Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sugarcane bagasse is an abundant lignocellulosic residue in traditional regions of sugar and ethanol production in Brazil. It is not only a potential substrate for second generation ethanol production but also have structural features to be classified as good inducer for cellulases production by microorganisms. However, the high cost of cellulases industrial production is the major bottleneck in the hydrolysis of this raw material for subsequent fermentation, which makes unfeasible in large scale the ethanol production using this process. In this context, the development of more efficient and less expensive fermentation processes for industrial cellulases production, as well as better alternatives of enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material is crucial to achieve economic feasibility in this process. For this purpose, this work aims to develop a cellulase production process using Trichoderma reesei, as well as assessing the use of produced enzymatic extract in sugarcane bagasse hydrolysis, in order to evaluate the ultrasound effects in the hydrolysis process. The optimized process of cellulases production consisted in five days of grow in pre-inoculum Petri dishes, followed by two days of grow in optimized liquid medium and four days of solid state fermentation, using sugarcane bagasse supplemented with 1% of soybean bran and 15% (v/w) of corn steep liquor as substrate, moisture of 65%, 28±1°C and 0.5 mL of inoculum per gram of substrate. This experimental condition in bench scale (5 g) resulted in a production of 1.4 FPU/g of cellulases, and the production was approximately three-fold high in a fixed-bed bioreactor with forced aeration for 70 g of substrate capacity. For ultrasound assisted enzymatic hydrolysis using an ultrasound bath, the condition that achieved higher efficiencies were 43.4±2°C and 18.5% (v/v) of enzyme concentration, resulting in a maximal hydrolysis efficiency of 229 grams of reducing sugar per kilogram of used substrate, achieving an average increase of 12% in efficiency in those experiments where the hydrolysis was assisted by ultrasound compared with those without sonication. Regarding the saccharification using the ultrasonic probe, results using the indirect sonication during process were, on average, 158% higher than those using the direct sonication. Thus, it can be concluded that indirect sonication is more suitable to be used as an auxiliary in the hydrolysis, since the direct sonication can cause denaturation of the enzyme, reducing the process efficiency. / O bagaço de cana-de-açúcar (BC) é um resíduo lignocelulósico abundante em regiões sucroalcooleiras no Brasil e é um potencial substrato para produção de etanol de segunda geração, além de possuir características estruturais que o classificam como bom indutor para produção de celulases por microrganismos. O alto custo da produção industrial de celulases, no entanto, é um grande empecilho na hidrólise desse tipo de material para posterior fermentação, o que inviabiliza a utilização desse processo na produção de etanol em larga escala. Nesse contexto, o desenvolvimento de processos de fermentação mais eficientes e de menor custo para a produção de celulases em escala industrial, bem como alternativas mais eficazes de hidrólise enzimática desse material são necessários a fim de viabilizar economicamente o processo. Para essa finalidade, esse trabalho tem como proposta o desenvolvimento de um processo para produção de celulases utilizando uma cepa do fungo filamentoso Trichoderma reesei, bem como a utilização do extrato enzimático produzido na hidrólise enzimática de bagaço a fim de avaliar os efeitos do ultrassom no processo. O processo otimizado de produção das celulases consistiu em cinco dias de crescimento do pré-inóculo em placas de Petri, seguido de dois dias de crescimento em meio líquido otimizado, e quatro dias de FES de BC suplementado com 1% de farelo de soja (FS) e 15% de água de maceração de milho (AMM), 65% de umidade, 28±1°C e densidade de 0,5 mililitros de inóculo por grama de substrato. Essa condição experimental em escala de bancada (5 g) resultou em uma produção de 1,4 FPU/g, valor esse que aumentou aproximadamente três vezes com o aumento de escala de produção em um biorreator de leito fixo com aeração forçada com capacidade para 70 g de substrato. Para hidrólise enzimática assistida por banho de ultrassom, a condição que atingiu melhores eficiências foi de 43,4±2°C e 18,5% (v/v) de concentração de enzima, atingindo um máximo de 229 gramas de açúcares redutores por quilograma de substrato utilizado, e foi observado um aumento médio de 12% na eficiência de hidrólise naqueles experimentos em que a hidrólise foi assistida por ultrassom. Já nas sacarificações utilizando a sonda ultrassônica, os resultados utilizando sonicação indireta durante a sacarificação foram, em média, 158% maiores que aqueles utilizando sonicação direta. Dessa forma, conclui-se que a utilização de sonicação indireta é mais indicada como auxiliar nas hidrólises, uma vez que a sonicação direta pode causar desnaturação da enzima e diminuir a eficiência do processo.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The gibberellic acid (GA3) is a natural hormone found in some plants, this hormone has been used in agricultural formulations, as growth regulator, highly relevance both economic and industrial. Currently, its industrial scale production is achieved by Submerged Fermentation (SF) using the fungus Gibberella fujikuroi. The main problem in the industrial process is related to the low yield of GA3, causing the purification process presents high costs. An alternative to this process is the Solid- State Fermentation (SSF) that allows to obtain higher concentrations of this product. The greatest advantage of the SSF front SF is related to increased production of GA3 using low cost substrates such as waste and by-products of agroindustry. Given the fact that Brazil is highlighted as one of the most prosperous countries in terms of agricultural production, and the Rio Grande do Sul accounts for about 30-40% of rice and barley production in the country, this research evaluated the use of Raw Rice Bran (RRB) and Wet Brewery Waste (WBW), rice processing and brewing industry residues, as substrates for GA3 production by the fungus Gibberella fujikuroi. Two experimental designs, a linear type 2n and CCRD, both for two variables were performed. The first design evaluated, on three levels, evaluated the effect of moisture content in the range of 50 to 70%, and the composition of the medium, with RRB content ranging from 30 to 70% of the total substrate mass (RRB and WBW mass). In turn, the second planning in 5 levels, evaluated the effect of the addition of glucose, the carbon source over the range 0 to 80 g/L, and ammonium nitrate (NH4NO3), the nitrogen source, in the range 0 - 5 g/L, by making use of the best conditions of the first planning. It was found that, for seven days of fermentation, the greater yield for the first research proposed, was at the test carried out with medium composition of 30% RRB and 70% WBW and moisture content equals 70%. At the second design It was observed that the highest concentration of NH4NO3 favored the formation of GA3 by the fungus, towards intermediate value to the glucose content. Finally, investigation of the kinetic behavior showed an increase in production of GA3, with the peak on the seventh day with maximal production of 10,10 g/kg of substrate, and subsequent tendency for stabilization. / O ácido giberélico (GA3) é um hormônio natural presente em algumas plantas, sendo empregado em formulações agrícolas como regulador de crescimento, apresentando grande importância econômica e industrial. Atualmente, sua produção em escala industrial é realizada por fermentação submersa (FSub) empregando o fungo Gibberella fujikuroi. O maior problema no processo submerso está relacionado aos baixos rendimentos de GA3, fazendo com que o processo de purificação apresente elevados custos. Uma alternativa a este processo é a fermentação em estado sólido (FES) que permite a obtenção deste produto em concentrações maiores. A maior vantagem da FES frente à FSub está relacionada à maior produção de GA3 empregando substratos de baixo custo, como por exemplo, resíduos e subprodutos da agroindústria. Dado o fato de que o Brasil é destacado como um dos mais prósperos países em termos da produção agrícola, e que o Rio Grande do Sul é responsável por cerca de 30 a 40% da produção de arroz e cevada, no país, avaliou-se a utilização de Farelo de Arroz Bruto (FAB) e Resíduo de Cervejaria Úmido (RCU), resíduos do processamento de arroz e da indústria cervejeira, como substratos para a produção de GA3 pelo fungo Gibberella fujikuroi. Foram realizados dois planejamentos experimentais, linear do tipo 2n e DCCR, ambos para duas variáveis. O primeiro planejamento, em três níveis, avaliou o efeito da umidade, na faixa de 50 a 70%, e a composição do meio, com o teor de FAB variando entre 30 e 70% do total de massa do substrato (massa de FAB e de RCU). Por sua vez, o segundo planejamento, em 5 níveis, avaliou o efeito da adição de glicose, fonte de carbono na faixa de 0 a 80 g/L, e do Nitrato de Amônio (NH4NO3), fonte de nitrogênio, na faixa entre 0 a 5 g/L, na produtividade de GA3, fazendo uso das melhores condições do primeiro planejamento. Foi verificado que, para sete dias de fermentação, o maior rendimento obtido, para a primeira investigação proposta, foi no ensaio realizado com composição do meio 30% FAB e 70% RCU e umidade do meio de 70%. No segundo planejamento constatou-se que a maior concentração de NH4NO3 favoreceu a formação de GA3 pelo fungo, para um valor intermediário do teor de glicose. Por fim, a investigação da cinética demonstrou um comportamento de crescimento na produção de GA3, com o pico no sétimo dia, com produção máxima de 10,10 g/Kg de substrato, e posterior tendência à estabilização.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroFSF_DISSERT.pdf: 2707475 bytes, checksum: 2a6ef9226a3d6d607615f74305bb9e07 (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The need for new sources of energy and the concern about the environment have pushed the search for renewable energy sources such as ethanol. The use of lignocellulosic biomass as substrate appears as an important alternative because of the abundance of this raw material and for it does not compete with food production. However, the process still meets difficulties of implementation, including the cost for production of enzymes that degrade cellulose to fermentable sugars. The aim of this study was to evaluate the behavior of the species of cactus pear Opuntia ficus indica and Nopalea cochenillifera, commonly found in northeastern Brazil, as raw materials for the production of: 1) cellulosic ethanol by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process, using two different strains of Saccharomyces cerevisiae (PE-2 and LNF CA-11), and 2) cellulolytic enzymes by semi-solid state fermentation (SSSF) using the filamentous fungus Penicillium chrysogenum. Before alcoholic fermentation process, the material was conditioned and pretreated by three different strategies: alkaline hydrogen peroxide, alkaline using NaOH and acid using H2SO4 followed by alkaline delignification with NaOH. Analysis of composition, crystallinity and enzymatic digestibility were carried out with the material before and after pretreatment. In addition, scanning electron microscopy images were used to compare qualitatively the material and observe the effects of pretreatments. An experimental design 2? with triplicate at the central point was used to evaluate the influence of temperature (30, 40 and 45 ?C) and the initial charge of substrate (3, 4 and 5% cellulose) in the SSF process using the material obtained through the best condition and testing both strains of S. cerevisiae, one of them flocculent (LNF CA-11). For cellulase production, the filamentous fungus P. chrysogenum was tested with N. cochenillifera in the raw condition (without pretreatment) and pretrated hydrothermically, varying the pH of the fermentative medium (3, 5 and 7). The characterization of cactus pear resulted in 31.55% cellulose, 17.12% hemicellulose and 10.25% lignin for N. cochenillifera and 34.86% cellulose, 19.97% hemicellulose and 15.72% lignin for O. ficus indica. It has also been determined, to N. cochenillifera and O. ficus indica, the content of pectin (5.44% and 5.55% of calcium pectate, respectively), extractives (26.90% and 9.69%, respectively) and ashes (5.40% and 5.95%). Pretreatment using alkaline hydrogen peroxide resulted in the best cellulose recovery results (86.16% for N. cochenillifera and 93.59% for O. ficus indica) and delignification (48.79% and 23.84% for N. cochenillifera and O. ficus indica, respectively). This pretreatment was also the only one which did not increase the crystallinity index of the samples, in the case of O. ficus indica. However, when analyzing the enzymatic digestibility of cellulose, alkali pretreatment was the one which showed the best yields and therefore it was chosen for the tests in SSF. The experiments showed higher yield of conversion of cellulose to ethanol by PE-2 strain using the pretreated N. cochenillifera (93.81%) at 40 ?C using 4% initial charge of cellulose. N. cochenillifera gave better yields than O. ficus indica and PE-2 strain showed better performance than CA-11. N. cochenillifera proved to be a substrate that can be used in the SSSF for enzymes production, reaching values of 1.00 U/g of CMCase and 0.85 FPU/g. The pretreatment was not effective to increase the enzymatic activity values / A necessidade de novas fontes de energia e a preocupa??o com o meio-ambiente t?m impulsionado a pesquisa por fontes renov?veis de energia, como o etanol. O uso de biomassa lignocelul?sica como substrato aparece como uma importante alternativa devido ? abund?ncia desta mat?ria-prima e por n?o concorrer com a produ??o de alimentos. Entretanto, o processo ainda encontra dificuldades de implementa??o, entre elas o custo para produ??o das enzimas que degradam a celulose em a??cares fermentesc?veis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento das esp?cies de palma forrageira Opuntia ficus indica (gigante) e Nopalea cochenillifera (mi?da), comumente encontradas na regi?o Nordeste do Brasil, como mat?rias-primas para produ??o de: 1) etanol celul?sico pelo processo de sacarifica??o e fermenta??o simult?neas (SFS) usando duas cepas diferentes de Saccharomyces cerevisiae (PE-2 e LNF CA-11) e 2) enzimas celulol?ticas atrav?s da fermenta??o em estado semiss?lido (FES) usando o fungo filamentoso Penicillium chrysogenum. Antes do processo de fermenta??o alco?lica, o material foi condicionado e pr?-tratado por tr?s diferentes estrat?gias: per?xido de hidrog?nio alcalino, alcalino usando NaOH e ?cido usando H2SO4 seguido de deslignifica??o alcalina com NaOH. An?lises de composi??o, cristalinidade e digestibilidade enzim?tica foram feitas com o material antes e depois do pr?-tratamento. Adicionalmente, imagens de microscopia eletr?nica de varredura foram usadas para comparar qualitativamente o material e observar os efeitos dos pr?-tratamentos. Um planejamento fatorial 2? com triplicata no ponto central foi utilizado para avaliar a influ?ncia da temperatura (30, 40 e 45 ?C) e da carga inicial de substrato (3, 4 e 5% de celulose) no processo SFS, usando o material obtido nas melhores condi??es de pr?-tratamento e testando duas cepas de S. cerevisiae, sendo uma delas floculante (LNF CA-11). Para a produ??o de celulase, o fungo filamentoso P. chrysogenum foi testado com a esp?cie de palma N. cochenillifera no estado in-natura (sem pr?-tratamento) e submetida a um pr?-tratamento hidrot?rmico, variando-se o pH do meio fermentativo (3, 5 e 7). A caracteriza??o das palmas forrageiras resultou em 31,55% de celulose, 17,12% de hemicelulose e 10,25% de lignina para a esp?cie N. cochenillifera e 34,86% de celulose, 19,97% de hemicelulose e 15,72% de lignina para a esp?cie O. ficus indica. Analisou-se ainda, para as palmas mi?da e gigante, o teor de pectina (5,44% e 5,55% de pectato de c?lcio, respectivamente), extrativos (26,90% e 9,69%, respectivamente) e cinzas (5,40% e 5,95%). O pr?-tratamento usando per?xido de hidrog?nio alcalino apresentou os melhores resultados de recupera??o de celulose (86,16% para a palma mi?da e 93,59% para a palma gigante) e de deslignifica??o (48,79% e 23,84% para as palmas mi?da e gigante, respectivamente). Este pr?-tratamento foi tamb?m o ?nico a n?o elevar o ?ndice de cristalinidade das amostras, no caso da palma gigante. Entretanto, quando analisada a digestibilidade enzim?tica da celulose, o pr?-tratamento alcalino foi o que proporcionou os melhores rendimentos e, portanto, este foi o escolhido para os testes de SFS. Os experimentos demonstraram maior rendimento da convers?o de celulose em etanol pela cepa PE-2 usando a palma mi?da pr?-tratada (93,81%) a 40 ?C e usando 4% de carga inicial de celulose. A palma mi?da demonstrou melhores rendimentos que a gigante e a cepa PE-2 resultou melhor desempenho que a CA-11. A palma mi?da se mostrou um substrato poss?vel de ser usado na FES para produ??o de enzimas, alcan?ando valores de 1,00 U/g de CMCase e 0,85 FPU/g. O pr?-tratamento n?o se mostrou eficaz para aumentar os valores de atividade enzim?tica

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SHARLINEFMS.pdf: 1463401 bytes, checksum: ffe101fa6bbf11d2b6fe49f4d837a15c (MD5) Previous issue date: 2007-12-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Pectinolytic enzymes, or simply pectinases, are complex enzymes that degrade pectic polymers. They have many uses, such as fruit juice extraction and purification, textile fiber treatment and vegetal oil extraction. The aim of this work was to study the kinetics of pectinases production by solid-state fermentation, using dry cashew apple residue as substrate and the microorganism Aspergillus niger CCT 0916. The influence of the initial medium moisture and medium supplementation with a source of nitrogen and phosphorus was evaluated using the factorial experimental planning and response surface methodology. Ammonia sulphate and potassium phosphate were used as nitrogen and phosphorus source, respectively. The variables time of contact (T) and ratio volume solvent/fermented medium (RZ), in systems with and without agitation, were evaluated in order to study the best extraction condition of the produced enzyme. Washed and unwashed cashew apple residues were tested as the growth medium. The unwashed residue was obtained by drying the residue after the extraction of the juice, while the washed residue was obtained by water washing 5 times using the proportion of 1 kg pulp/2 liters of water. Samples were taken every 12 hours for moisture content, pH, protein, reducing sugars, polygalacturonase activity (PG) and viscosity reduction. The physical-chemical composition of the residues had different sugar and pectin levels. For the unwashed residue, the peak activity was reached with 40% of initial moisture content, 1% of nitrogen supplementation without phosphorus addition after 30 hours of process. These conditions led to 16 U/g of PG activity and 82% of viscosity reduction. The calculated models reached similar values to the experimental ones in the same process conditions: 15.55 U/g of PG and 79.57% of viscosity eduction. Similarly, the greatest enzyme production for washed residue was reached with 40% initial moisture content, 1% nitrogen supplementation without phosphorus addition after 22 hours of cultivation. In this condition it was obtained polygalacturonase activity of 9.84 U/g and viscosity reduction of 81.36%. These values are close to experimental values that were of 10.1 U/g and 81%, respectively. The conditions that led to the best PG activity results was the agitated one and the best extraction condition was obtained with 100 minutes of solvent/medium contact and RZ of 5 (mL/g) / As enzimas pectinol?ticas ou pectinases formam um grupo heterog?neo de enzimas que hidrolisam as subst?ncias p?cticas, s?o usadas na extra??o de suco de fruta e sua clarifica??o, tratamento de fibra t?xtil e extra??o de ?leo vegetal. O objetivo deste trabalho foi o estudo da produ??o de pectinases (cin?tica fermentativa) atrav?s da fermenta??o em estado s?lido, usando como substrato o ped?nculo de caju seco e como agente da fermenta??o o microrganismo Aspergillus niger CCT 0916. Utilizando a metodologia do planejamento experimental fatorial e an?lise de superf?cie de resposta estudou-se a influ?ncia da umidade inicial do meio, suplementa??o do meio com fonte de nitrog?nio e fonte de f?sforo. Como fonte de nitrog?nio foi utilizado o sulfato de am?nia e como fonte de f?sforo o fosfato de pot?ssio monob?sico. Estudou-se, tamb?m, a melhor condi??o de extra??o da enzima produzida do meio de fermenta??o. Neste caso, foram estudadas as vari?veis: raz?o volume de solvente/gramas de meio fermentado e tempo de contato entre as fases, utilizando-se dois sistemas de extra??o com e sem agita??o. Como meio de cultivo foram utilizados dois res?duos do ped?nculo de caju: res?duo sem lavar e res?duo lavado. Estes res?duos diferem devido ao tratamento dado antes da secagem. O sem lavar foi obtido secando o res?duo ap?s a extra??o do suco, enquanto que o lavado, foi obtido lavando-se com ?gua, cinco vezes, ap?s a extra??o do suco, na propor??o 1 kg de baga?o para 2 litros de ?gua. A caracteriza??o f?sico-qu?mica dos res?duos mostrou composi??es diferentes, principalmente em rela??o aos teores de a??cares redutores e pectina. Durante o cultivo foram analisados, em intervalos de aproximadamente 12 horas, umidade do meio, pH, teor de prote?na, a??cares redutores, atividade da poligalacturonase (PG) e o percentual de redu??o de viscosidade. Para o res?duo sem lavar o pico de atividade foi com 40% de umidade e 1% de nitrog?nio, sem adi??o de f?sforo, com 30 horas de cultivo sendo 16 U/g de atividade de PG e 82% de redu??o de viscosidade. As equa??es emp?ricas obtidas fornecem valores bem pr?ximos aos experimentais nas mesmas condi??es de processo, 15,55 U/g de PG e 79,57% de redu??o de viscosidade para o res?duo sem lavar. Assim como para o res?duo sem lavar, para o res?duo lavado os picos de produ??o da enzima ocorreram para as mesmas condi??es de processo: umidade de 40%, nitrog?nio de 1%, sem adi??o de f?sforo, com 22 horas de cultivo. Nesta condi??o, obteve-se atividade da poligalacturonase de 9,84 U/g e percentual de redu??o de viscosidade de 81,36%. Estes valores est?o bem pr?ximos aos valores experimentais que foram de 10,1 U/g de PG e 81%, respectivamente. Na extra??o da PG o sistema que apresentou os melhores resultados de atividade foi o operado com agita??o e a melhor condi??o de extra??o foi com o tempo de contato solvente com o meio de fermenta??o de 100 minutos e a raz?o volume de solvente com o meio fermentado 5 (mL/g)

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-01T20:19:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marianny Silva Canedo - 2015.pdf: 18768741 bytes, checksum: fcc66b1f3d382a6d6d99821e7c4dd7b5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-02T11:08:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marianny Silva Canedo - 2015.pdf: 18768741 bytes, checksum: fcc66b1f3d382a6d6d99821e7c4dd7b5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T11:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marianny Silva Canedo - 2015.pdf: 18768741 bytes, checksum: fcc66b1f3d382a6d6d99821e7c4dd7b5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The majority of agroindustrial by-products are rich in low digestible fiber, and the bioconversion process for the production of microbial protein can be a practical and promising alternative to increase the protein content and nutritional value of substrate and food quality, turning these fibers into digestible components for the feeding of non-ruminant animals. Thus, this paper was aimed at protein enrichment of brewery spent grain by Rhizopus oligosporus CCT 4134 by solid state fermentation to be added in diets of juvenile Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Solid state fermentation experiments were performed in order to determine the highest protein increment studying variables initial moisture (50, 60 and 70%) and supplemental nitrogen sources (ammonium sulfate, urea and sodium nitrate). To study the addition of fermented brewery spent grain in diets of Nile tilapia, 120 juveniles were used, divided into 24 boxes representing the six levels of addition (0, 2, 4, 6, 8 and 10%) of fermented brewery spent grain and four replications of each treatment. Fish were fed for 67 days between May and August 2015, the period where the water temperature was below the thermal comfort for the species. Solid state fermentation provided protein enrichment of brewery spent grain in about 2 and 4 times the content of crude and soluble protein, respectively, and is considered an alternative to use of industrial by-products to replace traditional ingredients in diets of juvenile Nile tilapia, because with the addition of fermented brewery spent grain, no significant difference in productive performance, hematological and biochemical parameters of juveniles Nile tilapia was found. Thus, the fermentation of brewery spent grain is a good alternative to be used as substrate for the cultivation of Rhizopus oligosporus and microbial protein production, allowing its use as a protein supplement in diets for juvenile Nile tilapia, with addition of up to 10 % without compromising growth performance and hematological parameters of the species. / A maioria dos subprodutos agroindustriais é rica em fibras com baixa digestibilidade, e o processo de bioconversão para produção de proteína microbiana, pode ser uma alternativa prática e promissora para aumentar o teor proteico, o valor nutritivo do substrato e a qualidade da alimentação, transformando estas fibras em componentes digestíveis para alimentação de animais não ruminantes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo o enriquecimento proteico do bagaço de malte por Rhizopus oligosporus CCT 4134 via fermentação em estado sólido e adição em dietas de juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Na fermentação em estado sólido foram realizados experimentos visando determinar o maior aumento proteico, estudando as variáveis umidade inicial (50, 60 e 70%) e suplementação de fontes de nitrogênio (sulfato de amônio, ureia e nitrato de sódio). Para estudar a adição do bagaço de malte fermentado em dietas de tilápia do Nilo, foram utilizados 120 juvenis, distribuídos em 24 caixas que representa os seis níveis de adição (0, 2, 4, 6, 8 e 10%) do bagaço de malte fermentado e quatro repetições de cada tratamento. Os peixes foram alimentados por 67 dias compreendidos entre os meses de maio a agosto de 2015, período que a temperatura da água estava abaixo do conforto térmico da espécie. A fermentação em estado sólido proporcionou enriquecimento proteico do bagaço de malte em aproximadamente 2 e 4 vezes no conteúdo de proteína bruta e proteína solúvel, respectivamente, sendo considerada uma alternativa para aproveitamento dos subprodutos industriais na substituição de ingredientes tradicionais em dietas de tilápia do Nilo, pois com a adição do bagaço de malte fermentado não observou diferença significativa nos parâmetros de desempenho produtivo e parâmetros hematológicos e bioquímicos dos juvenis de tilápia do Nilo. Com isso, a fermentação do bagaço de malte é uma boa alternativa para seu aproveitamento como substrato para o cultivo de Rhizopus oligosporus e produção de proteína microbiana, permitindo sua utilização como suplemento proteico em dietas para juvenis de tilápia do Nilo, com adição de até 10%, sem comprometer o desempenho produtivo e parâmetros hematológicos da espécie.

A L-asparaginase (EC 3.5.1.1) é a enzima responsável pela hidrólise da L-asparagina em ácido L-aspártico e amônia, sendo utilizada como agente antitumoral e também para reduzir o conteúdo de acrilamida, composto neurotóxico e carcinogênico, presente em certos alimentos processados a altas temperaturas. Atualmente, o número de trabalhos referentes à produção de L-asparaginase por leveduras e fungos é limitado, principalmente quanto à produção da enzima de forma extracelular em fermentação em estado sólido (FES). Assim, o presente trabalho visou avaliar a produção de L-asparaginase extracelular por FES utilizando fungos e leveduras. Foi avaliado um grupo de 10 cepas de microrganismos como potenciais produtores de L-asparaginase extracelular. Na FES empregou-se o bagaço de cana-de-açúcar (80% de umidade relativa) como suporte suplementado com meio Czapek-Dox modificado e essas foram realizadas em frascos Erlenmeyer de 50 mL a 30 °C por 72 horas para leveduras e 96 horas para o fungo A. terreus. A atividade enzimática foi determinada pela metodologia do hidroxamato e confirmada por testes de cromatografia em camada delgada. Após a seleção dos microrganismos produtores de L-asparaginase extracelular, foi testada a influência de diferentes fontes de carbono, fontes de nitrogênio, pH, tamanhos de partícula e temperaturas na produção de L-asparaginase extracelular por FES utilizando um arranjo ortogonal Taguchi L\'16. Após essa etapa de seleção das variáveis foram realizados ensaios visando a otimização do processo, avaliando o efeito da concentração da fonte de carbono e nitrogênio por planejamento composto central rotacional (DCCR) 24. Finalmente, e com as melhores condições, avaliou-se a produção de L-asparaginase em reator em coluna de leito fixo com volume de 180 mL. Dos microrganismos testados na etapa de seleção, o fungo filamentoso Aspergillus terreus CCT7693 demostrou resultados positivos de atividade asparaginolítica, sendo este selecionado para os experimentos posteriores. De acordo com o arranjo ortogonal Taguchi L\'16, a maior produção de L-asparaginase extracelular (112,57 ± 13,65 U/L) foi obtida quando a maltose foi utilizada como fonte de carbono; a glutamina como fonte de nitrogênio (indutor); pH de 5,5; tamanho de partícula inferior a 0,850 mm e temperatura de 25 °C. No DCCR foram determinadas como condições otimizadas uma concentração de amido de 0,54%; ausência de maltose; concentração de L-asparagina de 0,44% e concentração de L-glutamina de 1,14%, obtendo-se uma atividade L-asparaginase máxima de 120,732 ± 16,77 U/L atingindo uma produção 7,39 vezes superior àquela obtida inicialmente (16,34 ± 3,28 U/L). Na etapa de produção da enzima em reator em coluna de leito fixo obteve-se uma atividade enzimática máxima total de 105,3 U/L demonstrando que este novo modo de produção utilizado foi eficaz. Assim, o presente trabalho permitiu avaliar aspectos relacionados com as condições de cultivo e selecionar o fungo Aspergillus terreus CCT7693 como microrganismo produtor de L-asparaginase extracelular por FES, abrindo perspectivas para explorar este sistema visando aumento de escala de produção. / L-asparaginase (EC 3.5.1.1) is the enzyme that hydrolyses L-asparagine into L-aspartic acid and ammonia. It can be used as a chemotherapeutic agent and also to reduce acrylamide concentration, a neurotoxic and carcinogenic compound, present in certain foods processed at high temperatures. Currently, the amount of works related to Lasparaginase production by yeast and fungi is limited, mainly when it comes to extracellular enzyme production under solid-state fermentation (SSF). Thus, the present work aimed to evaluate the production of extracellular L-asparaginase by SSF using fungi and yeasts. The potential to produce extracellular L-asparaginase was evaluated within a group of 10 strains of microorganisms. In the SSF, sugarcane bagasse (80% relative humidity) was used as support, supplemented with modified Czapek-Dox medium, and the fermentations were done in 50 mL-Erlenmeyer flasks at 30 °C, for 72 hours for yeasts and 96 hours for A. terreus fungus. The enzymatic activity was determined by hydroxamate methodology and confirmed by thin-layer chromatography. After the selection of the extracellular Lasparaginase producing microorganisms, the influence of different carbon and nitrogen sources (inductor), pH, particle sizes and temperatures was tested for the extracellular Lasparaginase production by SSF, using a Taguchi L\'16 orthogonal array. After this initial screening of variables stage, assays aiming at optimizing the process were performed, evaluating the effect of carbon and nitrogen source concentration by central composite design 24 (CCD). With the best conditions, the production of L-asparaginase was assayed in a fixed-bed column reactor with a volume of 180 mL. Among the microorganisms tested in the selection stage, only the filamentous fungus Aspergillus terreus CCT7693 showed positive results for asparaginolytic activity, and it was selected for the later experiments. According to orthogonal array Taguchi L\'16, the highest production of extracellular Lasparaginase (112.57 ± 13.65 U/L) was obtained when maltose was used as carbon source; L-glutamine as nitrogen source (inductor); pH 5.5; particle size less than 0.850 mm and temperature of 25 °C. Through CCD, the optimized conditions were set as: 0.54% starch concentration; absence of maltose; 0.44% L-asparagine concentration and 1.14% Lglutamine concentration. The maximum L-asparaginase activity obtained was 120.723 ± 16.77 U/L, reaching a production 7.39 folds higher than an obtained initially (16.34 ± 3.28 U/L). In the stage of enzyme production in a fixed-bed reactor, a total enzymatic activity of 105.3 U/L was obtained, which indicates that the new production mode was efficient. Thus, the present work allowed to evaluate aspects related to the culture conditions and to select the fungus Aspergillus terreus as a microorganism producer of extracellular L-asparaginase by FES, opening perspectives to explore this system, aiming at increasing scale production.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Daniel de Paris.pdf: 1546283 bytes, checksum: 247240811bb05711d01415950802a38f (MD5) Previous issue date: 2008-12-16 / Given the potential of Western Paraná region for the production of conventional soybeans, as well as the expansion of organic and transgenic soybeans and the wide availability of biochemical components such as proteins, polysaccharides, lipids, carbohydrates, minerals, vitamins, fiber, lecithin, and others, present in grain, it makes interesting the use as substrates for solid state fermentation (SSF). This process, although not so used industrially as the submerged fermentation (SFm) may be a viable alternative, because it has shown better results in productivity, especially in the cultivation of filamentous fungi and the production of enzymes. The aim of this study was to compare the production of various enzymes using the conventional soybeans, as transgenic and organic substrates by solid state fermentation, using different types of fungi. Were also the characterization of substrates used in fermentation process for the production of the enzymes, evaluation of growth curves of microorganisms and evaluation of optimum conditions for production of enzymes using factorial design. The conventional defatted soybean meal was used as substrate for comparison of enzyme production on raw soybean (grain). Using the fungi Aspergillus niger sp., fermentations were carried out for construction of growth curves of microorganisms and selection of the best conditions for production of the enzyme protease (type of soybean, fermentation of the medium moisture, pH, initial concentration of inoculum, diameter particle of the substrate and time of fermentation). After determining the optimum conditions, the fungi Aspergillus clavatus was used to carry out the fermentation under these conditions, where again the growth curves were constructed in order to compare the enzyme production of different types of fungi. It can by seen a wide variation in the production of different types of enzymes evaluated in this study, the conventional soybean with moisture of 50%, time of 144h of fermentation, concentration of initial inoculum of 4.106 spores/gdw and particle diameter of 0,6 mm the best conditions for production of protease enzyme. The pH of the medium indicated enzymatic activities at different levels, and the highest activities obtained in alkaline medium (pH 9,0). Subsequently, studies were performed to optimize the fermentation medium with the addition of nutrients and pH control, and construction of growth curves of the optimal point using the fungi Aspergillus casiellus, where you can see an increase in the production of protease for fermentation carried out with Aspergillus niger and Aspergillus clavatus. The results of studies showed that the best results were observed in the production of protease, amylase and invertase, and the interesting use of soybean as a substrate to obtain these enzymes by SSF. For the other enzymes, there was a low production using the soybean. / Dado o potencial regional do Oeste do Paraná para a produção de soja convencional, assim como a expansão das sojas orgânica e transgênica e também a ampla disponibilidade de componentes bioquímicos como proteínas, polissacarídeos, lipídios, carboidratos, minerais, vitaminas, fibras, lecitina, dentre outros, presentes no grão, torna-se interessante sua utilização como substratos para a fermentação em estado sólido (FES). Este processo, apesar de não ser tão utilizado industrialmente quanto à fermentação submersa (Fsm), pode ser uma alternativa viável, pois tem apresentado resultados superiores de produtividade, principalmente no cultivo de fungos filamentosos e na produção de enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de comparar a produção de diferentes tipos de enzimas utilizando as sojas convencional, transgênica e orgânica como substratos, por fermentação em estado sólido, utilizando diferentes tipos de fungos. Foram feitas também, a caracterização dos substratos utilizados no processo de fermentação para a produção das enzimas amilase, protease, lipase, celulase e invertase, avaliação das curvas de crescimento dos microrganismos e avaliação das condições ótimas de produção das enzimas utilizando planejamento fatorial. O farelo de soja convencional desengordurado também foi utilizado como substrato, para comparação da produção enzimática em relação à soja bruta (grão). Com a utilização do fungo Aspergillus niger sp., foram realizadas fermentações para construção de curvas de crescimento do microrganismo e seleção das melhores condições de produção da enzima protease (tipo de soja, umidade do meio fermentativo, pH, concentração inicial de inóculo, diâmetro de partícula do substrato e tempo de fermentação). Após a determinação das condições ótimas, o fungo Aspergillus clavatus foi utilizado para a realização da fermentação sob tais condições, onde novamente foram construídas curvas de crescimento, com o intuito de comparar a produção enzimática dos diferentes tipos de fungos. Pode-se observar uma grande variação na produção dos diferentes tipos de enzimas avaliados neste trabalho, sendo a soja convencional com umidade de 50%, tempo de fermentação de 144h, concentração inicial do inóculo de 4.106 esporos/gms e diâmetro de partícula de 0,6 mm as melhores condições para a produção da enzima protease. O pH do meio indicou atividades enzimáticas em diferentes níveis, sendo as maiores atividades obtidas em meio alcalino (pH 9,0). Em seguida, foram realizados estudos de otimização do meio fermentativo com adição de nutrientes e controle de pH, e construção das curvas de crescimento no ponto ótimo utilizando o fungo Aspergillus casiellus, onde pode-se observar um aumento na produção da protease em relação às fermentações realizadas com Aspergillus niger e Aspergillus clavatus. Os resultados obtidos nos estudos mostraram que os melhores resultados foram observados na produção de protease, amilase e invertase, sendo interessante o uso da soja como substrato para a obtenção destas enzimas por FES. Para as demais enzimas, verificou-se uma baixa produção com a utilização da soja.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiano Bisinella Scheufele.pdf: 1716907 bytes, checksum: fee6288858ac3d92f0d2e7f9f8d02ba2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lignocellulosic biomass has high yields of cellulose which can be hydrolyzed to fermentable carbohydrates. Global generation of agro-industrial wastes grows simultaneously with the sector development resulting at the accumulation of lignocellulosic residues leading environmental pollution and loss of potential materials for the bioconversion to a wide range of high added value products, such as biofuels. Recently, the search of renewable sources of energy has grown, due to the depleting of fossil fuels, increasing the possibility at the conversion of the lignocellulosic biomass via hydrolytic enzymes. The aim of this work was evaluate cellulases production by lignocellulolytic fungi from the Amazonic biome aiming at the bioconversion of the agro-industrial residues. Submerged and solid-state fermentations were performed to select the microorganism with superior cellulase productive capacity. The influence of parameters such as pH, surfactant induction (Tween 80), aeration and agitation, besides the alkaline oxidative treatment of the sugarcane bagasse. Statistical design were carried out to estimate the influence of the moisture and the initial pH at cellulases production by solid-state fermentation. Trichoderma sp. and Aspergillus niger performed the best production of enzymes, where the highest yields of total cellulase were obtained by agitated submerged fermentation with sugarcane bagasse pretreated with H2O2 (1%) reaching 0.265 U.mL-1 (12.915 U.g-1) by Trichoderma sp. at the sugarcane bagasse, and 0.155 U.mL-1 (7.549 U.g-1) by Aspergillus niger. Through solid state fermentations with the pretreated sugarcane bagasse the influence of initial pH and the moisture were evaluated by statistical design. In the case of the Trichoderma sp. both parameters were significant at the cellulase production, as well as the synergistic interaction, within the confidence interval of 95%, yielding 0.167 U.mL-1 (2.695 U.g-1), at the pH 7.0 and 1:9 solid-liquid ratio. For Aspergillus niger only pH was significant and the cellulase content obtained was 0.098 U.mL-1 (1.695 U.g-1) at pH 7.0. Finally, a cellulase produced by Trichoderma sp. at solid state fermentation and a commercial enzyme were used at enzymatic hydrolysis tests. The parameters hydrolysis time, enzyme dilution, concentration of Tween 80 and solid-liquid ratio of sugarcane bagasse were evaluated. The significant variables were then optimized by a central composite rotational design. The strain of Trichoderma sp. from the Amazon biome showed potential at the cellulase production and the treated sugarcane bagasse was a fine substrate for the enzymatic production. / A biomassa lignocelulósica contêm altos teores de celulose e outros polissacarídeos em sua constituição química, podendo ser hidrolisados em açúcares fermentescíveis. A geração de resíduos agroindustriais anual tem crescido resultando no acúmulo de resíduos que contribuem para a poluição do meio ambiente e na perda de materiais que possuem potencial na bioconversão a produtos de alto valor agregado, como por exemplo, biocombustíveis. Recentemente, há a necessidade de fontes energéticas de origem renovável, devido à diminuição dos combustíveis fósseis, viabilizando a conversão das biomassas lignocelulósicas via enzimas hidrolíticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de enzimas celulases por fungos lignocelulolíticos provenientes do bioma amazônico visando a bioconversão de resíduos agroindustriais. Diferentes fermentações foram realizadas, tanto em meio submerso quanto em estado sólido, através das quais selecionou-se os micro-organismos com melhor capacidade produtiva de celulases. Estudou-se a influência de parâmetros como pH, utilização de surfactante como indutor (Tween 80), aeração e agitação, além do tratamento alcalino oxidativo do bagaço de cana. Os micro-organismos que apresentaram melhor desempenho na produção das enzimas foram o Trichoderma sp. e o Aspergillus niger, sendo que os maiores níveis de celulase total foram obtidos por fermentação submersa nos ensaios agitados com bagaço de cana pré-tratado com H2O2 (1%), com 0,265 U.mL-1 (12,915 U.g-1) pelo Trichoderma sp., e 0,155 U.mL-1 (7,549 U.g-1) com Aspergillus niger. A partir de fermentações em estado sólido com o bagaço de cana pré-tratado avaliou-se a influência dos parâmetros pH inicial e umidade por planejamentos experimentais, verificando-se que para o Trichoderma sp. ambos os parâmetros, bem como a interação sinergética entre si, foram significativos dentro do intervalo de confiança de 95%, obtendo-se 0,167 U.mL-1 (2,695 U.g-1) no pH 7,0 e relação sólido-líquido 1:9. No caso do Aspergillus niger apenas o pH foi significativo e o teor de celulase obtido foi de 0,098 U.mL-1 (1,695 U.g-1) para um pH 7,0. Finalmente, a partir de uma celulase produzida por fermentação em estado sólido do Trichoderma sp. e uma enzima comercial foi realizada a avaliação da influência dos parâmetros tempo de hidrólise, diluição da enzima, concentração de Tween 80 e razão sólido-líquido do bagaço de cana sobre a hidrólise do mesmo. As variáveis significativas foram, posteriormente, otimizadas por um delineamento composto central rotacional. A cepa Trichoderma sp. proveniente do bioma amazônico apresentou potencial na produção de celulases e o o bagaço de cana submetido ao tratamento alcalino oxidativo apresentou-se como um bom substrato para a produção enzimática.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-22T16:13:10Z No. of bitstreams: 1 miguelgontijosiqueirapalmieri.pdf: 16600771 bytes, checksum: 1474cea0351558e2cfb2fcb3834f5ff7 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: on 2017-08-24T11:35:30Z (GMT) / Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-24T13:34:54Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-30T12:31:36Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-08-30T12:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-02-03 / O café verde é conhecido principalmente por suas propriedades antioxidantes e antibacterianas. Compostos fenólicos como os ácidos clorogênicos, que são formados através de ácidos hidroxicinâmicos (ácidos cafeico, ferúlico e outros) ligados ao ácido quínico, estão presentes em grandes quantidades e têm sido reconhecidos como antioxidantes naturais. Entretanto, os ácidos hidroxicinâmicos são encontrados principalmente na forma esterificada com ácidos orgânicos, açúcares, lipídeos e covalentemente ligados a parede celular, o que reduz sua biodisponibilidade. Diante disso, o objetivo deste estudo foi realizar a biotransformação da farinha de café verde utilizando o fungo Aspergillus oryzae (CCDCA102604) visando o aumento da atividade antioxidante. A farinha de café verde foi fermentada em estado sólido usando o fungo Aspergillus oryzae a 25 °C por 24, 48 e 72 horas. Após a fermentação os compostos fenólicos foram extraídos utilizando uma solução hidroetanólica. A atividade antioxidante dos extratos foi avaliada pelos métodos DPIDI-1• (2,2-difenil-1-picril-hidrazila) e poder redutor e a determinação dos teores de fenólicos totais foi realizada utilizando o método de Folin-ciocateu. Foi realizada também a quantificação de ácido clorogênico (5-ACQ), ácido cafeico e cafeína nos extratos utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência. De acordo com os resultados ocorreu um aumento significativo de 115,7% e 66,4% da atividade antioxidante dos extratos de farinha de café verde fermentados por 24 horas em relação ao extrato de café não fermentado, determinada pelos métodos DPPI-1• e poder redutor, respectivamente. Além disso, o processo de fermentação pelo fungo A. oryzae durante 24 horas também promoveu um aumento de 68,6% na concentração de compostos fenólicos em relação aos extratos não fermentados. Os extratos fermentados por 24 horas apresentaram um aumento significativo nos teores de ácido clorogênico e ácido cafeico quando comparados aos extratos não biotransformados. O aumento da atividade antioxidante não foi observado nos extratos fermentados por 48 e 72 horas. Os resultados deste estudo demostraram que o processo de biotransformação é uma estratégia para a obtenção de um extrato enriquecido de compostos antioxidantes em suas formas livres com potencial aplicação nas indústrias alimentícias, de suplementos alimentares e cosmética. / Green coffee is known mainly for its antioxidant and antibacterial properties. Phenolic compounds such as chlorogenic acids, which are formed through hydroxycinnamic acids (caffeic, ferulic and other acids) linked to quinic acid, are present in large quantities in green coffee and have been recognized as natural antioxidants. However, hydroxycinnamic acids are found mainly in the esterified form with organic acids, sugars, lipids and are covalently bound to the cell wall, which reduces their bioavailability. Therefore, the objective of this study was to perform the biotransformation of the green coffee flour using the Aspergillus oryzae fungus aimed at increasing the antioxidant activity. The green coffee flour was fermented in solid state using the fungus Aspergillus oryzae (CCDCA102604) at 25 °C for 24, 48 and 72 hours and after fermentation the phenolic compounds were extracted using a hydroethanolic solution. The antioxidant activity of the extracts was evaluated by the DPPH• and reducing power methods, and the determination of total phenolic contents was performed using Folin-ciocateu method. Quantification of chlorogenic acid (5-ACQ), caffeic acid and caffeine in the extracts was also performed using high performance liquid chromatography. The results showed a significant increase of 115.7% and 66.4% of the antioxidant activity of the green coffee flour extracts fermented for 24 hours in relation to the unfermented coffee extract, measured by the DPPI-1• and reducing power methods, respectively. In addition, the fermentation process by the A. oryzae fungus for 24 hours also promoted a 68.6% increase in the content of phenolic compounds in relation to the unfermented extracts. The extracts fermented for 24 hours showed an increase in the content of chlorogenic acid and caffeic acid when compared to the non-biotransformed extracts. The increase in antioxidant activity was not observed in the extracts fermented for 48 and 72 hours. The results of this study showed the biotransformation process as a strategy to obtain an enriched extract of antioxidant compounds in their free forms with potential application in the food, supplementation and cosmetic industries.

Bei der Behandlung organische Abfälle werden zunehmend Feststoff-Vergärungsverfahren mit Perkolation eingesetzt. Sie werden bevorzugt, wenn eine Vorab-Zerstörung der Feststoffstruktur nachteilig für die Gärrest-Verwendung oder sich daraus keine ökonomischen Vorteile ergeben. Das trifft auch bei strohartiger Biomasse zu. Zur satzweisen Vergärung wurden zahlreiche Erkenntnisse publiziert. Zeitgleich wurde das Sauter-Verfahren für den kontinuierlichen Betrieb zur Anwendungsreife entwickelt sowie am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) Forschungen einer zweistufigen Variante publiziert. Erstmalig erfolgt unter Verwendung von Silagen ein Vergleich der Varianten. Einflüsse der Perkolationsintensität auf Zusammensetzung und Eigenschaften der Feststoffe und der Prozessflüssigkeit sowie auf die Kinetik der Gasbildung werden untersucht. Die Perkolatzusammensetzung variiert variantenabhängig. OTS-Belastungs-Grenzen lassen sich in erster Näherung bestimmen. Geeignete Vergleichsparameter werden dargestellt. Betreiberbefragungen und messtechnische Begleitung einer Sauter-Anlage ergänzen die Arbeit. Eine differenzierte Beurteilung der Perkolationsverfahren ist nun möglich. Betrachtet werden die Feststoffdichte im Fermenter, die TS-Gehalte im Gärstock sowie der Schwimmschicht. Die Verweilzeit der partikulären Biomasse im Fermenter ist erheblich kürzer als bisher angenommen. Das beeinflusst direkt die Hydrolyserate und mittelbar die Mikroflora im Fermenter. Nähere Untersuchungen sind erforderlich. Auch bei Perkolationsverfahren beeinflusse Substratzusammensetzung und Mahlgrad die Kinetik der Gasbildung. Die Methanausbeuten unterscheiden sich nur unwesentlich von Rührkessel-Systemen. Die Erweiterung der perkolierten Vergärung durch eine Perkolat-Methanisierungsstufe sind höhere Raum-Zeit-Ausbeuten möglich. Das erlaubt eine zeitlich gesteuerte Methanerzeugung, wobei Ausmaß und Leistungsgradient weiterer Forschung bedürfen. / Numerous research findings and experience on the batchwise fermentation of stacked biomass are available. At the same time, the percolated and continuously operated Sauter-process was developed to market maturity. Research on a two-stage variant has been carried out and published by the Leibnitz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomics e.V. (ATB). This paper provides for the first time a direct comparison of the above-mentioned percolated process variants using maize and sedge silages. The effects of percolation intensity on composition and properties of the solids and the process fluid as well as on the gas formation kinetics are investigated in particular. Furthermore, suitable benchmarks of the variants are identified and evaluated. The link to practice is a operators questioning and a one year lasting monitoring of a Sauter plant. The findings allow a differentiated assessment of percolation processes. Findings on solid matter density as well as on dry matter content in the fermenting stock or floating layer are presented in detail. During continuous operation, particulate biomass retention time is considerably shorter than would result from usual calculation of hydraulic retention time. It is indicated that the microflora in the fermenter is also indirectly affected. This requires further research work. It is shown that in percolation processes substrate composition and extent of grinding also dominate the gas formation kinetics, albeit to different extents. Methane yields differ under comparable load and operating parameters only marginally from yields of stirred tank systems. Composition of percolate also varies variant-specific. Findings can be used to define in a first approximation limits of volatile solid load. It has been proven that percolated solid-state fermentation with an additional percolate methanization stage allows higher space-time yields. This extra stage suits also for controlled flexible methane production.