Orientador: Eleonora Cano Carmona / Banca: Marta Cristina Teixeira Duarte / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Especies de Penicillium estao entre os fungos mais comumente encontrados na natureza. Sao eximios degradadores de materia organica apresentando, assim, papel fundamental nos habitat que ocupam. Neste trabalho, uma linhagem de Penicillium janczewskii, isolada do solo da Mata Atlantica, foi avaliada quanto a producao de xilanases e ß-xilosidases, enzimas responsaveis pela degradacao da xilana presente na materia vegetal. Alem disso, o outro objetivo desse trabalho foi caracterizar ambas as atividades no filtrado de cultura. A xilana de aveia mostrou-se a melhor fonte de carbono para inducao dessas enzimas seguida do farelo de trigo. A producao enzimatica tambem foi induzida, em niveis inferiores, por outros substratos lignocelulosicos. Ressalta-se ainda que nao houve producao de celulases, exceto em meios com farelo de trigo, farelo de aveia e lactose, nos quais baixos niveis foram produzidos. O estudo cinetico das atividades enzimaticas indicou niveis mais elevados de xilanase em culturas de 7 dias de idade, e de ß-xilosidases em culturas de 8 dias. A linhagem se desenvolveu bem na faixa de pH entre 3,0 e 9,0 em temperaturas entre 20 e 35 °C, sendo selecionados o pH 6,5 e 30 °C e o pH 5,0 e 25 °C como condicoes para producao das maiores atividades xilanasica e ß-xilosidasica, respectivamente. As condicoes otimas de atividade xilanasica foram pH 5,0 e 50 °C, e para a ß-xilosidase foram pH 4,0 e 75 °C, temperatura bastante elevada considerando o carater mesofilico desse microrganismo. A atividade xilanasica apresentou-se mais estavel em pHs de 6,0 a 9,5, enquanto a atividade ß-xilosidasica apresentou-se mais estavel em pHs acidos, de 1,6 a 5,5, faixa na qual manteve praticamente 100 % da atividade. As meias-vidas da atividade xilanase a 40, 50 e 60 °C foram de 183, 15 e 2,8 min, respectivamente. A atividade ß-xilosidasica apresentou... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Species of Penicillium are among the most common fungi found in the nature. They are excellent organic matter degraders, playing an important role in the habitat they live. In this work, a Penicillium janczewskii strain, isolated from soil of Atlantic Forest, was valuated for the production of xylanase and ß-xylosidase, enzymes responsible for degradation of xylan present in the vegetal material. Moreover, another aim of this work was to characterize both activities in the culture filtrate. Oat spelts xylan was the best inducer carbon source to these enzymes, followed by wheat bran. The enzymatic production was also induced, in inferior levels, for others lignocellulosic substrates. It was observed that the strain did not produce celulases, except when cultivated in medium with wheat bran, oat bran and lactose, in which low levels were produced. The kinetic study of the enzymatic activities indicated higher levels of xylanase in 7 days-old cultures and higher levels of ß-xylosidase in 8 daysold cultures. The strain developed well in pH between 3.0 and 9.0 and in temperature between 20 and 35 °C. It was selected pH 6.5 and 30 °C, and pH 5.0 and 25 °C as the conditions for highest production of xylanase and ß-xylosidase activities, respectively. The optima conditions for xylanase activity were pH 5.0 and 50 °C, and for ß-xylosidase activity were the pH 4.0 and 75 °C, an elevated temperature considering the mesophilic character of this microorganism. The xylanase activity was more stable in pH from 6.0 to 9.5, while the ß-xylosidase activity was more stable in acid pH, between 1.6 and 5.5, maintaining practically 100 % of the activity in this range. The half-lives of the xylanase activity at 40, 50 and 60 °C was 183, 15 and 2.8 min, respectively. The ß-xylosidase activity presented T50 of 144, 7.6 and 4.2 min at 50, 65 and 75 °C, respectively... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sâmia Maria Tauk Tornisielo / Banca: Jonas Contiero / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Neste estudo, foram isoladas 67 linhagens de fungos filamentosos de solo de área de caatinga, sendo as coletas efetuadas em períodos seco e chuvoso, com o objetivo de se conhecer a biodiversidade deste bioma não explorado e avaliar o potencial destes fungos na produção de xilanase. Algumas linhagens não foram identificadas por inexistência de metodologias específicas e outras foram identificadas através de métodos microscópicos e bioquímicos. Foi efetuada uma triagem dos fungos potencialmente produtores desta enzima em meio de Vogel contendo xilano 1% como única fonte de carbono e avaliou-se através do Método Turbidimétrico Automatizado (Bioscreen-C), a melhor fonte de carbono para crescimento dos fungos selecionados. Os resultados obtidos nos cultivos em MFS, foram inexpressivos quando comparados aos obtidos em MFT. Os melhores produtores de xilanase em MFT foram cultivados em meio líquido de Vogel e MFT com adição individual de outras fontes de carbono a 1% (carbometilcelulose- CMC, xilano e a melhor fonte de carbono para crescimento, determinada pelo Bioscreen-C) em temperaturas apropriadas, pH 5, por 5 dias, inóculo de 1 x 107 esporos/mL. O CMC causou repressão catabólica na síntese de xilanase por estes fungos tendo a adição do xilano apresentado o mesmo efeito, com exceção de Trichoderma viride, que teve sua atividade aumentada para 143,0 U/mL e Aspergillus niger 11 que teve sua atividade aumentada de 33,4 U/mL para 57,1 U/mL / Abstract: In this study, 67 strains of filamentous fungi were isolated from caatinga area, the collections were performed during the dry and rainy period, aiming to know the biodiversity of this not explored bioma and to evaluate the potential of these fungi to produce xylanase. Some of the strains were not identified due to the lack of specific methodologies and others were identified through microscopic and biochemical methods. A selection of the fungi which were considered potentially producers of xylanase was carried out in Voguel medium containing 1% of xylan as an only carbon source, and through a Automatized Turbidimetric Method (Bioscreen - C) the best carbon source for the fungi growth was evaluated. The results obtained in SBM were not expressive when compared to the ones obtained in WBM. The best xylanase producers in WBM were cultivated in Voguel liquid medium and WBM adding individually other carbon sources at 1% (carboxymethylcellulose -CMC; xylan; and the best growth carbon source determined by Bioscreen-C) at appropriated temperatures, pH 5,0 ; for 5 days, and a spore concentration of 1 x107 spores/mL. The CMC addition caused catabolic repression in xylanase production by these fungi, xylan addition showed the same effect, but Trichoderma viride 13 and Aspergillus niger 11 which have their activities increased from 39,21 U/mL to 143,0 U/mL and from 33,4 U/mL to 57,1 U/mL, respectively / Mestre

Orientador: Nilva Kazue Sakomura / Banca: Alice Eiko Murakami / Banca: Nilce Maria Soares Queiroz Gama / Banca: Euclides Braga Malheiros / Banca: Aulus cavalieri Carciofi / Resumo: Foram conduzidos quatro ensaios para avaliar o uso de enzimas exógenas para frangos de corte. No primeiro ensaio foi avaliada a energia metabolizável verdadeira (EMV) do milho e do farelo de soja com a adição ou não de complexo enzimático xilanase, amilase, protease (XAP), de xilanase e de fitase, utilizando o método de alimentação precisa com galos. Foi verificada melhoria de 2,3% na EMV do milho com adição de fitase. No segundo ensaio foi avaliada a energia metabolizável aparente (EMA) do milho com a adição ou não de amilase, xilanase, fitase, complexo XAP, combinação de XAP e fitase e com adição de complexo xilanase/pectinase/ßglucanase (XPBG), utilizando o método de coleta total (pintos). O milho foi suplementado com macro e microminerais. A adição das enzimas promoveu melhoria na EMA do milho entre 1,26 a 2,11%, exceto com o complexo XPBG. No terceiro ensaio foi avaliado o efeito do tipo de milho (seco no campo e artificialmente) e a eficiência de utilização de XAP em dietas com redução de 125kcal na EMA, comparada a dietas formuladas para atender as exigências das aves, sobre a digestibilidade ileal e desempenho de frangos. A adição de enzimas não promoveu respostas sobre o desempenho, entretanto, melhorou a digestibilidade de alguns nutrientes e a energia digestível das dietas...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Four trials were conduced to evaluate enzymes use for broilers. In the first trial the true metabolizable energy (TME) of corn and soybean meal was evaluated with or without addition of enzymatic blend (xylanase, amylase, protease - XAP), of xilanase and of fitase, using the forced feeding method with roosters. The improvement of 2.3% was observed in corn TME with fitase addition. In the second trial the apparent metabolizable energy (AME) of corn (supplied with macro and micro minerals) with or without enzyme addition using total collection technique. The enzymes were: amylase; xylanase; phytase; XAP; XAP and phytase combination; xylanase/pectinase/ßglucanase (XPBG) blend. The enzymes addition provided increase on corn AME between 1.26% to 1.66%, except with XPBG addition. In the third trial, was evaluated the effect of the corn type (field dried and oven dried) and the efficiency of use of XAP in diets with reduction of 125kcal in EMA (NC), compared to diets formulated to assist the birds requirements (PC), under nutrient digestibility and performance of broilers. The effect of enzyme addition and corn type in digestibility coefficient of minerals was observed. The birds fed oven dried corn showed better digestibility results in all evaluated variables. In conclusion, the nutrients digestibility showed the positive effect with enzyme addition on NC...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: O desenvolvimento da tecnologia de pães é um fenômeno de grande impacto na indústria de alimentos. Ao longo dos anos vários aditivos foram incorporados à tecnologia de panificação, elevando a qualidade destes produtos e fazendo crescer a sua aceitação pela população em geral. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos sobre a qualidade do pão e sobre o processo de envelhecimento, da adição de enzimas na massa. As enzimas usadas foram xilanase produzida pelo fungo Thermoascus aurantiacus CBMAI 756 nas concentrações de 20, 35 e 50U/100 g de farinha de trigo e/ou da ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) produzida pela bactéria Bacillus clausii E16 nas concentrações de 15 e 30U/100 g de farinha de trigo, parcialmente purificadas. O mecanismo de ação dessas enzimas sobre os seus respectivos substratos arabinoxilana e amido, respectivamente, também foram avaliadas. Os pães adicionados de xilanase, CGTase e xilanase/CGTase foram produzidos em três etapas distintas. Para o estudo do envelhecimento os pães foram mantidos a temperatura de 4ºC durante 10 dias, e foram avaliados quanto à perda de água, a textura e a retrogradação da amilopectina. Os produtos obtidos pela ação da xilanase e CGTase sobre as arabinoxilanas e o amido, respectivamente, isolados da farinha de trigo, foram analisados por HPAEC-PAD e HPLC. O fungo T. aurantiacus exibiu uma variação no perfil enzimático de acordo com cada substrato usado no seu cultivo. O substrato que resultou no melhor perfil enzimático para o uso em panificação foi o sabugo de milho, porque esse extrato enzimático exibiu alta atividade xilanolítica e baixa atividade amilolítica e proteolítica. A adição de xilanase, CGTase e xilanase/CGTase aumentou o volume da massa e o volume específico dos pães. Quanto ao... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of bread technology is a phenomenon of great impact on food industry. For years, many additives were used on bread technology, increasing the bread quality and improving the acceptance of general population. The aim of this work was to study the effects on the bread quality and on the staling process, by adding enzymes to the dough. The enzymes used were xylanase from the fungus Thermoascus aurantiacus CBMAI 756 in the concentrations 20, 35 and 50U/100 g wheat flour and/or cyclodextryn glycosiltransferase (CGTase) from the bacteria Bacillus clausii E16 in the concentration 15 and 30U/100 g wheat flour, partially purified. The action mechanisms of these enzymes under the substrates arabinoxylan and starch, respectively, were also evaluated. The breads added of xylanase, CGTase and xylanase/CGTase were produced in three distinct stages. For bread staling study, the breads were stored at 4ºC for 10 days, and they were analyzed regarding to the moisture content, texture and amylopectin retrogadation. The products obtained by the action of xylanase and CGTase on arabinoxylans and starch, respectively, isolated from wheat flour, were analyzed by using HPAEC-PAD and HPLC. The fungus T. aurantiacus exhibited a variation on the enzymatic profile according to each substrate used on its cultivation. The substrate which resulted in a better enzymatic profile for using on breadmaking was corncob, since this enzymatic extract exhibited high xylanolytic activity and low amylolytic and proteolytic activities. The addition of xylanase, CGTase and xylanase/CGTase increased the dough volume and the specific volume of the breads. Regarding to the staling study, the enzymes added separated or together reduced amylopectin retrogradation and firmness of the crumb during storage, when compared... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Célia Maria Landi Franco / Coorientador: Roberto da Silva / Banca: Myriam Salas Mellado / Banca: Caroline Joy Steel / Doutor

Orientador: Rubens Monti / Banca: Rubens Monti / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Olga Luisa Tavano / Banca: Maristela de Freitas Sanches Peres / Banca: Luis Vitor Silva do Sacramento / Resumo: A descoberta de resíduos agrícolas, como fonte de energia renovável tem colaborado para o desenvolvimento industrial e preservação do meio ambiente. Desta maneira, a degradação da parede celular destes resíduos tem grande importância na fabricação de pães, alimentos, bebidas, têxtil, papel e celulose entre outros produtos. A degradação enzimática destes polímeros esta se tornando uma alternativa mais atraente do que a utilização de substâncias químicas e processos mecânicos. Alguns fungos termófilos participam desta degradação enzimática, como Humicola grisea var. thermoidea, isolado do solo, é conhecido como bom produtor do complexo xilanolítico. Além deste, um fungo termófilo isolado da polpa do fruto cupuaçuzeiro em decomposição foi estudado e produziu xilanase. Esses fungos foram mantidos em meios sólidos contendo ágar e farinha de aveia. O fungo isolado da polpa do fruto cresceu em meio liquido empregando diferentes resíduos agrícolas como fonte de carbono. Dentre os vários resíduos empregados para se otimizar a produção de xilanase, o melhor foi o sabugo de milho. Esse foi utilizado nos experimentos na proporção de 1,0% (m/v), em meio líquido contendo 0,1% CaCO3, 0,5% NaCl, 0,1% NH4Cl; 0,5% água de maceração de milho. O pH ótimo foi 5,0 e a temperatura ótima de 60ºC. A xilanase presente no extrato clarificado em caulim apresentou cinética Michaeliana com Km de 10,41 ± 0,282 mgmL-1 e Vmax 3,32 ± 0,053 U (mg protein)-1. Para acompanhar o processo de clarificação da enzima solúvel realizou-se SDS-PAGE verificando a presença de uma banda protéica com atividade xilanolítica de massa molecular de aproximadamente 30kDa e a Cromatografia Sílica Gel P60 para verificar os produtos da hidrólise da xilana em função do tempo e da associação de xilosidase do fungo termófilo Humicola com a xilanase do fungo isolado do fruto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The researches of agricultural residues as renewable energy sources have been contributing for the industrial development and the environment conservation. Thus, the degradation of these residues' cell walls has great importance in fabrication of bread, food, drinks, textile, paper, cellulose, and other products. The enzymatic degradation of such polymers is becoming an attractive option when compared to the use of chemical substances and mechanical processes. Some thermophilic fungi take role in this enzymatic degradation, such as Humicola grisea var. thermoidea, isolated from soil, and is known to be a good producer of the xylanolytic complex. Besides it, another thermophilic fungus, isolated from the Theobroma grandiflorum decomposing fruit pulp, was studied and also produced xylanases. These fungi were kept in solid media containing agar and oat bran. The fungus isolated from the fruit pulp grew in liquid media in wich different kinds of agricultural residues were employed as carbon sources. Among the various types of residues that were used to optimize the xylanase production, corn cobs proved to be the best one. It was used in assays in a proportion of 1,0% (m/v), in liquid media containing 0.1% of CaCO3, 0.5% of NaCl, 0.1% of NH4Cl, and 0.5% of corn steep liquor. The pH optima was 5.0 and the temperature optima was 60ºC. The xylanase present in the kaolin clarified extract showed a Km of 10.41 ± 0.282 mg.mL-1, and Vmax 3.32 ± 0.053 U (mg.protein)-1. In order to follow the soluble enzyme clarification process, SDS-PAGE was run, verifying the presence of a proteic band with xylanolytic activity of, approximately, 30kDa of molecular mass. Furthermore, Silica Gel 60 Thin Layer Chromatography (TLC) was used to verify the xylan hydrolysis products in function of time and the association of Humicola sp. thermophylic fungus xylosidase with the xylanase produced by the fruit pulp... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor