Atualmente, o aproveitamento de resíduos na construção civil tem sido estimulado devido essa atividade ser um dos maiores consumidores de materiais naturais em seus processos e produtos. As cinzas agroindustriais ocupam lugar de destaque dentre os resíduos com possibilidades de aplicação em materiais cimentícios, pois algumas, como a cinza da casca do arroz, apresentam propriedades pozolânicas, contribuindo para a redução do consumo de cimento Portland. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo principal a avaliação da viabilidade técnica do uso de cinza agroindustriais em matrizes de cimento Portland, tendo como estudo de caso a cinza da casca da castanha de caju (CCCC). As cascas das castanhas de caju, resíduos da produção das castanhas, são incorporadas novamente ao processo, e, nas caldeiras, irão gerar calor para a decorticação de novas castanhas. A CCCC é o resíduo colhido no fundo da grelha das caldeiras, resultante da queima das cascas de castanhas. Atualmente, esse resíduo é utilizado como adubo em plantações de caju, sendo uma pequena parte destinada à aterros sanitários comuns. Foram realizados ensaios para avaliar a composição físico-química da CCCC; analisar o potencial pozolânico; analisar a retração por secagem e da profundidade de carbonatação de argamassas confeccionados com CCCC; e determinar a capacidade de estabilização/solidificação da CCCC pela matriz cimentícia. A partir dos resultados, pode-se apontar como características principais da CCCC: i) não apresentar potencial pozolânico; ii) favorecer a incorporação de ar em matrizes cimentícias; iii) ocasionar solubilidade de metais pesados e Fenol quando no estado in natura; iv) contribuir para o aumento da retração por secagem e da carbonatação em argamassas; v) liberar Cromo e Sódio mesmo quando estabilizada/solidificada em pastas em teores de até 10% de substituição. Por essas considerações, a CCCC não apresentou viabilidade técnica para uso em matrizes cimentícias. / Nowadays, the use of wastes on civil building has been stimulated for it to be one of most consumers of raw materials in their processes and products. The agroindustrial ashes have a prominent place among the wastes with possibilities of application in cementitious materials, because some ashes, such rice husk ash, have pozzolanic activity, and they contribute to reduce the Portland cement consumption. This work aimed to study the evaluation of technical feasibility of the agroindustrial ashes for use in Portland cement matrices, using the ash of the rind of the cashew nut (ARCN) as case study. The rinds of cashew nut (wastes of nuts\' production) are burned again during the heating process, and in boilers, they will generate heat for shelling other nuts. The ARCN is the waste collected from the boiler grid, resulted from burning of the rind of nuts. This waste is used as compostes in plantings of cashew and a little part of it is dumped in landfill sites. Tests were made for evaluation of physico-chemical composition of ARCN; for analyse of pozzolanic activity; for analyse of drying shrinkage and carbonation in mortars made with ARCN; and the analyse of the stabilization/solidification of ARCN in pastes. After the analyse of results, it may be pointed as main features of ARCN: i) not show pozzolanic activity; ii) to promote air entrainment in cementitious matrices; iii) to cause heavy metals and Phenol solubilization as in raw state; iv) to increase the drying shrinkage and carbonation in mortars; and, v) to let out Chrome and Sodium when stabilizated/solidificated in pastes in levels of replacement until 10%. For all these considerations, the ARCN haven\'t showed technical feasibility for use in cementitious matrices.

Estudos demonstram que a inserção de pequenos produtores e assentados rurais na produção voltada às grandes cadeias agroalimentares globais pode levar a mudanças nas estruturas de produção e consumo de alimentos deles próprios. Como consequência, tem-se constatado maior dependência da renda para obtenção de alimentos, o que impacta a segurança alimentar das famílias rurais em seus três princípios estruturantes: acesso, qualidade e reprodução social e da cultura alimentar. Diante disso, este estudo objetivou caracterizar as práticas alimentares de assentados rurais do Alto Xingu, entender os fatores que influenciam a escolha e obtenção dos alimentos e sua relação com o atual contexto de mudança no uso da terra na região. Para isso, partiu-se de uma abordagem interdisciplinar, utilizando-se a observação participante, entrevistas não estruturadas (Metodologia Geradora de Dados de Posey) e Recordatório 24 horas de consumo alimentar. Os resultados deste estudo indicam que muitas variáveis contribuem para a formação do atual contexto de transformações socioeconômicas: envelhecimento rural e a aposentadoria; o aumento da prestação de serviços fora do lote; a inserção da mulher no mercado de trabalho; as dificuldades de obtenção de investimento, tecnologia e conhecimento; a limitação hídrica; o êxodo rural; a valorização das terras; as possibilidades de arrendamento; e a dificuldade em se diversificar a produção agrícola além da pecuária e do plantio de soja. Essas transformações socioeconômicas se materializam na paisagem, pela mudança no uso da terra, e nas práticas alimentares, pela diminuição da produção para autoconsumo. A manutenção da produção para autoconsumo mostrou ser mais vulnerável no caso de hortaliças (sobretudo verduras), seguida pela criação de gado, produção de leite, cultivo de mandioca, criação de suínos, frango e, então, frutas (culturas perenes). Em termos de cultura alimentar, o perfil de alimentos que compõem a dieta ainda é o mesmo, caracterizado pelo trio arroz, feijão e carne de vaca. Por outro lado, o que vem mudando nas práticas alimentares dos assentados é a forma de obtenção dos alimentos. Como consequência, a maior dependência da compra de alimentos pode impactar a segurança alimentar das famílias e influenciar a manutenção do hábito alimentar no longo prazo. Conclui-se que a mudança na forma como se obtém o alimento já é o reflexo - ao mesmo tempo em que também reflete - um novo modo de vida do assentado rural. Assim, as transformações nos modos de vidas dos assentados podem colocar em risco a sua segurança alimentar - ao mesmo tempo em que a insegurança alimentar pode reforçar as transformações no modo de vida local. / Researches show that the inclusion of small farmers and rural settlers in large global agri-food chains can lead to changes in food patterns regarding production and consumption. As a result, studies show that there is greater dependency on the income to obtain food, which impacts food security of rural households regarding food access, food quality and maintenance of social reproduction and food culture. Therefore, this study aimed to characterize the eating patterns of Upper Xingu rural settlers, the drivers for food choice and food acquisition and their relation to the land use change in the region. In this regard, an interdisciplinary approach was applied, together with the participant observation, unstructured interviews (Generative Methodology Posey data) and 24-hour dietary recall for food consumption. This research has achieved a number of different results. There are several variables hat compose the current context of socio-economic transformations: rural settlers aging and retirement; non-farm-income generating activities; women inclusion in labor market; the difficulties in accessing investment, technology and knowledge; water limitation; rural exodus; land valuation; the possibility of leasing; and the difficulty to diversify agricultural production besides cattle raising and soybean planting. Those socio-economic transformations are materialized in the landscape, by the land use change, and in the eating practices, by the decrease of food production for self-consumption. The maintenance of food production for self-consumption is more vulnerable for vegetables (especially greens), followed by cattle, milk production, cassava, pork, poultry and fruit (perennial crops). Foods that compose the diet of rural settlers have not changed over years, being characterized by rice, beans and beef. Although, eating practices have changed regarding the forms of getting food. As a result, the greater dependency on buying food can have impact on food security of families and influence the maintenance of future eating habits. Finally, this research concludes that the change in food access is the reflection - while it also reflects - a new way of life among rural settlers. Therefore, changes in the rural settlers\' way of life may endanger food security, at the same time that food insecurity may reinforce the changes in the local way of life.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Debora C Moreira.pdf: 799615 bytes, checksum: bf5390535b39bc8ca4f452bde2fd297b (MD5) Previous issue date: 2013-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for renewable energy and food production with the minimum threat to the environment are themes that have been studied for all over the world. Several processes have been developed for the use of agroindustrial wastes, transforming them into chemical compounds and products with high added value. The use of agroindustrial wastes in bioprocesses helps the search for sustainable processes. The increasing in the agricultural productivity in Brazil, open a new market to the development of researches that study this issue. The statistical modeling of mixtures, allied with the design of experiments, has application in a several industrial systems. The aim of this work was to study the possibility of use agroindustrial wastewater mixtures to produce propionic acid. Four types of wastewater were studied: corn steep liquor, pet food wastewater, meat processing wastewater and dairy wastewater. Assays were performed to obtain the best composition of the mixtures and the best substrate ratio. Within the conditions employed, the mixture containing 75% of corn steep liquor and 25% of another substrate, were most suitable for the process. Studying the tests in which the fermentations conditions varied (boiling the substrate, agitation and pH correction to 6,5) the best concentrations of propionic acid, 229,57 mg.L-1, were produced by mixing 75% of corn steep liquor and 25% of pet food wastewater, after 72h of fermentation, with initial correcting of pH to 6,5, followed by the mixture containing 75% of corn steep liquor and 25% of meat processing wastewater, that enabled the production of 154,27 mg.L-1 of propionic acid. The mixture with 75% of corn steep liquor and 25% of dairy wastewater with daily pH correction enabled the production of 220,96 mg.L-1 of propionic acid after 72 hours of fermentation. The other essay conditions were not significant for propionic acid biosynthesis. The statistical analysis confirms that it is possible to use codigestion agroindustrial waste for propionic acid production. / A busca por fontes de energia renovável e a produção de alimentos com a mínima ameaça ao ecossistema têm sido temas bastante pesquisados em todo o mundo. Diversos processos têm sido desenvolvidos para a utilização de resíduos agroindustriais, transformando-os em compostos químicos e produtos com alto valor agregado. A utilização de resíduos agroindustriais em bioprocessos favorece a busca por processos sustentáveis. O aumento da produtividade agrícola no Brasil abre um novo mercado para o desenvolvimento de pesquisas que abordem este tema. O planejamento estatístico de misturas, aliado à otimização de experimentos, tem aplicação em diversos sistemas industriais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade da utilização de misturas de efluentes agroindustriais para a produção de ácido propiônico. Foram utilizados quatro tipos de efluentes: efluente do processamento de milho, efluente do processamento de ração animal, efluente de processamento de carnes e de laticínio. Foram realizados ensaios para a obtenção da melhor composição das misturas, definindo-se a melhor proporção dos substratos. Dentro das condições empregadas, as composições contendo 75% do efluente do processamento de milho e 25% de outro substrato foram as mais adequadas ao processo. Nos ensaios onde as condições de fermentação foram variadas (fervura prévia do substrato, agitação e correção do pH para 6,5), os melhores resultados de produção de ácido propiônico, 229,57 mg.L-1, foram obtidos com substrato composto por 75% de efluente do processamento de milho mais 25% de efluente de fábrica de ração, com 72h de fermentação, correção de pH inicial para 6,5 e sem agitação, seguido de substrato com 75% de efluente do processamento de milho mais 25% de efluente de processamento de carnes, nas mesmas condições, obtendo-se produção de 154,27 mg.L-1 de ácido propiônico. O substrato contendo 75% de efluente do processamento de milho mais 25% de efluente de laticínio, possibilitou produção de 220,96 mg.L-1 de ácido propiônico, após 72 horas de fermentação e com correção de pH a cada 24 horas. As outras condições testadas não foram significativas na biossíntese de ácido propiônico. A análise estatística dos dados confirmou que é possível a utilização de codigestão de efluentes agroindustriais para a produção de ácido propiônico.

Made available in DSpace on 2016-04-26T20:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renato M Buranello.pdf: 2028823 bytes, checksum: 04bceda8b28c90f5788b8fffa93912dc (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / The purpose of this dissertation is to describe the operating development and to identify institutional shortfalls in Brazil s rural credit market. According to this study, the establishment of the National Rural Credit System (SNCR) has brought forth advances and the enactment of Law 11,076, of December 31, 2004, has provided for a new relationship with the financial and capital market, from the perspective of the necessary break with the former system. Research conducted for this dissertation differs from the traditional legal approach, which singles out the assessment of financial transactions. Credit is assessed herein as an instrument of public policy, in planning the activity to develop agribusiness. This study also intended to innovate by including a broad discussion on the economic foundations and legal technology in the organization of the Private System for the Financing of Agribusiness and the securitization of receivables to mobilize crops and risk mitigation mechanisms. This dissertation includes the assessment of the rural credit bonds that are part of such system, which provide for the diversified distribution of both physical and financial resources among producers, private enterprises and financial agents alike. Additionally, this study highlights that the instruments currently available to mobilize credit and diversify risks have guaranteed the supply of a substantial portion of the funds, including in markets with diversified risks and greater complexity, as is the case of the markets of the Agroindustry Systems. Having focused on the development of the private credit market within the scope of the capital market as the main purpose of this dissertation, it has been possible to conclude that there is a break in the funding methods available in the Brazilian rural industry, especially in relation to the inputs of public policies and corporate strategies: i) gradual and proportional withdrawal of government-controlled funds; ii) entry of private companies in the industry, via trade credit; iii) increasingly direct relations between credit and the development of the rural debt capital market; and iv) use of mechanisms to reduce uncertainty, and credit safety / Essa tese buscou descrever a evolução operacional e identificar falhas institucionais no mercado de crédito agrícola brasileiro. Verificou-se que, desde a criação do Sistema Nacional de Crédito Rural (SNCR), avanços foram realizados e uma nova relação com o mercado financeiro e de capitais foi inaugurada com a edição da Lei n. 11.076, de 31 de dezembro 2004, em uma perspectiva de necessária ruptura com o antigo sistema. As pesquisas conduzidas neste trabalho diferiram da abordagem jurídica tradicional que analisa a transação financeira de forma isolada. Analisamos o crédito como instrumento de política pública no planejamento da atividade para desenvolvimento do agronegócio. Este estudo pretendeu inovar ao oferecer ampla discussão sobre os fundamentos econômicos e a tecnologia jurídica na formação do Sistema Privado de Financiamento do Agronegócio e a securitização de direitos creditórios para mobilização de safras e mecanismo de mitigação de risco. Descrevemos os títulos de crédito que formam esse sistema, responsáveis por uma alocação diferenciada de recursos físicos e financeiros entre produtores, empresas privadas e agentes financeiros. Ainda, evidenciamos que os instrumentos atuais de mobilização de crédito e diversificação de riscos têm permitido suprir parte relevante dos recursos, inclusive em setores de riscos diversificados e de maior complexidade como os internos dos Sistemas Agroindustriais. Centralizando o desenvolvimento do mercado de crédito privado no âmbito do mercado de capitais como objeto principal deste trabalho, foi possível concluir que há uma ruptura nas formas de financiamento agrícola brasileiro com destaque de inputs para políticas públicas e estratégias empresariais: i) retirada gradual e proporcional do recurso controlado pelo governo; ii) entrada de empresas privadas no mercado por meio de trade credit; iii) desintermediação do crédito e desenvolvimento do mercado de capitais de dívida agroindustrial; e iv) adoção de mecanismos redutores de incerteza e maior segurança do crédito

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-22T00:44:21Z No. of bitstreams: 1 Stefan H Dorner 2017.pdf: 6797674 bytes, checksum: d5dff39c89c486762a39cd9380af538a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T00:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stefan H Dorner 2017.pdf: 6797674 bytes, checksum: d5dff39c89c486762a39cd9380af538a (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Fundação de amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Ciêntífico e Tecnológico do Maranhão - FAPEMA / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This thesis purposed an analysis of the economic, sociocultural and political-administrative dimensions of the agri-industrial soybean system and its effects on economic and social development in Maranhão. The project prioritized a systems approach and applied quantitative and qualitative methods, such as ICn, bibliographic research, direct observation, questionnaire and interviews. Data collection occurred during 2015/16 crop, suppliers, soybean producers and tradings provided primary data and official databasis such as RAIS, IBGE, National Treasury, Secretary of Maranhão state and TEGRAM export terminal and legislation secundary data. Economically, the agri-industrial soybean system generated important economic results, including 11.747 direct jobs, R$ 52 million in state taxes and U$ 700 million in exports. With reference to the sociocultural dimension, the effects are as well considerable, such as the establishment of an extensive network of social relations, caracterized by strong ties of cooperation and trust between agents, 672 entrepreneurs, 64 social organizations and several other forms of collaboration within the system, boosting competitiveness and innovation. The political-administrative dimension, even though nearly totally regulated by strict online control of its agents, should be seen with extreme concern due to the lack of support and cooperation by authorities. It is indispensable major involvement, professionalism and support by public administration to aggregate value on primary production and enable larger effects on socioeconomic development. Historically, the development of Maranhão illustrated that the priorization of agricultural primary exports and the inertia of the government in promoting value-aggregated production are condemned to failure. Thus, it should be followed the example of West Paraná, which iniciated soybean production in the 1960s and today has been consolidated as a very dynamic agri-industrial region and generated extense effects on socioeconomic development. / Die folgende Doktorarbeit analisiert die wirtschaftlichen, soziokulturellen und politisch-verwaltungstechnischen Dimensionen des agroindustriellen Soja-Produktionssystems und dessen Auswirkungen auf die ökonomische und soziale Entwicklung im Bundesstaat Maranhão, im Nordosten Brasiliens. Die Vorgehensweise bestand aus einem Systemischen Ansatz und Anwendung sowohl quantitativer als auch qualitativer Methoden wie der Ermittlung des ICns (Normalisierter Indikator zur Konzentrationsmessung), bibliographische Recherche, direkte Beobachtungen und Befragungen. Während der Soja-Ernte 2015/16 wurde eine Feldforschung durchgeführt bei der Primärdaten durch Befragungen bei Lieferanten, Produzenten und Vertriebsunternehmen erhoben wurden. Ergänzend dienten Sekundärdaten wie RAIS des Brasilianischen Ministeriums für Arbeit und Soziales, die Produktionsstatistik PAM des Brasilianischen Instituts für Geographie und Statistik (IBGE) sowie Informationen des Brasilianischen Schatzamtes, der Landesfinanzbehörde des Bundesstaates Maranhão, des Export-Terminals TEGRAM und offizielle Gesetze und Verwaltungsvorschriften als weitere Grundlagen. Die wirtschaftliche Dimension des agroindustriellen Soja-Produktionssystems mit der Schaffung von 11.747 direkten Arbeitsplätzen, direkten Steuereinnahmen von 52 Millionen BRL (Brasilianischen Reais) und einem Exportvolumen von 700 Millionen US-Dollar ist für den Bundesstaat Maranhão sehr bedeutend. Zusätzlich sind beachtliche Effekte in der soziokulturellen Dimension, wie Entstehung und Funktion eines dichten und flächendeckenden Netzwerkes, basierend auf enger Kooperation und gegenseitigem Vertrauen zwischen den Teilnehmern, zu verzeichnen. Dieses besteht aus 672 Unternehmern, 64 sozialen Organisationen und weiteren Formen der Zusammenarbeit, die ein äusserst wettbewerbsförderndes und innovatives System bilden. Die politisch-verwaltungstechnische Dimension, die zwar eine nahezu vollständige Kontrolle der teilnehmenden ökonomischen Agenten durch rigorose und lückenlose Online-Systeme ermöglicht, ist allerdings aufgrund der fehlenden Unterstützung und Kooperation seitens der Behörden als unzureichend ausgeprägt einzustufen. Zu empfehlen sind für diesen Bereich daher stärkere Mitwirkung, vermehrter Einsatz und grössere Profissionalität seitens der Öffentlichen Entscheidungsträger. Nur dann findet eine nachhaltige Wertschöpfung von Primärprodukten mit weiterreichenden Auswirkungen auf die wirtschaftliche und soziale Entwicklung statt. Die wirtschaftliche und soziale Entwicklung seit der europäischen Besiedlung Maranhãos basierte bisher immer ausschliesslich auf landwirtschaftlichen Primärprodukten ohne wesentliche Unterstützung der verantwortlichen Behörden zur Förderung von daraus resultierenden wertschöpfenden Aktivitäten. Ohne zusätzliche Wertschöpfung sind allerdings alle anderen Massnahmen zum Scheitern verurteilt. Daher sollte das Beispiel nachhaltiger Wirtschaftspolitik in West-Paraná als Modell dienen. In den 1960er Jahren begann dort ebenfalls die intensive Landwirtschaft zur Soja-Produktion. Heute befindet sich dort neben der landwirtschaftlichen Primärproduktion eine der dynamischsten agroindustriellen Regionen Brasiliens mit erheblichen wirtschaftlichen und sozialen Multiplikator-Effekten. / Esta pesquisa objetivou a análise do sistema agroindustrial da soja nas dimensões econômica, sociocultural e político-administrativa e seus efeitos sobre o desenvolvimento econômico e social no estado do Maranhão. O estudo priorizou a abordagem sistêmica e empregou métodos quantitativos e qualitativos, como ICn, pesquisa bibliográfica, observação direta, questionários e entrevistas. A coleta de dados compreendeu dados da safra 2015/2015, obtidos de forma primária por fornecedores de insumos, produtores de soja e comercializadoras e, de forma secundária, através de dados da RAIS, Produção Agrícola Municipal, Tesouro Nacional, Ministérios, SEFAZ-MA, SEMA-MA, TEGRAM e legislação federal e estadual. Os resultados indicaram que o sistema agroindustrial da soja gerou efeitos econômicos importantes, como 11.747 empregos diretos, R$ 52 milhões em tributos estaduais e U$ 700 milhões em exportações. A dimensão sociocultural, formada por uma ampla rede de relações sociais e caracterizada por fortes nexos de cooperação e confiança entre atores, proporcionou 672 empreendedores, 64 organizações sociais e outras formas de parcerias entre os elos do sistema, promovendo um ambiente altamente competitivo e inovador. Na dimensão político-administrativa, apesar de um ambiente plenamente regulamentado e regido por rigorosos controles eletrônicos de seus agentes, a falta de apoio e cooperação por parte das autoridades deve ser visto com grande preocupação. É indispensável maior envolvimento, profissionalismo e suporte da administração pública para agregar valor à produção primária e garantir efeitos em grande escala sobre o desenvolvimento socioeconômico do estado. A história do Maranhão ensinou que priorização do modelo agro-exportador e inércia das autoridades em promover agregação de valor a tais atividades estão condenados ao fracasso. Deve-se seguir o exemplo do Oeste do Paraná, que iniciou a produção de soja nos anos 1960 e que se consolidou hoje como uma região agroindustrial muito dinâmica com amplos efeitos sobre o desenvolvimento econômico e social.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MULTIFUNCIONAcrescentus.pdf: 2433174 bytes, checksum: e25ac7003e428ac0baf41c43a48f0e42 (MD5) Previous issue date: 2014-12-04 / The genetic manipulation of microorganisms has provided great advances in the production of enzymes involved in the bioconversion of biomass to fuels and chemicals. The main component of hemicellulose that compose the plant biomass is xylan, and its degradation dependent on the synergistic action of several enzymes, including xylanases and β-xylosidases stand as the major. The analysis of the genome of Caulobacter crescentus showed that this bacterium has at least eight genes encoding enzymes involved in the degradation of xylan, three coding for endo-xylanases and five β-xylosidases. In the present report, the enzymatic characterization of a C. crescentus β-glucosidase/β-xylosidase V was performed. For this purpose the xynB5 gene (CCNA 03149) was cloned into pJET1.2 /blunt and subcloned into the expression vector pTricHisA for producing a recombinant protein fused to an amino-terminal His-tag. The recombinant enzyme was induced with IPTG in E. coli (TOP10 strain) and the protein was purified using pre-packaged nickel-sepharose column. The characterization of the pure enzyme showed an optimum pH of 6 for both enzyme activity and a temperature optimum of 50 ° C to β-glucosidase and 60 ° C to β-xylosidase in the presence of NPG and NPX substrates, respectively, while also there has been a small activity in the presence of NPA. The multifunctional protein had its predominant enzyme activity to β-glucosidase (7.6 U ml-1) and a secundary β-xylosidase activity (4.3 U ml-1). In addition to greater specificity for NPG (Km = 0.24  0.008 mM) compared to that obtained for NPX (Km = 0.64  0.032 mM) although the Vmáx for both substrates was not statistically significant difference in optimal conditions of each enzyme (NPG = 0.041  0.001 M min-1 and NPX = 0.055  0.002 M min-1). In fact, data to enzymatic characterization corroborated the suggested in genomic annotation to C. crescentus. These multifunctional characteristics of the protein are important for biotechnological applications like the future reuse of agroindustrial residues / A manipulação genética de microrganismos tem propiciado grandes avanços para a produção de enzimas que possam auxiliar na bioconversão da biomassa vegetal a combustíveis e químicos. O principal componente da hemicelulose que compõem a biomassa vegetal é o xilano, e sua degradação depende da ação sinérgica de várias enzimas, das quais Xilanases e β-Xilosidases destacam-se como as principais. A análise do genoma de Caulobacter crescentus revelou que esta bactéria apresenta pelo menos oito genes envolvidos com a degradação do xilano, três deles codificam para endo-Xilanases, e cinco codificam para β-Xilosidases. O presente trabalho objetivou a caracterização enzimática de uma destas enzimas, a β-Glicosidase/β-Xilosidase de C. crescentus. Para isto o gene xynB5 (CCNA 03149) foi clonado em pJET1.2/blunt e subclonado no vetor de expressão pTricHisA para a produção de uma proteína recombinante fusionada a uma cauda de histidinas amino-terminal. A enzima recombinante foi induzida com IPTG na cepa TOP10 de E. coli e a proteína foi purificada com o auxílio de colunas pré-empacotadas de níquel-sepharose. A caracterização da enzima pura mostrou um pH ótimo igual a 6 para ambas as atividades enzimáticas e uma temperatura ótima de 50 C para -Glicosidase e 60 C para -Xilosidase, na presença dos substratos NPG e NPX, respectivamente, embora também tenha ocorrido uma pequena atividade na presença de NPA. A proteína multifuncional teve sua atividade enzimática preponderante para -Glicosidase (7,6 U mL-1) em relação a atividade de -Xilosidase (4,3 U mL-1). Além de maior especificidade para NPG (Km = 0,24  0,008 mM) em relação à obtida para NPX (Km = 0,64  0,032 mM) embora a Vmáx para ambos substratos não tenham apresentado diferença significativa nas condições ótimas de cada enzima (NPG = 0,041  0,001 M min-1 e NPX = 0,055  0,002 M min-1). Os dados de caracterização confirmaram os sugeridos na anotação genômica para C. crescentus. Estas características multifuncionais da proteína são importantes para futuras aplicações biotecnológicas como o reaproveitamento dos resíduos agroindustriais.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Adilson Bosetto 2015 PDF.pdf: 2419034 bytes, checksum: 3fdc9e711199e04fe0746f89b07c4bea (MD5) Previous issue date: 2015-03-10 / The application of enzymes in industrial processes, in its broad sense, has shown the market evolution for innovative alternatives for preserving the environment. Brazil has a great potential to develop some technologies, which allow the use of such materials as substratum for products with higher added value, due to the large amount of lignocellulose as waste that comes from agriculture. Therefore, the analysis of genes expression related to microbial degradation of plant cell wall has caught the researchers attention, mainly because it is associated to the possibility of controlled large-scale synthesis of enzymes applied in biofuel production. In this context, the Gram-negative bacterium C. crescentus is found as a promising microorganism for biotechnological exploitation due to its ability on degrading xylan, the major component of plant hemicellulose. There are several genes in the bacterial genome that codify to Xylanases and β-Xylosidases. In order to purify and biochemically characterize the β-Xylosidase III protein of C. crescentus, xynB3 gene (CCNA_00856) that contains 1,623 nucleotides and encodes a protein with conserved domains of β-Xylosidase with 540 amino acid residues has been studied. Therefore, xynB3 gene was isolated from genomic DNA of C. crescentus NA1000 by Polymerase Chain Reaction (PCR) using specific primers. The single amplification product was cloned into pJet1.2Blunt vector in non-cohesive sites and reintroduced in vector of pTrcHisA expression within the reading frame to produce a histidine tag at the amino-terminus area of fusion protein. The obtained construction was denominated pTrcHis-xynB3 and the confirmation of its gene identification was figured out by the DNA sequence after insertion into the TOP10 E. coli strain and subsequent experimental tests of expression in different temperature of growth, IPTG concentrations and induction times. The recombinant protein was overexpressed into inclusion bodies, thus, in a non-soluble form. Different induction and purification protocols were used to obtain the β-xylosidase III pure of C. crescentus, in native or non-native form. However, assays of enzymatic activity with different substrates neither demonstrated β-xylosidase activity nor detectable levels of the protein. These results suggest that the enzyme was not active during the assays, due its expression in inclusion bodies. This suggests that this protein may have a toxic effect on E. coli when expressed at high levels. Thus, this trial contributes to additional data about the xylanolytic complex concerning the aquatic bacterium C. crescentus. / A utilização de enzimas em processos industriais, no seu sentido mais amplo, demonstra a evolução do mercado em relação a alternativas inovadoras de preservação do meio ambiente. Devido à grande quantidade de material lignocelulósico residuário, proveniente da agricultura, o Brasil é um país com elevado potencial para o desenvolvimento de tecnologias que possibilitem a utilização desses materiais como substrato para produtos de maior valor agregado. Dessa forma, o estudo da expressão de genes microbianos relacionados com a degradação da parede celular vegetal tem despertado a atenção de pesquisadores, principalmente pelo fato de estar relacionado com a possibilidade de síntese controlada e em larga escala de enzimas utilizadas na produção de biocombustíveis. Neste contexto, a bactéria gram-negativa Caulobacter crescentus encontra-se como um microrganismo promissor para a exploração biotecnológica em função da capacidade que tem de degradar o xilano, principal componente hemicelulósico das plantas. Essa bactéria contém em seu genoma vários genes que codificam para xilanases e β-xilosidases. Dentre eles o gene xynB3 (CCNA_00856), que apresenta 1623 nucleotídeos e codifica uma proteína contendo domínios conservados de β-xilosidase, com 540 resíduos de aminoácidos, denominada neste trabalho como β-xilosidase III de C. crescentus. Com o objetivo de possibilitar em estudos futuros a caracterização bioquímica dessa proteína, foi estudado o gene xynB3. Para isso, xynB3 foi isolado a partir do DNA genômico de C. crescentus NA1000 por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) usando oligonucleotídeos específicos. O único produto de amplificação foi clonado no vetor pJet1.2blunt em sítios não coesivos e reintroduzido no vetor de expressão pTrcHisA dentro do quadro de leitura para a produção de uma cauda de histidinas na região amino-terminal da proteína de fusão. A construção obtida foi denominada pTricHis-xynB3 e após confirmação da identidade da mesma por sequenciamento de DNA foi inserida na cepa TOP10 de Escherichia coli e submetida a ensaios experimentais de expressão com diferentes temperaturas de crescimento, concentrações de IPTG e tempos de indução. A proteína recombinante foi super-expressa em corpos de inclusão, portanto, em uma forma não solúvel. Diferentes protocolos de indução e purificação foram empregados para obtenção da β-xilosidase III de C. crescentus pura, em forma nativa ou não nativa. Entretanto, nos ensaios de atividade enzimática, com diferentes substratos, foram obtidos níveis de atividade de β-xilosidase não detectáveis pelas ferramentas utilizadas. Esses resultados sugerem que a enzima não se mostrou ativa durante os ensaios, em função da formação de corpos de inclusão. Isso leva a crer que essa proteína pode apresentar efeito tóxico para E. coli quando expressa em níveis elevados. Assim, este trabalho contribui com dados adicionais a cerca do complexo xilanolítico da bactéria aquática C. crescentus.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana_ Graciano.pdf: 1359694 bytes, checksum: 9321745e3e0faea5a21d91af3579b01a (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / The optimization of xylanase production of a new Aspergillus fumigatus Fresen strain (OI-1RT) was obtained by statistical approaches. The Plackett-Burman Design evaluation showed that the following components of Czapeck medium were biologically significant: sodium nitrate, potassium phosphate, magnesium sulfate and corn straw. These factors were selected to implement the 24 Central Composite Rotational Delineation with the proposed model validation. The response surface plots have indicated a trend for increased xylanase activity with increasing concentrations of maize straw. An additional test was carried out with different concentrations of maize straw and the optimized xylanase activity was 530 U ml-1 in the presence of 6.5% (w / v) of residual biomass, which was 11 times higher than the one obtained only with the Plackett-Burman Planning (45.8 U mL-1). The thermostability of the enzyme was kept at 90% at 50 °C for 6 hours. Enzyma tic hydrolyses tests were performed to obtain reducing sugars from maize straw, hydrolyzed maize straw and beechwood xylan. This procedure has been performed for 96 hours with 2 U ml-1 for xylanase (crude extract) and resulted in net production of 3.89, 20.96 and 21.64 μmol mL-1 for reducing sugars, respectively. This indicated possible biotechnological applications to the crude extract with xylan-degrading enzymes (xylanase). / As xilanases são glicosídeo hidrolases (GHs) com diferentes propriedades físico-químicas e várias aplicações biotecnológicas, como na indústria têxtil, alimentícia e de papel e celulose. Xilanases podem ser utilizadas para a degradação de fontes de carbono renováveis, tais como os resíduos agroindustriais. Desta forma, é possível aproveitar a capacidade energética de compostos disponíveis em abundância e que poderiam ser descartados levando à poluição de solos e corpos hídricos. Atualmente, existe uma busca por estratégias que permitam a otimização de processos biotecnológicos para utilizar a capacidade energética presentes na biomassa para geração de produtos de valor agregado, como a produção de xilitol e do etanol celulósico. Ferramentas bioquímico-moleculares e planejamentos estatísticos de otimização de processos são exemplos de estratégias que visam melhorar o desempenho catalítico de enzimas. Neste contexto, este trabalho objetivou aproveitar resíduos agroindustriais para a indução de xilanases usando duas abordagens. Na primeira, foi realizada a clonagem e expressão do gene xynA1 (CCNA_02894) de Caulobacter crescentus em Escherichia coli com a obtenção de uma proteína recombinante fusionada a uma cauda de histidina carboxi-terminal (XynA1), que foi posteriormente purificada e caracterizada quanto a suas propriedades bioquímicas e cinéticas. Nesta análise, verificou-se que dentre as várias fontes de carbono testadas para indução da XynA1 em C. crescentus, os substratos palha de milho, palha de milho hidrolisada e o sabugo de milho foram os mais eficientes para induzir a atividade xilanásica. Além disso, a caracterização da XynA pura, obtida por cromatografia de afinidade em colunas préempacotadas de níquel-sepharose de elevado desempenho, mostrou que a XynA1 possui atividade enzimática e atividade específica de 18,26 U mL-1 e 2,22 e U mg-1usando xilano de beechwood como substrato na reação. A atividade de XynA1 foi inibida por EDTA e íons metálicos tais como Cu 2+ e Mg 2+. Em contraste, ß-mercaptoetanol, ditiotreitol (DTT), e Ca2+ induziram a atividade da enzima recombinante. Os dados cinéticos para XynA1 revelaram valores de KM e Vmáx de 3,77 mg mL-1 e 10,2 μM min-1, respectivamente. Finalmente, a enzima apresentou um pH ótimo igual a 6 e temperatura ótima de 50 °C. Além disso, 80% da atividade de XynA1 foi mantida a 50 °C por 4 hor as de incubação. Isso sugere estabilidade térmica para aplicação em processos biotecnológicos. Na segunda etapa do trabalho, foi realizada a otimização da produção xilanásica por um novo isolado vii termotolerante de Aspergillus fumigatus Fresen. (OI-1R-T), obtido de bioma de Mata Atlântica, usando metodologias estatísticas de delineamento experimental como Planejamento Plackett-Burman (Plackett-Burman Design-PBD) e Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Verificou-se, nesses ensaios, uma atividade xilanásica de 530 U mL-1 na presença de 6,5% de palha de milho no meio de cultivo otimizado. Ensaios de hidrólises enzimáticas da palha de milho, palha de milho hidrolisada e do xilano de beechwood foram realizados durante 96 horas com 2 U mL-1 de atividade xilanásica do extrato bruto otimizado no mesmo resíduo, resultando em uma produção líquida de 3,89, 20,96 e 21,64 μmol mL-1 de açúcares redutores, respectivamente. Assim, sugere-se que a enzima fúngica, mesmo em extrato bruto, também poderia ser aplicada em processos biotecnológicos diversos.

Made available in DSpace on 2017-07-10T13:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MULTIFUNCIONAcrescentus.pdf: 2433174 bytes, checksum: e25ac7003e428ac0baf41c43a48f0e42 (MD5) Previous issue date: 2014-12-04 / The genetic manipulation of microorganisms has provided great advances in the production of enzymes involved in the bioconversion of biomass to fuels and chemicals. The main component of hemicellulose that compose the plant biomass is xylan, and its degradation dependent on the synergistic action of several enzymes, including xylanases and β-xylosidases stand as the major. The analysis of the genome of Caulobacter crescentus showed that this bacterium has at least eight genes encoding enzymes involved in the degradation of xylan, three coding for endo-xylanases and five β-xylosidases. In the present report, the enzymatic characterization of a C. crescentus β-glucosidase/β-xylosidase V was performed. For this purpose the xynB5 gene (CCNA 03149) was cloned into pJET1.2 /blunt and subcloned into the expression vector pTricHisA for producing a recombinant protein fused to an amino-terminal His-tag. The recombinant enzyme was induced with IPTG in E. coli (TOP10 strain) and the protein was purified using pre-packaged nickel-sepharose column. The characterization of the pure enzyme showed an optimum pH of 6 for both enzyme activity and a temperature optimum of 50 ° C to β-glucosidase and 60 ° C to β-xylosidase in the presence of NPG and NPX substrates, respectively, while also there has been a small activity in the presence of NPA. The multifunctional protein had its predominant enzyme activity to β-glucosidase (7.6 U ml-1) and a secundary β-xylosidase activity (4.3 U ml-1). In addition to greater specificity for NPG (Km = 0.24  0.008 mM) compared to that obtained for NPX (Km = 0.64  0.032 mM) although the Vmáx for both substrates was not statistically significant difference in optimal conditions of each enzyme (NPG = 0.041  0.001 M min-1 and NPX = 0.055  0.002 M min-1). In fact, data to enzymatic characterization corroborated the suggested in genomic annotation to C. crescentus. These multifunctional characteristics of the protein are important for biotechnological applications like the future reuse of agroindustrial residues / A manipulação genética de microrganismos tem propiciado grandes avanços para a produção de enzimas que possam auxiliar na bioconversão da biomassa vegetal a combustíveis e químicos. O principal componente da hemicelulose que compõem a biomassa vegetal é o xilano, e sua degradação depende da ação sinérgica de várias enzimas, das quais Xilanases e β-Xilosidases destacam-se como as principais. A análise do genoma de Caulobacter crescentus revelou que esta bactéria apresenta pelo menos oito genes envolvidos com a degradação do xilano, três deles codificam para endo-Xilanases, e cinco codificam para β-Xilosidases. O presente trabalho objetivou a caracterização enzimática de uma destas enzimas, a β-Glicosidase/β-Xilosidase de C. crescentus. Para isto o gene xynB5 (CCNA 03149) foi clonado em pJET1.2/blunt e subclonado no vetor de expressão pTricHisA para a produção de uma proteína recombinante fusionada a uma cauda de histidinas amino-terminal. A enzima recombinante foi induzida com IPTG na cepa TOP10 de E. coli e a proteína foi purificada com o auxílio de colunas pré-empacotadas de níquel-sepharose. A caracterização da enzima pura mostrou um pH ótimo igual a 6 para ambas as atividades enzimáticas e uma temperatura ótima de 50 C para -Glicosidase e 60 C para -Xilosidase, na presença dos substratos NPG e NPX, respectivamente, embora também tenha ocorrido uma pequena atividade na presença de NPA. A proteína multifuncional teve sua atividade enzimática preponderante para -Glicosidase (7,6 U mL-1) em relação a atividade de -Xilosidase (4,3 U mL-1). Além de maior especificidade para NPG (Km = 0,24  0,008 mM) em relação à obtida para NPX (Km = 0,64  0,032 mM) embora a Vmáx para ambos substratos não tenham apresentado diferença significativa nas condições ótimas de cada enzima (NPG = 0,041  0,001 M min-1 e NPX = 0,055  0,002 M min-1). Os dados de caracterização confirmaram os sugeridos na anotação genômica para C. crescentus. Estas características multifuncionais da proteína são importantes para futuras aplicações biotecnológicas como o reaproveitamento dos resíduos agroindustriais.

O trabalho conjuga dois temas emergentes no agribusiness: rastreabilidade de alimentos e uso da Tecnologia da Informação (TI) em Sistemas Agroindustriais (SAGs). Analisa a pertinência e aplicabilidade da rastreabilidade em cadeias de alimentos e o impacto nas suas estruturas de coordenação, especialmente quando a TI é usada como suporte. Enfatiza a perspectiva econômico-organizacional da informação e da TI, à luz da Economia dos Custos de Transação (ECT), combinado com análise descritiva de experiências de rastreabilidade com grãos de Identidade Preservada (IP) nos EUA e carne bovina no RU, no período de 1995 a 2000. O trabalho está baseado em pesquisa bibliográfica, material disponível na Internet, entrevistas e troca de e-mails com pessoas-chave de empresas de alimentos, organizações certificadoras de alimentos, pesquisadores e empresas detentoras de soluções em TI direcionadas à rastreabilidade. Guiado pelo pressuposto teórico de que a TI diminui os custos de transação, provocando alterações nas aplicações comerciais e nas transações intersegmentos, a ponto de afetar a estrutura das organizações e dos termos da competição, a tese é modelada para traçar o conceito de rastreabilidade aplicada a alimentos até seu uso no comércio eletrônico. Sua originalidade está ligada principalmente a esta construção teórica. Da interação das informações colhidas, o trabalho apresenta alguns resultados inovadores em termos conceituais. Sendo um dos requisitos de padrão de qualidade, o conceito de rastreabilidade é definido em dimensão sistêmica, relacionado com outros elementos usados na identificação de produtos, tais como marcas, rotulagem e certificação. Além de expandir o conceito de rastreabilidade para produtos e para transações em comércio eletrônico, uma tipologia de rastreabilidade aplicada aos SAGs também é sugerida. A eficácia da rastreabilidade nos SAGs depende de coordenação minimizadora de custos, principalmente em termos de especificidades da informação, restrita a uso e/ou aquisição em períodos específicos de tempo e por pessoas específicas. SAGs mais agressivos estão se apoiando em TI para buscar eficiência. Mas enquanto a rastreabilidade em alimentos está relacionada a padrões diferenciados voltados para a qualidade, a rastreabilidade de alimentos com suporte de TI depende de padrões abertos e compatíveis para integrar dados, software, hardware e recursos de telecomunicações de diferentes empresas. Embora as experiências de rastreabilidade com suporte de TI ainda sejam muito recentes, o estudo revela compatibilidade entre a teoria com a prática. À medida que o sistema de rastreabilidade de carne bovina vai se consolidando no RU, diminuindo as assimetrias de informação, o leilão tradicional continua sendo uma forma importante de venda do gado, inclusive para grandes redes varejistas. A descrição do programa de grãos IP liderado pela DuPont nos EUA também valida o referencial teórico escolhido e mostra as grandes transformações estruturais em curso, catalisadas pelas inovações acasaladas entre a Biotecnologia e a TI. É também uma referência para entender as condições lentas de adaptação do SAG da soja no Brasil em relação às atuais oportunidades e desafios do mercado. / This thesis joins together two emerging topics in agribusiness: food traceability and use of Information Technology (IT) in Agri-industrial Systems (SAGs). It analyzes both the relevance and applicability that traceability has on food supply chains and the impact it has on the coordination structures, specially when it relies on IT as a supporting tool. It emphasizes the economic and organizational perspective of information and IT, according to Transaction Cost Economics (TCE),. The study is first and foremost of a theoretical nature, combined with descriptive analyses of traceability practice on Identity Preserved (IP) grain in the US and on beef in the UK, between 1995 and 2000. The study is based on bibliographical research, Internet sources, interviews and exchange of emails with key people in food companies, food certifying bodies as well as researchers and companies holding traceability-oriented IT solutions. Following the postulate that IT reduces transaction costs, causing commercial applications and inter-segment transactions to change to the extent that it affects the structure of organizations and the terms of competition, this thesis has been shaped to outline the concept of traceability applied to food through to its use in electronic commerce. Hence the originality of the study, which is particularly connected to this theoretical construction. The outcome of the study has some innovative features in conceptual terms, resulting from the interaction of the information gathered. Regarded as one of the requisites for quality standards, the concept of traceability is defined within a systemic dimension while associated with other elements that are used in the identification of products, such as brandname, labeling and certification. A typology of traceability applied to SAGs is also suggested, besides the attempt to unfold the concept of traceability to products and to electronic commerce transactions. The efficiency of traceability in SAGs is dependent on cost-minimizing coordination, specially on information specificity that is restricted to use and/or acquisition during specific time periods or by specific individuals. More aggressive SAGs have relied on IT for efficiency. But while food traceability is related to differentiating standards that ultimately aim at quality, IT-supported food traceability is dependent on open and compatible standards for integration of data, software, hardware and a variety of telecommunications resources from one company to another. Although the practice of IT-supported traceability is yet very recent, this study reveals compatibility between theory and practice. As the beef traceability system in the UK gets stronger, thus minimizing information asymmetry, traditional auctioning continues to be an important method of selling cattle, including to leading chain retailers. The description of the IP grain program led by DuPont in the US also validates the chosen theoretical reference and shows vast ongoing structural transformations, with the match between Biotecnology and IT acting as a catalyst. It serves also as a reference for understanding the slow adjusting process of the soybean SAG in Brazil when current market opportunities and challenges are taken into account.