Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: José Teixeira Freire / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O propósito deste trabalho foi obter parâmetros físicos e térmicos para simulação de reatores de leito fixo para fermentação em estado sólido (FES), empregando rejeitos sólidos agroindustriais como substratos e fungos como agentes fermentativos. Os materiais estudados foram bagaço de cana, resíduo agroindustrial comumente empregado na FES, e um meio composto por bagaços de cana e laranja e farelo de trigo na proporção 1:2:2 (p/p), substrato empregado para obtenção de enzimas pectinolíticas por FES. Foi determinada a condutividade térmica na estagnação (K0) pelo método da sonda linear. Observou-se que a condutividade era muito baixa para os recheios secos (inferior a 0,1 W/mºC), mas aumentava bruscamente para recheios muito úmidos (atingindo 0,5 W/mºC), o que foi atribuído à condução de calor através da água. Também foram determinados os parâmetros térmicos dos leitos percolados por ar com baixas vazões, típicas da FES. Os valores da condutividade térmica efetiva radial (Kr) obtidos foram muito baixos, tendendo ao valor da estagnação, e os valores do coeficiente convectivo de transferência de calor parede-fluido (hp) foram muito inferiores aos encontrados na literatura, devido às baixas vazões de ar. Foram desenvolvidos programas para aquisição de dados experimentais de temperatura por meio do software de interface gráfica LabView (National Instruments). Também foram desenvolvidos programas em MatLab para cálculo dos parâmetros térmicos dos sistemas, tanto para o modelo unidimensional (coeficiente global U) quanto para o bidimensional. Esses programas permitiram calcular os parâmetros térmicos imediatamente após aquisição dos dados do processo. Programas de simulação numérica foram desenvolvidos em MatLab para simular o crescimento do fungo termofílico Thermomucor indicae seudaticae N31 e o comportamento térmico do processo de FES... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The purpose of this work was to get physical and thermal parameters for simulation of reactors of fixed packed beds percolated by air for solid state fermentation (SSF), using agro- industrial solid residues as substrata and molds as fermentative agents. The materials studied were sugar cane bagasse, agro-industrial residue commonly used in SSF, and a medium composed by sugar cane and orange bagasses and wheat bran in ratio 1:2:2 (w/w), substratum used for pectinolitics enzymes attainment for SSF. The thermal conductivity on stagnation (K0) was determined by heating linear method. It was observed that the conductivity was very low for dried materials (below 0,1 W/mºC), but increased brusquely for very humid materials (reaching 0,5 W/mºC), what it was admitted to be due to conduction of heat through the water. Also the thermal parameters of the fixed packed beds percolated by air with low outflows, typical of SSF, had been determined. The values of the thermal conductivity radial effective (Kr) gotten had been very low, tending to the value of the stagnation, and the values of the convective coefficient of heat transfer wall-fluid (hp) had been very below to the found on literature, which had to the low air outflows. Programs for acquisition of experimental data of temperature by means of the software of graphical interface LabView had been developed (National Instruments). Also programs in MatLab for calculation of the thermal parameters of the systems had been developed, as much for the one-dimensional model (global coefficient U) how much for the two-dimensional. These programs had allowed calculating the thermal parameters immediately after acquisition of the data of the process. Programs of numerical simulation had been developed in MatLab to simulate the growth of thermopile mold Thermomucor indicae seudaticae N31 and the thermal behavior of the process of SSF lead by Umsza Guez... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-28Bitstream added on 2014-06-13T18:21:12Z : No. of bitstreams: 1 casciatori_fp_me_sjrp_parcial.pdf: 81692 bytes, checksum: 8909085df78fb65d202e35e91ecbb5b2 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-28T16:08:54Z: casciatori_fp_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-28T16:09:59Z : No. of bitstreams: 1 000640118.pdf: 1821375 bytes, checksum: 2ac04413db80f0e987e207401ed80680 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O propósito deste trabalho foi obter parâmetros físicos e térmicos para simulação de reatores de leito fixo para fermentação em estado sólido (FES), empregando rejeitos sólidos agroindustriais como substratos e fungos como agentes fermentativos. Os materiais estudados foram bagaço de cana, resíduo agroindustrial comumente empregado na FES, e um meio composto por bagaços de cana e laranja e farelo de trigo na proporção 1:2:2 (p/p), substrato empregado para obtenção de enzimas pectinolíticas por FES. Foi determinada a condutividade térmica na estagnação (K0) pelo método da sonda linear. Observou-se que a condutividade era muito baixa para os recheios secos (inferior a 0,1 W/mºC), mas aumentava bruscamente para recheios muito úmidos (atingindo 0,5 W/mºC), o que foi atribuído à condução de calor através da água. Também foram determinados os parâmetros térmicos dos leitos percolados por ar com baixas vazões, típicas da FES. Os valores da condutividade térmica efetiva radial (Kr) obtidos foram muito baixos, tendendo ao valor da estagnação, e os valores do coeficiente convectivo de transferência de calor parede-fluido (hp) foram muito inferiores aos encontrados na literatura, devido às baixas vazões de ar. Foram desenvolvidos programas para aquisição de dados experimentais de temperatura por meio do software de interface gráfica LabView (National Instruments). Também foram desenvolvidos programas em MatLab para cálculo dos parâmetros térmicos dos sistemas, tanto para o modelo unidimensional (coeficiente global U) quanto para o bidimensional. Esses programas permitiram calcular os parâmetros térmicos imediatamente após aquisição dos dados do processo. Programas de simulação numérica foram desenvolvidos em MatLab para simular o crescimento do fungo termofílico Thermomucor indicae seudaticae N31 e o comportamento térmico do processo de FES... / The purpose of this work was to get physical and thermal parameters for simulation of reactors of fixed packed beds percolated by air for solid state fermentation (SSF), using agro- industrial solid residues as substrata and molds as fermentative agents. The materials studied were sugar cane bagasse, agro-industrial residue commonly used in SSF, and a medium composed by sugar cane and orange bagasses and wheat bran in ratio 1:2:2 (w/w), substratum used for pectinolitics enzymes attainment for SSF. The thermal conductivity on stagnation (K0) was determined by heating linear method. It was observed that the conductivity was very low for dried materials (below 0,1 W/mºC), but increased brusquely for very humid materials (reaching 0,5 W/mºC), what it was admitted to be due to conduction of heat through the water. Also the thermal parameters of the fixed packed beds percolated by air with low outflows, typical of SSF, had been determined. The values of the thermal conductivity radial effective (Kr) gotten had been very low, tending to the value of the stagnation, and the values of the convective coefficient of heat transfer wall-fluid (hp) had been very below to the found on literature, which had to the low air outflows. Programs for acquisition of experimental data of temperature by means of the software of graphical interface LabView had been developed (National Instruments). Also programs in MatLab for calculation of the thermal parameters of the systems had been developed, as much for the one-dimensional model (global coefficient U) how much for the two-dimensional. These programs had allowed calculating the thermal parameters immediately after acquisition of the data of the process. Programs of numerical simulation had been developed in MatLab to simulate the growth of thermopile mold Thermomucor indicae seudaticae N31 and the thermal behavior of the process of SSF lead by Umsza Guez... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Heloiza Ferreira Alves do Prado / Resumo: Diante do recente interesse em valorizar os fungos degradadores da biomassa lignocelulósica oriunda das atividades agrícolas, agroindustriais e de florestas plantadas, torna-se necessário a prospecção de novos micro-organismos e a partir destes estudar seu potencial, bem como fatores que afetam o seu desenvolvimento, a produção de enzimas, e o rendimento como um todo. Após uma breve introdução e revisão de literatura, tem-se o Capítulo I expondo parte do projeto, onde o objetivo de estudo foi isolar e selecionar fungos da região do Pantanal Sul-mato-grossense, e testar sua eficiência na produção das enzimas xilanase, carboximetilcelulase (CMCase) e avicelase tendo 1% de palha de milho e papelão como substratos indutores no meio líquido de isolamento testados na temperatura de 35 e 45 °C. Neste processo, um total de 111 fungos foram obtidos, onde 80,7% dos isolados em meio contendo palha de milho, cresceram a temperatura de 35 °C e os isolados induzidos meio contendo papelão, 63,0% se manifestaram a 45 °C. O isolado WPPM 922 obteve as maiores atividades enzimáticas com 614,5 U g- 1, e 107,3 U g-1 e 5,37 U g- 1 para atividade de xilanase, CMCase e avicelase respectivamente, fermentado em farelo de trigo em 96 h a 35 °C. Oito isolados e o Trichoderma asperelloides F22, foram selecionados para avaliação do seu potencial na produção enzimática utilizando 6 tipos de resíduos agrícolas e agroindustriais. A casca de arroz foi o substrato que mais induziu as enzimas xilanase e CMCase ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Roberto da Silva / Resumo: Esta tese aborda a produção de enzimas celulolíticas por cultivo sólido (CS) dos fungos termofílicos Myceliophthora thermophila I-1D3b e Thermoascus aurantiacus CBMAI756 e do mesofílico Trichoderma reesei QM9414 em substrato composto por bagaço de cana-deaçúcar (BC) e farelo de trigo (FT); a caracterização dos extratos obtidos quanto a temperatura e pH ótimos e a estabilidade; a formulação de coquetéis enzimáticos para aplicação na hidrólise de bagaço de cana não tratado (BNT), pré-tratado com ozônio, álcali e ultrassom (BOU) e com pré-tratamento hidrotérmico (BHT); e, por fim, as condições e a cinética da reação de sacarificação enzimática. O CS de M. thermophila levou à obtenção de extratos com as maiores atividades de endoglucanase (32 U/mL), β-glicosidase (3,5 U/mL) e FPA (0,7 U/mL). Os extratos apresentaram diferentes perfis de atividade e estabilidade em função de variações de pH e temperatura de reação e incubação, características desejáveis para aplicação na hidrólise de biomassa visando a produção de etanol de segunda geração (E2G). Após 24 h de hidrólise, maiores rendimentos em açúcares redutores totais (ART) foram atingidos empregando coquetel 1:1 v/v de extratos enzimáticos provenientes do CS de T. aurantiacus (TA) e T. reesei (TR) no BOU. Foi possível obter maior teor de ART (464 mg/g BOU vs. 396 mg/g BOU) com menor carga enzimática (9,9 FPA/g BOU com coquetel TA:TR 1:1 v/v vs. 12,6 FPA/g BOU com extrato de TA, respectivamente). Denota-se que há sinergismo entre ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis addresses the production of cellulolytic enzymes by solid cultivation (CS) of the thermophilic fungi Myceliophthora thermophila I-1D3b and Thermoascus aurantiacus CBMAI756 and of the mesophilic Trichoderma reesei QM9414 on a substrate composed of sugarcane bagasse (SCB) and wheat bran (WB); the characterization of the extracts obtained in terms of optimum temperature and pH and stability; the formulation of enzymatic cocktails for application in the hydrolysis of untreated SCB (BNT), pretreated with ozone, alkali and ultrasound (BOU) and with hydrothermal pretreatment (BHT); and, finally, the conditions and kinetics of the enzymatic saccharification reaction. The CS of M. thermophila provided extracts with the highest activities of endoglucanase (32 U/mL), β-glucosidase (3.5 U/mL) and FPA (0.7 U/mL). The extracts showed different profiles of activity and stability due to variations in pH and temperature of reaction and incubation, desirable characteristics for application in the hydrolysis of biomass aiming the production of second generation ethanol (E2G). After 24 h of hydrolysis, higher yields of total reducing sugars (TRS) were achieved using cocktail 1:1 v/v of enzymatic extracts from the CS of T. aurantiacus (TA) and T. reesei (TR) in BOU. It was possible to obtain a higher TRS content (464 mg/g BOU vs. 396 mg/g BOU) with lower enzyme load (9.9 FPA/g BOU with cocktail TA:TR 1:1 v/v vs. 12.6 FPA /g BOU with TA extract, respectively). It denotes there is syner... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O fungo entomopatogênico Isaria fumosorosea (Ascomycota: Hypocreales: Cordycipitaceae) é encontrado comumente nos solos e infectando diversas espécies de artrópodes. Bioprodutos à base de I. fumosorosea são utilizados principalmente na América do Norte e Europa para o controle de mosca-branca, pulgões e trips. Entretanto, no Brasil ainda não existe nenhum produto registrado à base deste patógeno. O objetivo deste trabalho foi estabelecer parâmetros para a seleção de isolados promissores para o desenvolvimento de um biopesticida à base de I. fumosorosea. Os isolados foram avaliados em três etapas sequênciais: esporulação em meio de cultura artificial, fermentação em grão de arroz e tolerância à radiação ultravioleta B e temperatura alta. A partir de uma coleção de 172 isolados de I. fumosorosea provenientes do solo e insetos de diferentes biomas do Brasil, foram escolhidos 72 isolados por apresentar visualmente maior esporulação das colônias em SDYA (Sabouraud-dextrose-extrato de levedura-ágar). Posteriomente, esses isolados foram utilizados para a fermentação sólida em garrafas de vidro contendo 50 gramas de arroz parboilizado. Destes, 14 isolados foram avaliados quanto à produção de conídios em sacos de polipropileno contendo arroz parboilizado e quanto aos efeitos da exposição à radiação ultravioleta B (UV-B) por 0, 2, 4, 6 e 8 horas e temperatura de 45°C por 0, 30, 60 e 90 minutos. Os isolados ESALQ-4556 e ESALQ-4778 apresentaram os maiores rendimentos de conídios em garrafas de vidro (4,65 e 4,40 ×109 conídios/g arroz seco) e em sacos de polipropileno (3,96 e 3,25 ×109 conídios/g arroz seco). Os isolados ESALQ-1296 e ESALQ- 3415 apresentaram maior tolerância aos efeitos da radiação ultravioleta-B e aquecimento. Para a elaboração de uma formulação do tipo dispersão oleosa foi ajustado o ponto de secagem dos conídios para incrementar o tempo de prateleira e avaliadas diferentes misturas do adjuvante KBRAdj e óleos vegetais. Foram utilizados conídios do isolado ESALQ-1296 produzidos em arroz com atividade de água (aw) de 0,527 e conídios secos com aw= 0,410; 0,248 e 0,182 adicionados ao adjuvante KBRAdj puro. A sobrevivência dos conídios mais secos foi maior do que de conídios úmidos. O adjuvante promoveu proteção aos conídios umidos, apresentando viabilidades significativamente maiores do que conídios umidos sem adjuvante em todos os períodos de armazenamento. Conídios com aw= 0,182 sem adjuvante apresentaram as maiores viabilidades (70,3%) após 60 dias de armazenamento. Para desenvolver uma formulação do tipo dispersão oleosa foram testadas misturas de 25% de óleo de soja ou canola + 75% do adjuvante KBRAdj com ou sem sílica gel, em conídios úmidos (aw=0,546 e UR= 13,18%) ou secos (aw=0,175 e UR= 4,42%). A adição de 25% de óleo vegetal ou sílica gel na formulação não contribuiu para o incremento do período de prateleira da formulação. A viabilidade dos conídios nas diferentes formulações após 90 dias de armazenamento variou de 42,3 ± 0,03% a 56,9 ± 0,01%. Estudos futuros deverão ser conduzidos para incrementar o período de prateleira e avaliar a virulência destas formulações para o controle de pragas, especialmente mosca-branca e psilídeo-dos-citros. / The entomopathogenic fungus Isaria fumosorosea (Ascomycota: Hypocreales: Cordycipitaceae) is commonly found in soil and infecting several species of arthropods. I. fumosorosea based bioproducts are mainly used in North America and Europe for the control of whitefly, aphids and thrips. However, in Brazil there is still no registered product based on this pathogen. The objective of this study was to establish parameters for the selection of promising isolates for developing I. fumosorosea based biopesticides. The isolates were evaluated in three sequential steps: sporulation on artificial medium, sporulation on rice grains, tolerance to ultraviolet-B radiation and high temperature. From a collection of 172 I. fumosorosea isolates from soil and insects of different Brazilian biomes, 72 isolates were chosen based on visual observations of higher sporulation of colonies in SDYA (Sabouraud-dextrose- yeast extract-agar). Later, these isolates were used for the solid fermentation in glass bottles containing 50 g of parboiled rice. Of these, 14 strains were evaluated for conidia production in polypropylene bags containing parboiled rice and the effects of exposure to ultraviolet-B (UV-B) for 0, 2, 4, 6 and 8 hours and 45°C for 0, 30, 60 and 90 minutes. The ESALQ-4556 and ESALQ-4778 isolates showed the highest spore yields in glass bottles (4.65 and 4.40 × 109 spores/g dry rice) and in polypropylene bags (3.96 and 3.25 × 109 spores/g dry rice). The ESALQ-1296 and ESALQ-3415 isolates showed a higher tolerance to the UV-B radiation and heating. For the development of oil dispersion formulations, the drying point of the conidia was adjusted to increase the shelf-life in different mixtures of the KBRAdj adjuvant and vegetable oils. Conidia produced on rice from the isolate ESALQ-1296 without drying with water activity (aw) = 0.527 and dried conidia with aw of 0.410; 0.248 and 0.182 added to the pure adjuvant. Survival of the dryer conidia was greater than humid conidia. The adjuvant provided protection to humid conidia, with significantly higher viability than conidia without drying and without adjuvant at all storage periods. Conidia with aw = 0.182 without adjuvant showed the highest viability (70.3%) after 60 days of storage. To develop an oil dispersion type formulation it were tested mixtures with 25% of soy or canola oil + 75% of KBRAdj adjuvant with or without silica gel using humid (aw = 0.546 and RH = 13.18%) or dried conidia (aw = 0.175 and RH = 4.42%). Addition of 25% of vegetable oil or silica gel in the formulation did not contribute to the increase of the shelf-life. The conidia viability in the different formulations after 90 days of storage ranged from 42.3% ± 0.03% to 56.9 ± 0.01. Future studies must be conducted to increase the shelf- life and to assess the virulence of these formulations for pest control, particularly whitefly and the citrus psyllid.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-08-31T11:25:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Camila Fernanda Dias - 2017.pdf: 2762484 bytes, checksum: ba0a7f01bf4043f7d50515ada115a0f8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-15T13:39:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Camila Fernanda Dias - 2017.pdf: 2762484 bytes, checksum: ba0a7f01bf4043f7d50515ada115a0f8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T13:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Camila Fernanda Dias - 2017.pdf: 2762484 bytes, checksum: ba0a7f01bf4043f7d50515ada115a0f8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Artificial dyes are commonly used in the food industry, both for their low cost and for ease of procurement. The consumer market, however, requires healthier products and a viable alternative would be the use of natural pigments. In addition to plants, flowers, fruits and animals, micro-organisms can be the source of this type of pigment, such as fungi, bacteria and microalgae. Therefore, the present study had as objective to produce pigments from the solid fermentation and submerged by filamentous fungus Monascus ruber CCT 3802 using maltose syrup as substrate. The effect of substrate concentration on maltose syrup and the influence of pH on pigment production was studied by evaluating the radial growth rate, pigment production and pigment properties by thermal stability. The main results demonstrate that the highest radial growth velocity was obtained from the plate containing 5 g L-1 maltose syrup 0.1053 mm h-1 , which corresponds to an increase of 71.70% when compared to the medium extract of Malt agar (MEA). In the submerged fermentation the concentration of 10 g L-1 of maltose obtained the highest absorbance (14.54 AU), lower biomass (4.65 g L-1 ) and greater dark red intensity. For pH determination, the highest radial growth rate was obtained when the fungus was cultivated at pH 6.5 and the production of yellow pigment was obtained at low pH (2.0 and 2.5) while the production of orange pigments was in the pH range (3.0 and 3.5) and the red pigment yield obtained when the fungus was grown at pH above 4.0. Thus, it can be concluded that maltose syrup and pH exerted a significant influence on both the radial growth rate and the production of pigments in submerged fermentation, showing that lower substrate concentrations favor higher amounts of red pigment and that associated with the culture in PH 6.5 favored the formation of red pigments. / Corantes artificiais são comumente utilizados na indústria de alimentos, tanto pelo seu baixo custo quanto pela facilidade de obtenção. O mercado consumidor, entretanto, requer produtos mais saudáveis e uma alternativa seria a utilização de pigmentos naturais. Além de plantas, flores, frutos e animais, micro-organismos podem ser fonte deste tipo de pigmento, como fungos, bactérias e microalgas. Portanto, o presente estudo teve como objetivo produzir pigmentos a partir da fermentação sólida e submersa pelo fungo filamentoso Monascus ruber CCT 3802 utilizando xarope de maltose como substrato. Foi estudado o efeito da concentração do substrato xarope de maltose e a influência do pH na produção de pigmentos, avaliando a velocidade de crescimento radial, a produção de pigmentos e as propriedades dos pigmentos mediante a estabilidade térmica. Os principais resultados demonstram que a maior velocidade de crescimento radial foi obtida da placa contendo 5 g L-1 de xarope de maltose 0,1053 mm h-1 , que corresponde ao um aumento de 71,70% quando comparado com o meio extrato de malte ágar (MEA). Na fermentação submersa a concentração de 10 g L-1 de maltose obteve a maior absorbância (14,54 UA), menor biomassa (4,65 g L-1 ) e maior intensidade da cor vermelho escuro. Já para determinação da influência do pH a velocidade de crescimento radial mais elevada foi obtida quando o fungo foi cultivado em pH 6,5. A obtenção dos pigmentos, amarelo, laranja e vermelho, deu-se nos intervalos de pH 2,0-2,5, 3,0-3,5 e acima de 4,0 respectivamente. Assim, pode-se concluir que a concentração de xarope de maltose e o pH exerceram influência significativa tanto na velocidade de crescimento radial quanto na produção de pigmentos em fermentação submersa, mostrando que menores concentrações de substrato favorecem maiores quantidades de pigmento vermelho e que associados ao cultivo em pH 6,5 favoreceram a formação de pigmentos vermelhos.

O fungo entomopatogênico Isaria fumosorosea (Ascomycota: Hypocreales: Cordycipitaceae) é encontrado comumente nos solos e infectando diversas espécies de artrópodes. Bioprodutos à base de I. fumosorosea são utilizados principalmente na América do Norte e Europa para o controle de mosca-branca, pulgões e trips. Entretanto, no Brasil ainda não existe nenhum produto registrado à base deste patógeno. O objetivo deste trabalho foi estabelecer parâmetros para a seleção de isolados promissores para o desenvolvimento de um biopesticida à base de I. fumosorosea. Os isolados foram avaliados em três etapas sequênciais: esporulação em meio de cultura artificial, fermentação em grão de arroz e tolerância à radiação ultravioleta B e temperatura alta. A partir de uma coleção de 172 isolados de I. fumosorosea provenientes do solo e insetos de diferentes biomas do Brasil, foram escolhidos 72 isolados por apresentar visualmente maior esporulação das colônias em SDYA (Sabouraud-dextrose-extrato de levedura-ágar). Posteriomente, esses isolados foram utilizados para a fermentação sólida em garrafas de vidro contendo 50 gramas de arroz parboilizado. Destes, 14 isolados foram avaliados quanto à produção de conídios em sacos de polipropileno contendo arroz parboilizado e quanto aos efeitos da exposição à radiação ultravioleta B (UV-B) por 0, 2, 4, 6 e 8 horas e temperatura de 45°C por 0, 30, 60 e 90 minutos. Os isolados ESALQ-4556 e ESALQ-4778 apresentaram os maiores rendimentos de conídios em garrafas de vidro (4,65 e 4,40 ×109 conídios/g arroz seco) e em sacos de polipropileno (3,96 e 3,25 ×109 conídios/g arroz seco). Os isolados ESALQ-1296 e ESALQ- 3415 apresentaram maior tolerância aos efeitos da radiação ultravioleta-B e aquecimento. Para a elaboração de uma formulação do tipo dispersão oleosa foi ajustado o ponto de secagem dos conídios para incrementar o tempo de prateleira e avaliadas diferentes misturas do adjuvante KBRAdj e óleos vegetais. Foram utilizados conídios do isolado ESALQ-1296 produzidos em arroz com atividade de água (aw) de 0,527 e conídios secos com aw= 0,410; 0,248 e 0,182 adicionados ao adjuvante KBRAdj puro. A sobrevivência dos conídios mais secos foi maior do que de conídios úmidos. O adjuvante promoveu proteção aos conídios umidos, apresentando viabilidades significativamente maiores do que conídios umidos sem adjuvante em todos os períodos de armazenamento. Conídios com aw= 0,182 sem adjuvante apresentaram as maiores viabilidades (70,3%) após 60 dias de armazenamento. Para desenvolver uma formulação do tipo dispersão oleosa foram testadas misturas de 25% de óleo de soja ou canola + 75% do adjuvante KBRAdj com ou sem sílica gel, em conídios úmidos (aw=0,546 e UR= 13,18%) ou secos (aw=0,175 e UR= 4,42%). A adição de 25% de óleo vegetal ou sílica gel na formulação não contribuiu para o incremento do período de prateleira da formulação. A viabilidade dos conídios nas diferentes formulações após 90 dias de armazenamento variou de 42,3 ± 0,03% a 56,9 ± 0,01%. Estudos futuros deverão ser conduzidos para incrementar o período de prateleira e avaliar a virulência destas formulações para o controle de pragas, especialmente mosca-branca e psilídeo-dos-citros. / The entomopathogenic fungus Isaria fumosorosea (Ascomycota: Hypocreales: Cordycipitaceae) is commonly found in soil and infecting several species of arthropods. I. fumosorosea based bioproducts are mainly used in North America and Europe for the control of whitefly, aphids and thrips. However, in Brazil there is still no registered product based on this pathogen. The objective of this study was to establish parameters for the selection of promising isolates for developing I. fumosorosea based biopesticides. The isolates were evaluated in three sequential steps: sporulation on artificial medium, sporulation on rice grains, tolerance to ultraviolet-B radiation and high temperature. From a collection of 172 I. fumosorosea isolates from soil and insects of different Brazilian biomes, 72 isolates were chosen based on visual observations of higher sporulation of colonies in SDYA (Sabouraud-dextrose- yeast extract-agar). Later, these isolates were used for the solid fermentation in glass bottles containing 50 g of parboiled rice. Of these, 14 strains were evaluated for conidia production in polypropylene bags containing parboiled rice and the effects of exposure to ultraviolet-B (UV-B) for 0, 2, 4, 6 and 8 hours and 45°C for 0, 30, 60 and 90 minutes. The ESALQ-4556 and ESALQ-4778 isolates showed the highest spore yields in glass bottles (4.65 and 4.40 × 109 spores/g dry rice) and in polypropylene bags (3.96 and 3.25 × 109 spores/g dry rice). The ESALQ-1296 and ESALQ-3415 isolates showed a higher tolerance to the UV-B radiation and heating. For the development of oil dispersion formulations, the drying point of the conidia was adjusted to increase the shelf-life in different mixtures of the KBRAdj adjuvant and vegetable oils. Conidia produced on rice from the isolate ESALQ-1296 without drying with water activity (aw) = 0.527 and dried conidia with aw of 0.410; 0.248 and 0.182 added to the pure adjuvant. Survival of the dryer conidia was greater than humid conidia. The adjuvant provided protection to humid conidia, with significantly higher viability than conidia without drying and without adjuvant at all storage periods. Conidia with aw = 0.182 without adjuvant showed the highest viability (70.3%) after 60 days of storage. To develop an oil dispersion type formulation it were tested mixtures with 25% of soy or canola oil + 75% of KBRAdj adjuvant with or without silica gel using humid (aw = 0.546 and RH = 13.18%) or dried conidia (aw = 0.175 and RH = 4.42%). Addition of 25% of vegetable oil or silica gel in the formulation did not contribute to the increase of the shelf-life. The conidia viability in the different formulations after 90 days of storage ranged from 42.3% ± 0.03% to 56.9 ± 0.01. Future studies must be conducted to increase the shelf- life and to assess the virulence of these formulations for pest control, particularly whitefly and the citrus psyllid.

O método empregado na produção de fungos entomopatogênicos teve poucas alterações em mais de 40 anos de utilização no Brasil. A produção adotada nas biofábricas em larga escala é basicamente através da fermentação sólida em arroz com elevado uso de mão de obra e longo tempo de produção. Assim, o presente estudo consistiu em desenvolver estratégias que possam ser implementadas nas diferentes etapas do sistema de produção de Metarhizium anisopliae ESALQ1037, como adição ao arroz de materiais inertes (bagaço de cana-de-açúcar, maravalha, esponja vegetal e palha de arroz) e outros substratos (milheto, flocos de arroz e sagu) para separação dos grãos de arroz e aumento da aeração, uso de blastosporos como inóculo em sistemas bifásicos tendo como substrato sólido o arroz ou mistura de farelos (trigo, milho, aveia, arroz, soja e algodão) ou suportes de crescimento e esporulação (bagaço de cana-de-açúcar, vermiculita, tecido de lã, palha de arroz e maravalha). Foi testado o uso da esterilização por fervura em substituição à autoclavagem e recuperação de conídios por extração em água como substituto ao peneiramento, além de armazenamento em condições de alta e baixa temperatura e umidade: 97%UR e 22ºC; 97%UR e 4ºC; 0%UR e 22ºC; 0%UR e 4ºC. O meio líquido M11 (a base de 45g L-1 glicose e 36g L-1 extrato de levedura) foi o mais adequado para produção de blastosporos (3,0 x 108 blastosporos/mL) e biomassa. A inoculação de blastosporos em arroz resultou em produção maior e mais rápida de conídios (4,51 x 108 conídios/g) em 7 dias de crescimento fúngico. O farelo de trigo inoculado com blastosporos produzidos em meio M11 resultou em maior produção de conídios (1,2 x 109 conídios/g) quando comparado aos farelos e arroz inoculados com suspensão de conídios (máximo de 7,8 x 108 conídios/g). O bagaço de cana-de-açúcar autoclavado seco foi o suporte que resultou em maior produção do fungo quando associado ao meio líquido. A adição ao arroz de bagaço de cana-de-açúcar umedecido, maravalha e esponja vegetal não umedecidas promoveu incremento na produção de conídios (> 3,3 x 109 conídios/g) quando comparado ao arroz somente (1,00 x 109 conídios/g). A exposição do arroz à fervura por 10 e 15 minutos resultou em produção de conídios semelhante à produção em arroz autoclavado, sem a presença de contaminantes. Farelo de trigo foi o substrato mais promissor para produção do fungo especialmente quando misturado ao farelo de arroz (1,75 x 109 conídios/g) na fermentação sólida. Conídios extraídos do arroz por peneiramento ou lavagem em água e recuperados com ou sem a adição de argilas, terra de diatomácea e caulim apresentaram viabilidade superior a 92% após armazenamento por 60 dias a 22°C e 97% UR. A 22°C e 0% UR, somente os conídios extraídos do arroz por peneiramento e os extraídos em água e recuperados com a adição de argila preta e caulim apresentaram viabilidade superior a 92% após armazenamento por 60 dias. Estratégias testadas neste estudo para produção e extração de conídios de M. anisopliae são alternativas viáveis para serem incorporadas na produção em larga escala e reduzir o tempo de fermentação e mão de obra, aumentando a eficiência de conversão de substrato em conídios. / The method used in the production of entomopathogenic fungi had few changes in more than 40 years of use in Brasil. The production of large-scale biofactories is basically through solid fermentation in rice with high labor and long production time. Thus, the present study consisted in developing strategies that could be implemented in the different stages of the production system of Metarhizium anisopliae ESALQ1037, as addition to rice of inert materials (sugarcane bagasse, shavings, vegetable sponge, rice straw) and other substrates (millet, rice flakes and sago) for separation of rice grains and increased aeration, use of blastospores as inoculum in biphasic systems having as a solid substrate the rice or mixture of bran (wheat, corn, oats, rice, soybean and cotton) or growth and sporulation supports (sugarcane bagasse, vermiculite, wool, rice straw and shavings). The use of boiling sterilization to replace autoclaving and recovery of conidia by water extraction as a substitute for sieving was tested, as well as storage under high and low temperature and humidity conditions: 97% RH and 22 ºC; 97% RH and 4°C; 0% RH and 22°C; 0% RH and 4°C. The M11 liquid medium (the base of 45g L-1 glucose and 36g L-1 yeast extract) was the most suitable for the production of blastospores (3.0 x 108 blastospores / mL) and biomass. The inoculation of blastospores in rice resulted in larger and faster production of conidia (4.51 x 108 conidia / g) in 7 days of fungal growth. The wheat bran inoculated with blastospores produced in M11 medium resulted in higher conidia production (1.2 x 109 conidia / g) when compared to the bran and rice inoculated with conidial suspension (maximum of 7.8 x 108 conidia / g). The dried autoclaved sugarcane bagasse was the carrier that resulted in higher fungus production when associated with the liquid medium. The addition of moistened sugarcane bagasse and non-moistened shavings and vegetable sponges promoted increase in the production of conidia (> 3.3 x 109 conidia / g) when compared to rice only (1.0 x 109 conidia / g). Exposure of the boil rice for 10 and 15 minutes resulted in conidial production similar to the production in autoclaved rice without the presence of contaminants. Wheat bran was the most promising substrate for the fungus production especially when mixed with rice bran (1.75 x 109 conidia / g) in solid fermentation. Conidia extracted from rice by sieving or washing in water and recovered with or without the addition of clays, diatomaceous earth and kaolin showed viability higher than 92% after storage for 60 days at 22 °C and 97% RH. At 22 °C and 0% RH, only the conidia extracted from the rice by sieving and those extracted in water and recovered with the addition of black clays and kaolin had viability higher than 92% after storage for 60 days. Strategies tested in this study for the production and extraction of conidia of M. anisopliae are viable alternatives to be incorporated in the large scale production and to reduce the time of fermentation and manpower, to increasing the efficiency of conversion of substrate in conidia.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 genoveva.pdf: 386984 bytes, checksum: e0637e197abae91403267eddf66d5e0f (MD5) Previous issue date: 2006-08-21 / Many types of agroindustrial wastes may be employed as substrate for enzyme production. Glucoamylase is an enzyme used by the food industry to elaborate, for example, glucose syrup. The glucoamylase production by fermentation processes may be done by Aspergillus awamori, because this microorganism is considered safe to be used in food industries. In the solid estate fermentation (SSF), the microorganism is inoculated in a substrate where the activity of water allows the growth and cellular metabolism; however that doesn´t exceed the maximum water holding capacity of the solid substrate. In this work it was studied the possibility of employing agroindustrial wastes (potato, carrot processing redidues and mixes of these residues), for glucoamylase production by the Aspergillus awamori NRRL 3112. The experiments were mde varying the following conditions: moisture levels of 90, 92 e 98%, fermentation time and agitation; moisture levels of 30, 50, 70 and 90%; supplementation with sources of nitrogen (level of 2,20g (NH4)SO4/Kg of substrate, with and without pH correction) and phosphorous (levels of 3,8, 7,6 and 11,4g Na2HPO4/Kg of substrate); determination of the enzymatic activity in different buffers: pH 4,2, 0,1M citrate-phosphate buffer pH 4,2, 0,02M acetate buffer. In the tested conditions, the time of 72 hours was the most apropriate for the fermentation and production of glucoamylase, being obtained up to 725,00 U/mL when potato processing wastes used. The agitation, as tested, was not efficient in the increment of the enzymatic activity. There were not great differences in the results of enzymatic activity with the studied moisture levels (90, 92 and 98%). In the experiments with moisture levels of 30, 50, 70 and 90%, the highest enzymatic activities verified were of 65,98 with 50% moisture for the carrot processing waste, 141,38 U/mL with moisture of 30% and use of the potato processing waste and 55,77 U/mL when teh substrate was prepared by mixing 50% of each wastes with moisture of 70%. In the experiments with substrate supplmented with sources of phosphorous, the best results of enzymatic activity obtanied they were 318,33% U/mL, with addition of 0,19 g of Na2HPO4/Kg for the substrate with potato processing waste, 33,33 U/mL when the carrot processing waste was ued with addition of 0,19 g of Na2HPO4/Kg for the substrate; and 125 U/mL was obtained when the substrate was a mix of 50% of each waste with addition of 0,19 g of Na2HPO4/Kg for the substrate. When phosfhorous and nitrogen sources was added, the best results obtained were of 875 U/mL with potato waste, without pH correction, being added 0,38 g of Na2HPO4/Kg for the substrate and without addition of nitrogen, 141,66 U/mL, with carrot waste, being added 0,38 g of Na2HPO4/Kg for the substrate, without addition of nitrogen and without pHcorrection. In the experiments with different buffer solutions, best results of enzymatic activity were of 51,66, 401,66 and 176, 66 U/mL, with carrot, potato wastes and their mix, respectively, being used the pH 4,2, 0,1 M citrate-phosphate buffer. It can be concluded that the use of those wastes as sources for production of glucoamylase is technically viable, contributing with the process of value aggregation to sub-products of the agroindustrial processing and avoiding the discard of these in the nature. / RESUMO Muitos resíduos gerados na agroindústria podem ser utilizados como substrato para produção de enzimas. A amiloglucosidase (AMG) é uma enzima utilizada pela indústria de alimentos para a fabricação de xaropes de glucose. A produção de AMG por processos fermentativos pode ser feita com o uso do Aspergillus awamori, pelo fato de ser considerado um microrganismo seguro para a indústria alimentícia. Na fermentação em estado sólido (FES), o microorganismo é inoculado em um substrato onde a atividade de água assegure o crescimento e metabolismo celular e não excede à capacidade máxima de ligação de água com a matriz sólida. Neste trabalho foi estudada a possibilidade da utilização de resíduos agroindustriais (gerados a partir do processamento da batata, cenoura e mistura desses resíduos) para a produção da enzima amiloglucosidase (AMG) pelo microorganismo Aspergillus awamori NRRL 3112. Foram realizados ensaios variando as seguintes condições: teor de umidade de 90, 92 e 98%, relacionados ao tempo de fermentação e à agitação; teor de umidade de 30, 50, 70 e 90%; suplementação com fontes de nitrogênio (nível de 2,20 g(NH4)2SO4/Kg de meio, com e sem correção de pH) e fósforo (níveis de 3,8, 7,6 e 11,4 g Na2HPO4/Kg de meio); determinação da atividade enzimática em diferentes soluções tampão, citrato-fosfato 0,1M e pH 4,2 e tampão acetato 0,02M e pH 4,2. Dentro das condições empregadas, o tempo de 72 horas foi o mais adequado para a fermentação e produção de AMG, obtendo-se até 725,00 U/mL quando se utilizou resíduo do processamento de batata. A agitação, dentro dos níveis empregados, não se mostrou eficiente no incremento da atividade enzimática. Não houve grandes diferenças nos resultados de atividade enzimática em relação aos teores de umidade de 90, 92 e 98% utilizados. Nos ensaios com meios com teor de umidade de 30, 50, 70 e 90% as maiores atividades enzimáticas constatadas foram de 65,98 U/mL com emprego de umidade de 50% para o resíduo do processamento de cenoura, 141,38 U/mL com umidade de 30% na utilização do resíduo do processamento de batata e 55,77 U/mL onde se fez mistura de 50% de cada resíduos com umidade de 70%. Nos ensaios com meios suplementados apenas com fontes de fósforo, os melhores resultados de atividade enzimática obtidos foram 318,33 U/mL, com adição de 0,19 g de Na2HPO4/50g de meio para o resíduo do processamento de batata, 33,33U/mL quando se utilizou resíduo do processamento de cenoura com adição de 0,19 g de Na2HPO4/50g de meio, 125 U/mL foi obtido quando se fez a mistura de 50% de cada resíduo com adição de 0,19 g de Na2HPO4/50g de meio. Quando se adicionou fontes de fósforo e nitrogênio, os melhores resultados obtidos foram de 875 U/mL com resíduo de batata, sem correção de pH, adicionando-se 0,38 g de Na2HPO4/50g de meio, sem adição de fonte de nitrogênio, 141,66 U/mL com resíduo de cenoura adicionando-se 0,38g de Na2HPO4/50g de meio, sem adição de fonte de nitrogênio e sem correção de pH. Nos ensaios com diferentes soluções tampão obteve-se os melhores resultados de atividade enzimática, de 51,66, 401,66 e 176,66U/mL, com resíduos do processamento de cenoura, batata e mistura desses, respectivamente, utilizando-se o tampão citrato-fosfato 0,1M, pH 4,2. Pode-se concluir que a utilização desses resíduos como fonte para produção de AMG é tecnicamente viável, contribuindo com o processo de agregação de valor econômico a sub-produtos da agroindústria e evitando o descarte destes na natureza.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T15:37:11Z No. of bitstreams: 1 SIUMARA RODRIGUES ALCÂNTARA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2008..pdf: 9760309 bytes, checksum: 3c00d833a82841dcdf4d92435feff3e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T15:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SIUMARA RODRIGUES ALCÂNTARA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2008..pdf: 9760309 bytes, checksum: 3c00d833a82841dcdf4d92435feff3e2 (MD5) Previous issue date: 2008-01 / Capes / Dentre as diversas influências observadas no processo de fermentação semisólida, a atividade de água é um dos fatores mais importantes, pois está diretamente relacionada com a quantidade de água disponível ao microrganismo responsável pela síntese do produto. Assim, objetivou-se a produção de pectinases, usando o pedúnculo de caju seco como meio e o Aspergillus niger CCT 0916 como microrganismo, em um processo fermentativo semi-sólido, verificando a influência da quantidade de água e uma fonte de nitrogénio. Com isso, fez-se a caracterização físico-química do resíduo, o levantamento e ajuste das isotermas de adsorção, o cálculo do calor isostérico total e, verificou-se a influência da umidade inicial e a concentração de sulfato de amónio no meio através da execução de um planejamento fatorial 2 . Observou-se que a caracterização do pedúnculo indicou a necessidade do ajuste da concentração de açúcares redutores e da pectina. O modelo de GAB foi o que melhor ajustou as isotermas de adsorção. A atividade poligalacturonásica máxima foi obtida com atividade de água entre 0,99 e 1,00 e a atividade pectinolítica foi obtida com atividade de água igual a 0,99. Ocorreu inibição pela presença do sulfato de amónio no meio fermentativo com concentrações a partir de 1,5%, tendo apresentado efeito negativo sobre as atividades enzimáticas observadas. Diferentemente da umidade inicial que apresentou efeito positivo sobre as mesmas. Os maiores valores de atividade enzimática foram 11 U/g. Constatou-se também que o bagaço seco do pedúnculo do caju é um substrato competitivo perante outros descritos na literatura. / The water acíivity is one of the most important factor in this process, because it is related with the quantity of available water for the microorganism responsible for the synthesis of the product because the larges quantities of the agro industrial residues. In this context, this work has the objective the production of pectinases, using the cashew peduncle like substratum and the Aspergillus niger CCT 0916 like microorganism, in a solid-state fermentation process, checking the influence of water quantity and nitrogen source. It had done the physiochemical characterization of the residue, the construction and adjusts of the adsorption isotherms, the calculation of the isosteric heat and had checked the influence of the initial moisture and the ammonium sulphate concentration in the médium by factorial design. It observed that the peduncle characterization showed the necessity of adjust of reducing sugar and pectin. The best equation to fit the adsorption isotherms were GAB model. The maximum poligalacturonase activity was obtained with water activity between 0.99 and 1.00. The maximum pectinolytic activity was obtained with 0.99 of water activity. It was observed that occurred inhibition in the médium by presence of ammonium sulphate with concentration equal and over 1.5%. This variable showed negative effect on enzymatic activity. In the other hand, the inicial moisture showed positive effect on the same response. The most values of enzymatic activity were 11 U/g. It had evidenced that the dry bagasse of the cashew peduncle is a competitive substratum.