cultivation took place in the SSF way in Erlenmeyer flasks and columns. Concentration of extracellular proteins, cellulase and protease activity for selected samples were monitored. It was found that the most advantageous method of cultivation in terms of cellulase activity production is the cultivation in the column washing by no – carbon medium in three day intervals.

The organism Clostridium thermocellum grows on cellulosic substrates and produces ethanol, acetate, lactate, formic acid, and CO2. The organic acids produced alter the growth environment in which the bacteria grows and ultimately inhibit bacterial growth. One method which has been used successfully to maintain the system at acceptable growth conditions is to intermittently flush out the spent media and metabolic products and replace with new fermentation media. Our goal was to design and build an automated system that will automatically flush the spent media from the growing culture and resupply new media without manual intervention. An automated control system was designed and built to control growth parameters. Heated water was pumped through the jacket of each culture vessel and used to regulate the reactor temperature. Sensors for pH and temperature were connected to a central data acquisition system and NI LabVIEW software was used to control each of the components through the signals provided by the data acquisition system. Peristaltic and vacuum pumps were used to supply growth media and acquire reproducible samples for HPLC analysis with limited contamination. In a series of trials, targeted temperature and moisture conditions were achieved and new media was passed through each reactor using a time trigger. More product was produced in manual and automatically flushed cultures than in batch.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-29Bitstream added on 2014-06-13T19:14:43Z : No. of bitstreams: 1 lima_bm_me_sjrp_parcial.pdf: 80021 bytes, checksum: 99997b29ac6df560bf0af42e9f8ea37e (MD5) Bitstreams deleted on 2015-05-28T14:25:15Z: lima_bm_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-05-28T14:26:17Z : No. of bitstreams: 1 000687968.pdf: 676213 bytes, checksum: 520749eb50ca5a41470631b041bfed18 (MD5) / Surfactantes são compostos anfipáticos, que reduzem a tensão interfacial e superficial, além disso, possuem capacidade de detergência, emulsificação, espumante, molhante, de solubilização e dispersão de substâncias. Os biossurfactantes, surfactantes biológicos derivados do metabolismo secundário de microrganismos, são amplamente utilizados na biorremediação e nas indústrias petrolíferas, de alimentos e de produtos de limpeza. Esses compostos podem ser produzidos por fermentação semi-sólida, a qual pode aproveitar resíduos agroindustriais como substrato para o crescimento microbiano. Os objetivos desse trabalho foram produzir biossurfactante utilizando os fungos Aspergillus ochraceus e Penicillium expansum por fermentação semi-sólida usando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo como substratos; avaliar a influência destes substratos; avaliar a influência da concentração de sacarose, glicose, óleo diesel e óleo residual de fritura no crescimento microbiano e o potencial de biorremediação dos biossurfactantes produzidos, assim como dos fungos utilizados. Os microrganismos foram propagados em tubos de ensaio inclinados incubados a 25oC em meio PDA. Posteriormente os esporos foram suspensos em solução nutriente e incubados em frascos de Erlenmeyer contendo cinco gramas do substrato a ser utilizado, bagaço de cana-de-açúcar ou farelo de trigo, 30 mL da solução nutriente contendo os esporos (1,7 x 107 esporos/mL) e uma fonte de carbono adicional testada: sacarose, glicose, óleo diesel e óleo residual de fritura. Os experimentos foram realizados a 25oC e tempo de fermentação de 72, 120 e 168h. A presença do biossurfactante no caldo de fermentação foi determinada pela medida da tensão superficial, do índice de emulsificação, da concentração micelar... / Surfactants are amphiphilic compounds that reduce the interfacial and surface tension; also they have capacity of detergency, emulsifying, wettability, of solubilization and dispersation of substances. The biosurfactants, biologic surfactants derivated from secundary metabolism of microorganism, are widely used in the bioremediation and in the petroleum, food and cleaning industries. These compounds can be produced under solid-state fermentation, which can use agro-industrial wastes as substrates for the microbial growth. The purposes of this study were produce biosurfactants using the fungi Aspergillus ochraceus and Penicillium expansum by solid-state fermentation using sugarcane bagasse and wheat bran as substrates; evaluate the influence of these substrates; evaluate the influence of sucrose, glucose, diesel oil and residual frying oil in the microbial growth and the biosurfactants bioremediation potencial, and microorganisms bioremediation potencial. First, for the inoculum preparation, the microorganisms were propagated in the inclined Erlenmeyers flasks containing PDA and kept at 25°C. After that, the spores were suspended in nutrient solution and incubated in Erlenmeyers flasks containing five grams of the substrate, sugarcane bagasse or wheat bran, 30 mL of nutrient solution containing the spores (1,7 x 107 spores/mL) and an additional carbon source tested: sucrose, glucose, diesel oil and frying oil. The experiments were realized in 25°C and 72, 120 and 168 hours. The presence of the biosurfactant in the fermentation broth was determinated by the surface tension, the emulsification index and the critical micelle concentration. The microorganisms Aspergillus ochraceus e Penicillium expansum showed a high potentiality for biosurfactant production using sugarcane bagasse... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-23Bitstream added on 2014-06-13T20:32:10Z : No. of bitstreams: 1 zanelato_ai_me_sjrp.pdf: 1477010 bytes, checksum: e2437c2c0ba00be5a6b7df73d8be90f5 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho teve como objetivo produzir enzimas celulolíticas por fermentação em estado sólido (FES), em um bioreator de leito fixo, empregando-se o fungo termofílico Myceliophthora sp. e utilizando-se como substratos bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo. Os testes foram realizados inicialmente em sacos de polipropileno apresentando uma boa produção de CMCase (550U/g) no período de 96 horas de fermentação. As variáveis controladas foram a temperatura de fermentação (40, 45 e 50ºC), umidade inicial (75, 80 e 85% b.u.) e proporção do substrato de bagaço de cana e farelo de trigo (1:1, 3:7 e 1:9 peso). Os estimadores estatísticos não indicaram diferença significativa da produção de celulase com as variações da proporção de bagaço de cana e de farelo de trigo, com a temperatura e com a umidade inicial do substrato, contudo, os melhores resultados foram obtidos para a proporção de 70% de bagaço de cana e 30% de farelo de trigo, temperatura de 50oC e umidade inicial do substrato de 80%. Nos testes em escala de bioreator, foi empregado um leito fixo de 7cm de diâmetro e 50cm de comprimento, encamisado, operado nas condições experimentais de melhor resultados obtidos na escala de sacos, sendo a temperatura da camisa e vazão de ar as variáveis de interesse. O fungo apresentou um bom desenvolvimento no reator, tendo uma produtividade enzimática semelhante à encontrada em escala de saco. Foi observado um gradiente de umidade no interior do leito, sendo este crescente do fundo para o topo do bioreator, comportamento inverso ao da atividade enzimática. As vazões variaram entre 80 e 120 L/h e não afetaram estatisticamente a fermentação, possuindo pouca influência sobre as distribuições longitudinais de umidade e de atividade enzimática. Já os ensaios para as temperaturas de 45 e 50oC mostraram-se distintos, sendo a maior produção de enzimas após 96h... / This work aimed to produce celullolytic enzymes through solid state fermentation in a fixed bed bioreactor, using the fungus Myceliophtora sp. and wheat bran and sugar cane bagasse as substrate. Initial tests were performed in polypropylene plastic bags, and satisfactory production of CMCase (550U/g.d.s.) was observed at 96h of fermentation. The controlled variables were the temperature (40, 45, and 50o C), the initial moisture content (75, 80, and 85%, w.b.), and wheat bran to sugar cane bagasse proportion (1:1, 3:7, and 1:9, weight). The experimental results did not differ statistically for any experimental condition adopted, even though the best results were obtained using the proportion 3:7 wheat bran/sugar cane bagasse 3:7, 50o C temperature, and 80% initial moisture content. A jacketed fixed bed bioreactor 7.62cm ID and 50cm long was used for scaling-up, and temperature, solid initial moisture content, and air flow rate were used as variables. The fungus adapted well to the bioreactor and to the experimental conditions, and the production of enzymes was similar to the tests performed in the plastic bags. It was observed a longitudinal gradient of moisture, increasing from the bottom to the top of the reactor, opposite effect observed for the enzyme production. The air flow rate was varied from 80 to 120L/h and did not affect neither the moisture nor the enzyme distributions. However, the experiments carried out at 45 and 50o C were statistically distinct, and the enzyme production at 50o C at 96h was larger than at 45o C. At 144h of fermentation, the results at 45o C were similar to those observed at 50o C and 96h. It was observed temperature peaks, the higher one at 18h of fermentation, which was 6o C above the temperature fixed through the jacket and the air at the entrance, for 45o C temperature and 80L/h air flow rate

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-16Bitstream added on 2014-06-13T19:14:40Z : No. of bitstreams: 1 silva_rr_me_sjrp.pdf: 961028 bytes, checksum: 0d7989443c42fd25745d208364a42a88 (MD5) / A produção de proteases de origem microbiana depende das condições de cultivo e da diversidade bioquímica de cada espécie. Estudos comparativos entre fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) usando farelo de trigo e meio sintético, respectivamente, foram realizados para a determinação dos parâmetros de produção de proteases pelo fungo Aspergillus fumigatus Fresenius. A melhor produção de protease foi em FES no período de 96 horas utilizando farelo de trigo, temperatura de 30 ºC e 1x106 esporos/5g de substrato com 1.517 U/mL. Em FSm o pico de produção foi em pH 6,0, a 30ºC, 5x105 esporos/mL de meio no período de 72 e 96 horas em meio contendo 0,5 e 0,25% de caseína, respectivamente, ambos com 40 U/mL. Conforme a produtividade dos processos fermentativos, o extrato enzimático da FES foi utilizado para estudos de purificação e caracterização bioquímica. Neste estudo, a protease purificada apresentou atividade ótima em pH 7,5 e 50ºC, sendo inibida por Fenil-metil-sulfonil-fluoreto (PMSF) e mais intensamente por antipaína (1,6 µM). Sobre efeito de íons, foi observado modulação da atividade proteolítica, principalmente com inibição por AlCl3, cuja atividade proteolítica residual foi de 18% após incubação com este íon. Na presença de Ditiotreitol (DTT) e uréia houve diminuição da atividade proteolítica, apresentando atividades residuais de 63% em 200 mM de DTT e 10% com 5 M de uréia. Comparativamente, na concentração de 0,1% de cada surfactante estudado, notou-se redução da atividade proteolítica, sendo 97% em presença de Brometo de cetil-trimetil amônio (CTAB), 79% para 4 - (1,1,3,3 - Tetrametilbutil) fenil- polietileno glicol (Triton X-100), 55% com Polyoxyethylenesorbitan monolaurato (Tween-20) e completa redução da atividade (0%) em... / The microbial protease production depends on growing conditions and the biochemical diversity of each species. Comparative studies between solid-state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SmF) using wheat bran and synthetic medium, respectively, were performed to determine the optimum parameters for protease production by the fungus Aspergillus fumigatus Fresenius. The best protease production was in SSF within 96 hours using wheat bran, temperature 30°C and 1x106 spores/5g of substrate, with 1,517 U/mL. In SmF peak production was at pH 6.0 at 30°C, 5x105 spores/mL of media within 72 and 96 hours in medium containing 0.5 and 0.25% casein, respectively, with 40 U/mL. According to the productivity of the fermentative processes, enzymatic extract was used from SSF to study purification and biochemical characterization. In this study, purified protease showed optimum activity at pH 7.5 and 50°C, and inhibited by Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and more intensely for antipain (1,6 µM). Concerning to the effect of ions, we observed modulation of the proteolytic activity, especially with inhibition by AlCl3, which residual activity was of 18 % after incubation with this ion. In the presence of Dithiothreitol (DTT) and ureia, we observed progressive decrease in proteolytic activity, presenting residual activities of 63% with 200 mM DTT, and 10% with 5 M ureia. Comparatively, in the concentration of 0.1% of each surfactant studied, there was a reduction in the proteolytic activity in 97% in presence of Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), 79% with 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (Triton X-100), 55% with Polyoxyethylenesorbitan monolaurate (Tween-20) and a complete inactivation in the presence of Sodium dodecyl sulfate... (Complete abstract click electronic access below)