Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2007. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-09-25T19:06:21Z No. of bitstreams: 1 microsoft word - dissertao.final.pdf: 515857 bytes, checksum: afa0c33effce4f7fb4a24ce581f95202 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-18T18:32:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 microsoft word - dissertao.final.pdf: 515857 bytes, checksum: afa0c33effce4f7fb4a24ce581f95202 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-18T18:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 microsoft word - dissertao.final.pdf: 515857 bytes, checksum: afa0c33effce4f7fb4a24ce581f95202 (MD5) Previous issue date: 2007 / Os biossurfactantes compreendem uma classe importante de compostos anfipáticos de origem microbiana. A bactéria gram negativa Pseudomonas aeruginosa é conhecida por sua habilidade de produzir biossurfactante do tipo ramnolipídio a partir de diversas fontes de carbono. A investigação da produção por novas linhagens pode resultar em processos mais eficientes, maiores rendimentos e biossurfactantes com características distintas, sendo aplicados em várias indústrias, tais como as indústrias farmacêutica, de cosméticos, de petróleo e de alimentos. Por outro lado, com o maior consumo de petróleo e derivados, cresceu a exposição de ambientes a possíveis acidentes relacionados à produção, transporte, carga e descarga desses materiais, sendo cada vez mais necessário buscarem-se alternativas tecnológicas para a recuperação desses ambientes. A biorremediação pode ser definida como o uso das potencialidades dos microrganismos em degradar compostos poluentes, reduzindo o grau de contaminação ou mesmo descontaminando ambientes degradados. Entre as técnicas disponíveis, a bioestimulação é uma das mais usadas, em que a microbiota nativa é estimulada pela adição de nutrientes e coadjuvantes como os biossurfactantes. Este trabalho teve como objetivo estudar a produção de ramnolipídios de Pseudomonas aeruginosa isolada de resíduos de pescado capturado no extremo sul do Brasil, utilizando diversas fontes de carbono (óleo de soja, borra de óleo de soja, óleo de pescado, glicerol e glicose) e fontes de nitrogênio (nitrato de sódio, nitrato de amônio, uréia e sulfato de amônio), bem como diferentes relações C/N. O biossurfactante foi caracterizado quanto à influência de fatores físicoquímicos na formação de emulsões. A degradação de petróleo em solo retirado de local próximo a um oleoduto, por técnicas de bioestimulação, com e sem a utilização do biossurfactante, também foi estudada. Os cultivos microbianos foram realizados em triplicata, sendo conduzidos em incubadora rotatória a 30°C e 180rpm, por um período de 96 horas. Pelo teste de Tukey, a 95% de confiança, o óleo de soja (40g/L) e o nitrato de sódio (8g/L) foram as melhores fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, obtendose, com uma relação C/N 22, 0,94g/L de ramnose e índice de emulsificação de 62,1%. Com uma relação C/N 100 foram produzidos 1,42g/L de ramnose e índice de emulsificação de 60,7%, indicando que a produção é favorecida em condição nitrogêniolimitante. A formação de emulsões estáveis foi melhor em concentrações salinas menores que 0,5%, pH na faixa de 6-9 e temperaturas na faixa de 35-40°C, mantendo cerca de 80% de sua atividade original para salinidade de até 3% e 120 min de exposição a 100°C. Quanto à biorremediação, os melhores resultados foram obtidos nos tratamentos com adição de nutrientes e adição de nutrientes mais biossurfactante, com 90,4% e 80,9% de remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo, respectivamente, demonstrando efetiva melhoria em relação ao controle (42,2%), havendo uma clara relação entre a dinâmica da microbiota local e a biodegradação. / Biosurfactants consist of an important class of amphipathic compounds of microbial origin. The Gram-negative bacteria Pseudomonas aeruginosa is known for its ability to produce rhamnolipid-type biosurfactant from diverse carbon sources. The investigation of the production by new strains can result in more efficient processes, greater yields and biosurfactants with distinct characteristics, being applied in various industries, such as pharmaceuticals, cosmetics, oils and foods. On the other hand, with the huge consumption of petroleum and its derivatives, the exposure of environments to possible accidents related to the production, transport, loading and unloading of these materials has increased, making it necessary to search for technological alternatives to restore of these environments. Bioremediation can be defined as the use of the potential of microrganisms in degrading pollutant compounds, reducing the degree of their contamination or decontaminating degraded environments. Among the available techniques, biostimulation is one of most commonly used, where native microbiota is stimulated by the addition of nutrients and amendments as surfactants. This work had as its objective to study the production of biosurfactant from a strain of Pseudomonas aeruginosa isolated from fish samples captured in the extreme south region of Brazil, using diverse carbon sources (soybean oil, soybean oil soapstock, fish oil and glycerol) and nitrogen sources (sodium nitrate, ammonium nitrate, urea and ammonium sulphate), as well as different C/N ratios. The biosurfactant was characterized taking into account the influence of physio-chemical factors in emulsion formation. The degradation of oil from the soil removed from a place next to a pipe-line in the region by different biostimulation techniques, with and without the use of the biosurfactant, also was studied. The microbial culture assays, carried out in triplicate, were conducted in a rotary shaker at 30°C and 180rpm, for a period of 96 hours, and the results analyzed by the Tukey test. The soybean oil (40g/L) and the sodium nitrate (8g/L) were the best sources of carbon and nitrogen, respectively, obtaining with a C/N 22, 0.94 g/L of rhamnose and an emulsification index of 62.1%. With a C/N ratio 100, 1.42 g/L of rhamnose and an emulsification index of 60.7% were produced, indicating that the production is favored in a nitrogen-limiting condition. The formation of stable emulsions was better in saline concentrations less than 0.5%, pH in the range of 6-9 and temperatures in the range of 35-40°C, maintaining about 80% of its original activity for salinity up to 3% and 120 min of exposure at 100°C. For bioremediation, the best results were obtained in the treatments with addition of nutrients and addition of nutrients with more biosurfactant, with 90.4% and 80.9% of TPH removal, respectively, demonstrating effective improvement in relation to the control (42.2%), having a clear relation between the dynamics of local microbiota and the biodegradation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T20:04:38Z : No. of bitstreams: 1 ferrarezi_al_dr_rcla.pdf: 2316153 bytes, checksum: 70628c1ba7de515160f7ca0246de5404 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As enzimas são catalisadores muito eficientes e de grande interesse na aplicação industrial. As lipases (E.C. 3.1.1.3) são serina-hidrolases que agem na hidrólise, esterificação e transesterificação de acilgliceróis de cadeia longa. Lipases microbianas têm sido amplamente usadas devido à sua especificidade. Na transesterificação moléculas de triacilglicerol reagem com um álcool na presença de um catalisador formando uma mistura de glicerol e ésteres de ácidos graxos. O biodiesel, definido como ésteres metílicos ou etílicos, tem atraído crescente interesse como uma fonte de energia renovável, substituindo o diesel produzido a partir de combustíveis fósseis. O presente trabalho tem como objetivo principal efetuar a prospecção de fungos termofílicos que apresentem produção significativa de lipase e, concomitantemente, atividade transesterificante. As linhagens foram selecionadas por detecção de atividade lipolítica em placas de ágar contendo Rodamina B, por fermentação submersa (FSm) e fermentação em estado sólido (FES). Foram testadas linhagens de fungos termofílicos da coleção do laboratório de Bioquímica e Microbiologia Aplicada, sendo Thermomucor indicae-seudaticae N31, Rhizomucor pusillus Myceliophtora sp F2.1.4, Myceliophtora sp M7.7, F2.1.1, F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 os que mostraram um maior potencial hidrolítico. Estudos adicionais avaliaram a produção de lipase através da modificação da fonte de componentes nutricionais e algumas propriedades físicas na produção de lipase por T. indicae-seudaricae N31 em FSm, e por R. pusillus e T. indicae-seudaticae N31 em FES. Os estudos dos processos fermentativos foram bem sucedidos, havendo um aumento de 16 vezes na produção de lipase de R. pusillus e de 36 vezes na lipase de T indicae-seudaticae... / Enzymes are efficient catalysts and interesting for industrial applications. Lipases (EC 3.1.1.3) constitute a group of serine hydrolases that catalyze the hydrolysis, esterification and transesterification reactions of long chain acylglycerols. Microbial lipases have been widely used for biotechnological applications due to their specificity. In transesterification, molecule of a tryacylglicerol react with an alcohol in the presence of catalyst, producing a mixture of fatty esters and glycerol, Biodiesel, defined as methyl or ethyl fatty esters and has attracted considerable attention as a renewable source of energy, in substitution of fossil fuels. The main goal of the present work is the screening of thermophilic fungi that present outstanding lipase production and in parallel able to perform transesterification reaction. Strains were screened for lipase activity on agar plates containing Rhodamine B, for submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF). The tested thermophilic strains were from the collections of the Biochemistry and Applied Microbiology Laboratory, where Thermomucor indicae-seudancae N31, Rhizomucor pusillus Myceliophtora sp F2.1.4, Myceliophtora sp M7.7, F2.1.1, F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-O5 had the highest lipase production. Additional studies attempted to improve lipase production by nutrient source modifications and physicals conditions in FmS by T. indicae-seudaticae N31 and in FSS by T. indicae-seudaticae N31 and R. pusillus. The fermentations studies were successful, with a 16 fold enhancement in lipase yield compared to the initial medim from lipase R. pusillus and 36 fold for the lipase T. indicae-seudaticae N31, both in FES. The lipase from T. indicae-seudaticae N31 cultured in SSF and SmF, exhibited maximum lipolytic activity at 40°C and stability for the pH range from 4 to 8. The enzyme produced by FmS presented maximum activity... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Taiwany Oliveira (taiwanyrodriguess@gmail.com) on 2018-10-22T13:12:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Tailah ufam.pdf: 1125670 bytes, checksum: 4ba5214107ea1f1e2b9c2fdac7cba3ad (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Roberto Gomes (mrobertosg@gmail.com) on 2018-10-22T15:26:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Tailah ufam.pdf: 1125670 bytes, checksum: 4ba5214107ea1f1e2b9c2fdac7cba3ad (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-10-23T13:53:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Tailah ufam.pdf: 1125670 bytes, checksum: 4ba5214107ea1f1e2b9c2fdac7cba3ad (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-23T13:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Tailah ufam.pdf: 1125670 bytes, checksum: 4ba5214107ea1f1e2b9c2fdac7cba3ad (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Proteases are the group of hydrolytic enzymes of major industrial interest, enzymes that cleave peptide bonds in proteins, promoting the hydrolysis of the chains. It has a wide commercial and industrial use and can be obtained from a variety of sources, the fungicides having advantages over others, and can be obtained in large quantities, in a standardized way and without causing environmental damages. The proteases of interest to the cosmetic industry can be produced on an industrial scale by means of bioprocesses using microorganisms. The production of proteases is little explored in Amazonian fungi, however these soil isolates present activities that can contribute to the development and expansion of regional products. In this context the objective of this work was to evaluate the production and to characterize partially proteases of fungi isolated from soil samples from the Amazon region. In an initial screening were performed bioprocesses with enzyme inducing medium, which had its enzymatic quantification performed after 72h of fermentation in orbital agitation. The enzymatic activity was determined by the reaction of the substrate azocaseine with the enzymatic broth and paralyzed with trichloroacetic acid. The fungi that stood out most in the initial screening were identified morphologically and coded as Fusarium INPA 6 and Aspergillus INPA 154, presenting activities of 97 and 54 IU / mL, respectively. Bioprocesses were performed to analyze the influence of the variables on the enzymatic production. This optimization showed that the factors present in the bioprocess influence the activity of the protease, and the fungi of this study achieved better results in the presence of gelatine and yeast extract as carbon sources and nitrogen respectively in a shaking at 120 rpm with the cell concentration / ml at 104 and initial pH of the medium in the range of 6. Having provided a protease with optimum pH in the range of 8 and optimum temperature at 50 ° C. These results indicate that the bioprocess with Amazonian fungi is an interesting possibility in the research of new sources of proteases, with a strong sustainable and economic appeal. The region now has two new sources of proteases with characteristics interesting to the cosmetics industry. In a more technological academic aspect, these new sources of proteases have the potential to be evaluated as more efficient and / or economical sources. / Proteases são o grupo de enzimas hidrolíticas de maior interesse industrial, são enzimas que clivam ligações peptídicas nas proteínas, promovendo a hidrólise das cadeias. Têm ampla utilização comercial e industrial e podem ser obtidas de variadas fontes, tendo as de origem fúngica vantagens frente às outras, podendo ser obtidas em grandes quantidades, de forma padronizada e sem causar danos ambientais. As proteases de interesse da indústria cosmética podem ser produzidas em escala industrial por meio de bioprocessos utilizando micro-organismos. A produção de proteases é pouco explorada em fungos amazônicos, no entanto esses isolados de solo apresentam atividades que podem contribuir para o desenvolvimento e expansão de produtos regionais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção e caracterizar parcialmente proteases de fungos isolados de amostras do solo da região amazônica. Em uma triagem inicial, foram realizados bioprocessos com meio indutor de enzimas, que teve sua quantificação enzimática realizada após 72h de fermentação em agitação orbital. A atividade enzimática foi determinada pela reação do substrato azocaseína com o caldo enzimático e paralisada com ácido tricloroacético. Os fungos que mais se destacaram na triagem inicial foram identificados morfologicamente e codificados como Fusarium INPA 6 e Aspergillus INPA 154, apresentando atividades de 97 e 54 UI/mL, respectivamente. Realizaram-se bioprocessos para analisar a influência das variáveis na produção enzimática, essa otimização demonstrou que os fatores presentes no bioprocesso exercem influência na atividade da protease, tendo os fungos deste estudo alcançado melhores resultados na presença de gelatina e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, em uma agitação a 120 rpm, com a concentração de células/mL a 104 e pH inicial do meio na faixa de 6. Tendo proporcionado uma protease com pH ótimo na faixa de 8 e temperatura ótima a 50 ºC. Estes resultados indicam que o bioprocesso com fungos amazônicos é uma interessante possibilidade na pesquisa de novas fontes de proteases, com um forte apelo sustentável e econômico. A região passa a contar com duas novas fontes de proteases com características interessantes para a indústria de cosméticos. Em um aspecto mais acadêmico tecnológico, essas novas fontes de proteases possuem potencial para serem avaliadas como fontes mais eficientes e/ou econômicas.

Production of cellulase and polygalacturonase by Aspergillus niger and Aureobasidium pullulans was studied in submerged (SmF) and solid state fermentation (SSF) systems. Substrates used in fermentation systems were mandarin peels and grape pomace. With Aspergillus niger used on grape pomace as a sole carbon source, cellulase production was detected after 72 hours in SSF and after 24 hours in SmF systems. The activity of cellulase per gram of substrate was higher in a submerged than in a solid state fermentation system. The longer time for higher polygalacturonase production was necessary in submerged fermentation systems and polygalacturonase activity was higher in SmF. The SSF fermentation with mandarin peels as a sole carbon source was similar, the highest detected activity of cellulase was determined after 72 hours. Different production of polygalacturonase was observed on mandarin peels in SmF systems. A comparison of enzyme productivities on grape pomace and mandarin peels showed that polygalacturonase activity per gram of substrate is highest in SmF system with mandarin peels as a sole carbon source. With Aureobasidium pullulans used on grape pomace as a sole carbon source, cellulase production was detected after 48 hours in SmF and SSF fermentation systems. The activity of cellulase per gram of substrate was higher in solid state system than in a submerged fermentation system. Longer time for higher polygalacturonase production was necessary in both fermentation systems. Polygalacturonase activity was higher in SmF. The SSF fermentation with mandarin peels as a sole carbon source was similar, the highest detected activity of cellulase was determined after 48 hours. Different production of polygalacturonase was observed on mandarin peels in SmF systems. A comparison of enzyme productivities on grape pomace and mandarin peels showed that polygalacturonase activity per gram of substrate is highest in SmF system with mandarin peels as a sole carbon source. For both systems and both substrates manganese-dependent peroxidase was detected for the first time. Differences in the enzyme synthesis by Aspergillus niger and Aureobasidium pullulans depend on both the substrates used as well as on the fermentation system.

Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B is a cosmopolitan, devastating insect pest due to their direct damages and transmission of plant viruses. Entomopathogenic fungi comprise the most diverse group of pathogens regulating arthropod pest populations in agroecosystems. Anamorphic fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, and Lecanicillium spp., are among the main biocontrol agents of whitefly populations. Advances in research focusing on virulence, mass production, formulation, and storage stability of fungal propagules are imperative for the development of efficient mycopesticides toward whiteflies and other soft-bodied insects. Therefore, this study placed emphasis on screening for virulent fungal strains, enhancement of efficacy using nonionic surfactants in spray tank-mix, development of liquid culture conditions for rapid production and stabilization processes of single-yeast like cells known as blastospores. Firstly, we selected virulent strains of B. bassiana and I. fumosorosea displaying fastest speed of kill and inciting highest mortality levels of whitefly nymphs and adults along with their ability to produce high numbers of conidia on moistened parboiled rice. Secondly, insecticidal performance was enhanced by combining nonionic surfactants with spore suspensions rendering additive or synergistic effects. These surfactants also allowed reducing the volume application rate without altering fungal bioefficacy. Results from liquid fermentation studies using B. bassiana and I. fumosorosea revealed that appropriate amounts of inexpensive ingredients, such as cottonseed flour and glucose, are suitable for the rapid production of high yields of blastospores (3 days pre-culture and 2-3 days culture). The resultant blastospores of various strains survived well to desiccation and remained viable for more than one year under refrigeration. Moreover, these air-dried blastospores of both fungal species showed higher virulence against whitefly nymphs when compared with solid-substrate produced conidia. Optimized liquid culture production for B. bassiana blastospores was also achieved through the manipulation of oxygen rates and osmotic pressure in the liquid media. Furthermore, these blastospores produced in highly aerated and hyperosmotic liquid medium containing 140 g glucose L-1 were also more virulent to whitefly nymphs than those cells derived from low-osmotic medium amended with 40 g glucose L-1. These optimal conditions were also scaled up in 5-L bioreactor that yielded 1-2 × 1012 viable blastospores L-1 in 6 days at a cost of US$ 0.19 L-1. These blastospores were formulated with diatomaceous earth for air drying or for spray drying. Formulated blastospores of B. bassiana survived dehydration using both drying methods and showed improved shelf life when stored under vacuumpackaged at 4 °C rather than 28 °C. However, when these blastospores were actively packaged with dual action oxygen-moisture scavenging system, blastospores showed prolonged stability for up to 7 months at 28 °C and still remained virulent to whiteflies. Therefore, this low-cost production and stabilization method for the rapid production of shelf stable, virulent blastospores of B. bassiana and I. fumosorosea may expand the commercial use of mycopesticides for insect control in mainstream agriculture. / A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biótipo B, é uma praga cosmopolita e devastadora devido aos prejuízos oriundos dos seus danos diretos e transmissão de vírus. Fungos entomopatogênicos compreendem um grupo diversificado, que desempenha ação importante na regulação de populações de praga em agroecossistemas. Fungos ascomicetos anamórficos, como Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Lecanicillium spp., constituem relevantes agentes de biocontrole de moscas-brancas. Avanços na pesquisa focando virulência, produção massal, formulação e estabilização de propágulos fúngicos são fundamentais para o desenvolvimento de micopesticidas eficientes contra moscas-brancas e outros insetos. Desta forma, este trabalho objetivou selecionar isolados fúngicos virulentos à mosca-branca; aumentar a eficácia mediante uso de surfactants não-iônicos em suspensões conidiais; desenvolver meios de cultura para produção rápida e estável por fermentação líquida submersa de células leveduriformes conhecidas por blastosporos. Na primeira etapa, isolados virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea foram selecionados pela rápida e elevada atividade inseticida a ninfas e adultos de mosca-branca, bem como alto rendimento de conídios em arroz parboilizado. A adição de surfactantes organosiliconados permitiu a redução do volume de calda aplicado com resultados aditivos ou sinérgicos de controle. Foi ainda verificado que altos rendimentos de blastosporos tanto de B. bassiana como I. fumosorosea foram obtidos em curto tempo de fermentação líquida (3 dias de précultivo e 2-3 dias de cultivo) usando nutrientes de baixo custo, como glucose e farelo de algodão. Esses blastosporos foram tolerantes à dessecação e mantiveram viabilidade por mais de um ano sob refrigeração (4 °C). Os blastosporos foram mais virulentos que conídios aéreos, o que coloca esta estrutura como a mais indicada como ingrediente ativo em bioinseticidas para moscas-brancas. Mediante manipulação nutricional e física do ambiente de fermentação, a produção de blastosporos de B. bassiana foi optimizada mediante aumento da aeração e pressão osmótica do meio líquido. Blastosporos produzidos em meio líquido altamente aerado e hiperosmótico (140 g glucose L-1) mostraram-se mais virulentos à mosca-branca em relação àqueles produzidos em meio hipo-osmótico (40 g glucose L-1). Esse processo foi reproduzido em escala piloto usando biorreator de 5 L resultando numa produção de 1-2 × 1012 blastosporos viáveis L-1 em apenas 3 dias a um custo de US$ 0,19 L-1. Blastosporos de B. bassiana formulados com terra de diatomáceas e secados em fluxo de ar contínuo, ou secados em spray dryer tiveram estabilidade extendida por até 8 meses a 4 °C e superior em relação a 28 °C. Durante empacotamento, o uso de sachês absorventes de oxigênio e umidade prolongou consideravelmente a viabilidade de blastosporos armazenados a 28 °C por até 7 meses sem afetar sua eficiência contra mosca-branca. Em suma, esses resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica de produção de blastosporos virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea, tolerantes à dessecação e estáveis durante armazenamento. Esta tecnologia é uma nova opção que pode contribuir para expansão comercial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Weeds are one of the major problems in the agricultural products cultivation and the main strategy of control is the use of chemical herbicides. Although is efficient, the herbicides bring direct and indirect consequences that overcome its benefits and this opened the way for bioherbicides. A significant barrier in the bioherbicide production is the development of an economically viable fermentation process. This way the aim of this work was to assess the production of a bioherbicide from the Phoma sp. fungus by submerged fermentation and solid-state fermentation, optimizing the fermentation medium in both cases and evaluating the herbicidal activity from the fermentation extracts in the control of the target plants. The culture medium was optimized and the cell growing was monitoring as response in the submerged fermentation. The optimum composition for the synthetic medium was glucose and peptone at 20 gL-1, yeast extract 7.5 gL-1 and an initial pH of 6.0. For the industrial medium, the ideal composition was 20 gL-1 of sucrose, 8 % CSL and initial pH of 6.0. Under these conditions, the maximum biomass obtained was 22 and 33 gL-1, for the synthetic and industrial medium, respectively. Therefore it was possible to obtain a 50 % higher biomass production in the industrial medium, reducing the cost of this fermentation medium. In the solid fermentation the composition of the culture medium was evaluated for obtaining the maximum herbicide action on target plants (cucumber). Bioassays were realized and the plant height, fresh weight, dry weight and phytotocixity mainly were the responses evaluated. The results obtained in the bioassays demonstrate that the bioherbicide presented activity towards the target plant and the intensity of the effect was influenced by the formulation of the fermentation medium. The optimized condition for bioherbicide production was moisture at 70 %, soybean bran of 30 wt% and CSL of 20 wt%, being possible to obtain a moderate injury, usually with recovery. The bioherbicide produced showed a mode of action based on the inhibition of carotenoids biosynthesis. / As plantas daninhas são um dos principais problemas no cultivo de produtos agrícolas e o principal método de controle é o uso de herbicidas químicos. Embora eficiente, os herbicidas trazem consequências diretas e indiretas que superam os benefícios em muitos casos, abrindo assim caminho para o desenvolvimento de bioherbicidas. Uma barreira significativa na produção de muitos bioherbicidas é o desenvolvimento de um processo economicamente viável, logo, os objetivos deste trabalho foram produzir um bioherbicida a partir do fungo Phoma sp. por fermentação submersa e fermentação em estado sólido, otimizar o meio de fermentação em ambos processos e avaliar a atividade herbicida dos extratos das fermentações no controle de plantas-teste. Na fermentação submersa foi otimizado o meio de cultivo e monitorado o crescimento celular como variável resposta. A composição otimizada do meio sintético foi 20 gL-1 de glicose e peptona, 7,5 gL-1 de extrato de levedura e pH inicial de 6.0. Para o meio industrial, a composição otimizada foi 20 gL-1 de sacarose, 8 % de água de maceração de milho (AMM) e pH inicial de 6.0. Nessas condições a máxima biomassa obtida foi de 22 e 33 gL-1, para o meio sintético e industrial, respectivamente, com uma produção de biomassa 50 % maior para o meio industrial e ainda possibilitou a redução do custo deste meio de fermentação. Na fermentação sólida foi otimizada a composição do meio de cultivo para obter a máxima ação do bioherbicida em plantas de pepino. Bioensaios foram realizados e o teste de Tukey mostrou que a altura da planta, massa verde da parte aérea, massa seca da parte aérea e principalmente os sinais de fitotoxidade foram significativos, entretanto, o comprimento do sistema radicular, a massa verde do sistema radicular, massa seca do sistema radicular e número de flores não apresentam resultados significativos. Os resultados obtidos nos bioensaios demonstraram que o bioherbicida apresenta atividade em plantas de pepino e a intensidade do efeito foi influenciado pela formulação do meio de fermentação. A condição otimizada para produção do bioherbicida foi 70 % de umidade, 30 % (p/v) de farelo de soja e 20 % (p/v) de AMM, nessas condições o nível de injúria obtida foi moderada com recuperação. O bioherbicida produzido mostrou um possível modo de ação baseado na inibição de biossíntese de carotenóides.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / In this work, 150 fungal strains isolated in the Pampa biome were evaluated for. The microbial oil was produced by submerged fermentation in shaken flasks at 120 rpm, 28 °C for 7 days. The lipids were extracted from cells by Soxhlet (AOAC) method and the fatty acids profile determined by gas chromatography (GC-FID). Seven strains presented the best results in terms of lipids production, which were selected to evaluate the influence of temperature on microbial oil production and PUFA profiles. The fermentations were conducted under the same conditions previously defined at 15 and 28 °C. The fungus SPII65, identified as belonging to the genus Nigrospora sp., produced the highest level of lipids, yielding 11.28% and 6.02% with PUFAs production of 51.94% and 42.39% at 28 °C and 15 °C, respectively. From the results obtained, it was conceived a Plackett-Burmann design to investigate the main effects of temperature (15-25 °C), pH (4.0-6.0), agitation (120-200 rpm), corn steep liquor concentration (5-15% (v/v)) and sucrose (60-180 g/L). The largest production of PUFAs (55.75%) was observed in the smallest evaluated temperatures (15 °C), whereas the maximum lipid production was 5.54% at 25 °C. Lower lipid contents were produced using industrial medium compared to the results obtained with synthetic medium. PUFAs profiles were similar in the culture media evaluated. / O objetivo deste trabalho foi selecionar micro-organismos do Bioma Pampa com potencial para a produção de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs). Foi avaliada a capacidade de produção de lipídeos de 150 cepas fúngicas, isoladas de plantas daninhas de áreas de cultivo de arroz irrigado e pastagens do Bioma Pampa. Os fungos foram cultivados em meio de cultura Batata Dextrose Ágar (BDA) a 28 °C durante 7 dias. Após esse período, foram repicados sucessivamente, em meio BDA, até a obtenção de colônias isoladas. A produção de óleo microbiano foi realizada através de cultivo submersa das 150 cepas isoladas, utilizando frascos mantidos sob agitação orbital a 120 rpm, 28 °C durante 7 dias. A determinação de lipídeos foi realizada através do método de Soxhlet e o perfil de ácidos graxos através de cromatografia gasosa (GC-FID). Dentre as cepas avaliadas, sete apresentaram maior produção de lipídeos, sendo, portanto, realizada nova fermentação onde foi avaliada a influência da temperatura na produção e perfil do óleo microbiano. A fermentação foi conduzida nas mesmas condições definidas anteriormente e as temperaturas avaliadas foram 15 e 28 oC. O fungo codificado SPII65, identificado como pertencente ao gênero Nigrospora sp., produziu o maior teor de lipídeos tanto a 28 oC quanto a 15 oC, produzindo 11,28% e 6,02%, respectivamente. Em relação aos PUFAs a produção foi de 51,94% a 28 ºC e 42,39% a 15 ºC. Através dos resultados obtidos, foi delineado um planejamento experimental do tipo Plackett-Burman, onde as variáveis estudadas foram: temperatura (15-25 ºC), pH (4,0-6,0), agitação (120-200 rpm), concentração da água de maceração de milho (5-15% (v/v)) e sacarose (60-180 g/L) durante 14 dias. A maior produção de PUFAs (55,75%) foi verificada nas menores temperaturas avaliadas (15 oC). Já a maior produção de lipídeos (5,54%) foi observada na temperatura de 25 oC. Foram produzidos menores teores de lipídeos utilizando meio industrial comparado aos resultados obtidos com meio sintético. Os perfis de PUFAs obtidos foram semelhantes nos meios de cultura avaliados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A fisiologia microbiana é uma área promissora da biotecnologia para a síntese de compostos de elevado valor agregado. Os micro-organismos apresentam vantagens devido ao menor período de geração, às facilidades de modificações fisiológicas e genéticas e à grande diversidade de processos metabólicos. O objetivo deste trabalho foi degradar óleos e gorduras de efluente lácteo por lipases produzidas por Yarrovia lipolytica. Planejamentos fatoriais foram utilizados para investigar os efeitos de variáveis em três etapas: em fermentação para produção de lipases, em formulação de bioproduto com atividade lipásica para estabilização da ação catalítica da enzima e em tratamento de soro de queijo para degradação de óleos e gorduras. Na presença de resíduo de refinaria de óleo vegetal a 3 % e cloreto de amônio a 0,2 g.L-1 com 48 h a 28 oC, lipases foram produzidas sob cultivo submerso. O líquido metabólico livre de células com atividade lipásica foi estabilizado com sorbato de sódio a 0,5 %, glicerol a 5 % e RENEX-95 a 10 %. Esse bioproduto apresentou 177 UI.mL-1 da atividade enzimática durante 30 dias sob armazenamento à temperatura ambiente (27 - 30 oC); pH ótimo 5,0 e 7,0, temperatura ótima de 50 oC e estabilidade térmica durante 120 min com retenção de 100 % da atividade enzimática a 50 oC e pH 5,0. A aplicação de 7 % do bioproduto durante 12 h de tratamento de efluente lácteo degradou 98 % dos óleos e gorduras presentes no soro de queijo. As lipases produzidas por Y. lipolytica e formuladas com substâncias estabilizadoras tem potencial para serem aplicadas na degradação de óleos e gorduras. / The microbial physiology is a promising area of biotechnology for the synthesis of compounds of high value. The micro-organisms have advantages because of their shorter generation facilities to physiological and genetic changes and the wide variety of metabolic processes. The aim of this study was to degrade oils and fats from lipases produced by Yarrovia lipolytica. Factorial designs were used to investigate the effects of variables in three stages: fermentation for lipase production, bioproduct formulation for stabilization the catalytic action of lipases and treatment of whey for degradation of fats and oils. In the presence of a vegetable oil residue at 3 % and ammonium chloride at 0,2 g.L-1, during 48 h at 28 oC, lipases were produced under submerged cultivation. The cell-free liquid metabolic was stability with sodium sorbate at 0.5 %, glycerol at 5 %, RENEX-95 at 10 %. This bioproduct presented 177 UI.mL-1 of the lipase activity during 30 days of storage at room temperature (27 - 30 C); it showed optimum pH at 5.0 and 7.0, optimum temperature of 50 oC and thermal stability for 120 min with retention of 100 % of the enzyme activity at 50 oC and pH 5,0. The application of the bioproduct at 7 % during 12 h degraded 98 % of oils and fats present in cheese whey. The lipases produced by Y. lipolytica and formulated with stability agents have potential to be applied in the degradation of oils and fats.

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was the polyunsaturated fatty acids (PUFAs) production by submerged fermentation from the fungus Mortierella isabellina. A Plackett Burman experimental design was designed to evaluate the best conditions for PUFAs production in shake flasks. Three different components of the culture medium (yeast extract, peptone, and sucrose) and three fermentation parameters (agitation, temperature and pH) were evaluated. Analyzing the results of experimental design new assays were performed with increasing concentration of yeast extract. Fermentations were conducted in Erlenmeyer flasks with 10% (v/v) inoculums for 120h, micronutrients ((NH4)2SO4, FeSO4.7H2O, MnSO4.H2O, MgSO4.7H2O) were fixed. The scale up using STR bioreactor with 2.5 L of culture medium and 10% (v/v) inoculums for 120h was defined through better results of Plackett Burman.. A 2² central composite design was set to evaluate the effect of agitation and aeration in fungal biomass production, lipids content and fatty acids profile. The lipid was extracted from dried biomass and the fatty acids were analyzed by gas chromatography. The results of the fermentation in shake flasks showed that only yeast extract had a significant effect (p <0.1) in PUFAs production and this effect was positive. The highest percentage of PUFAs produced (28.17%) was obtained in higher yeast extract concentration (3.75 g / L). Agitation and aeration did not had a significance effect (p <0.1) in the evaluated range, in bioreactor on PUFAs and lipids production. However, agitation had a significant positive effect on biomass production.The presence of fatty acids of family n-3 (α-linolenic acid, eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid) and n-6 families (linoleic acid and γ-linolenic acid) were observed. Nitrogen source is directly related to increased PUFAs production. The variables agitation and aeration, in the evaluated range, did not influence the PUFAs production. The Mortierella isabellina produced fatty acids n-3 and n-6 family, but additional studies are needed to optimize this production. / O objetivo deste trabalho foi produzir ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) por fermentação submersa a partir do fungo Mortierella isabellina. Um planejamento experimental Plackett Burman foi delineado para avaliar as melhores condições para produção de PUFAS em frascos agitados. Foram avaliados três diferentes componentes do meio de cultura (extrato de levedura, peptona e sacarose) e três parâmetros de fermentação (agitação, temperatura e pH). Através dos resultados obtidos no planejamento experimental, novos ensaios foram definidos com o aumento da concentração de extrato de levedura. As fermentações foram realizadas em frascos Erlenmeyers com 10% de inoculo (v/v) durante 120h e a composição de micronutrientes ((NH4)2SO4, FeSO4.7H2O, MnSO4.H2O, MgSO4. 7H2O) foi mantida fixa. Na melhor condição definida em frascos agitados foi realizada a ampliação da fermentação para biorreator STR, com 2,5 L de meio de cultura e 10 % de inoculo (v/v) durante 120h. Um delineamento composto central 2² foi definido para avaliar o efeito das variáveis agitação e aeração na produção de biomassa fúngica, lipídeos e no perfil dos ácidos graxos. A fração lipídica foi extraída a partir da biomassa seca da fermentação e os ácidos graxos foram analisados por cromatografia em fase gasosa. Os resultados da fermentação em frascos agitados demonstraram que somente a variável extrato de levedura teve efeito significativo (p<0,1) na produção de PUFAs sendo este efeito positivo. O maior percentual de PUFAs produzidos (28,17%) foi obtido na maior concentração de extrato de levedura (3,75 g/L). Os resultados obtidos na fermentação em biorreator demonstraram que as variáveis agitação e aeração não foram estatisticamente significativas (p<0,1) para o acúmulo de PUFAs e lipídeos dentro das faixas avaliadas. Entretanto a agitação teve efeito significativo positivo na produção de biomassa. Foi observada a presença dos ácidos graxos da família n-3 (ácido α-linolênico, ácido eicosapentaenóico e ácido docosaexaenóico) e da família n-6 (ácido linoléico e o ácido γ-linolênico). Em vista dos resultados obtidos, pode-se concluir que a fonte de nitrogênio esta diretamente relacionada com o aumento da produção de PUFAs. As variáveis agitação e aeração nas faixas avaliadas não influenciaram no acúmulo de PUFAs. A Mortierella isabellina produziu ácidos graxos da família n-3 e n-6, entretanto estudos adicionais devem ser realizados para otimizar esta produção.