The Legal regime of Antarctica, primarily the protection of its environment and the position of the Czech Republic The purpose of my thesis is to analyse a legal regime of Antarctica, with regards to protection of its environment and position of the Czech Republic. The thesis is divided into four chapters. Chapter One contains basic introduction of the Antarctic Continent, its geography and history. Chapter Two investigates legal regime constituted in Antarctica by the Antarctic Treaty and other international documents, known as the Antarctic Treaty System. This chapter consists of six parts, each concentrating on special subject. Part one examines the path of development the Antarctic treaty, part two deals with treaty itself, part three looks at dispute settlement, part four focuses on liability in this international space, part five addresses the issue of inspections held in Antarctica. Part six describes structure and organisation of the Antarctic Treaty System, Antartic Treaty Consultative Meetings, its legal documents and Secretariat of the Antarctic Treaty. Chapter Three concentrates on the problem of protection of antarctic environment. Firts part of this chapter focuses on protection of living resources, guaranteed by the Convention for the Conservation of Antarctic Seals and the...

In order to understand how and why the white continent ended up being reserved for peaceful use, scientific investigation and international cooperation, this thesis analyses the history of Antarctic international relations between the 6th International Geographical Congress and the signature of the Antarctic Treaty. Following Giddens\' Theory of Structuration, Adler & Pouliot´s communities of practice perspective and Haas and Adler´s epistemic community concept, the following research proposes a multi-level and multi-dimensional framework aimed to overcome the limitations of the usual interpretations of the origins of the Antarctic regime. Making use of archival material from Argentina, Australia, Chile, the United Kingdom and the United States of America, this research emphasizes the role that science played in the international relations related to Antarctica along with political, economic and ideational aspects. Through the following pages I show how the initial impetus for Antarctic exploration originated rather in a sincere scientific desire, than in any geopolitical interest in the Southern regions. The latter would only develop once the economic interest was fostered by the emergence of Antarctic whaling, which would install a logic of territorial competition. Eventually, the instrumentalisation of science by the political interest would both limit the freedom of manoeuvre of scientists and scientific institutions but also allowed them to develop a more intensive Antarctic programme and influence the political decision-making process. It would be eventually the scientific community, through the promotion of international cooperation during the International Geophysical Year, who would enable to search a viable political formula to settle the Antarctic question. However, only when favourable circumstances were combined with the presence of a constituted international epistemic Antarctic community, the structured values attached to the Antarctic activity could be crystallized in principles incorporated in an international agreement for Antarctica. At last, the role of science and the values attached to its practice were recognized in the Antarctic Treaty, while at the same time the exclusivity of the political sphere on Antarctic questions was demanded by the nation-state governments, relegating scientists and scientific institutions to their fields of expertise and guaranteeing the conditions through which their practice could be satisfied. Considering that, the Antarctic regime appears as a crystallization of a complex and extensive sociological process in which science played a key role and, the same time, acknowledged the position of the state as the prominent political actor in Antarctica. / Esta tese procura entender como e por que o continente branco acabou sendo preservado para uso pacífico, investigação científica e cooperação internacional, analisando a história das relações internacionais antárticas entre o 6º Congresso Geográfico Internacional e a assinatura do Tratado Antártico. Seguindo a Teoria da Estruturação de Giddens, a perspectiva das comunidades de práticas de Adler e Pouliot e o conceito de comunidade epistêmica de Haas e Adler, a pesquisa propõe um marco analítico multinível e multidimensional destinado a superar as limitações das interpretações usuais das origens do regime antártico. Fazendo uso de material de arquivo da Argentina, Austrália, Chile, Estados Unidos e Reino Unido, a pesquisa enfatiza o papel que a ciência desempenhou nas relações internacionais referentes à Antártida juntamente com os outros fatores envolvidos, tais como o político, econômico e ideacional. Nas páginas a seguir, analiso como o ímpeto inicial para a exploração antártica originou-se de um desejo científico sincero, mais do que qualquer interesse geopolítico na Antártida. Este último só se desenvolveria uma vez que o interesse econômico fosse estimulado pelo surgimento da indústria baleeira na Antártida, que resultou na instalação de uma lógica de competição territorial. No final, a instrumentalização da ciência pelo interesse político limitou a liberdade de manobra dos cientistas e instituições científicas, mas também permitiu que desenvolvessem um programa antártico mais intensivo e influenciassem o processo de decisão política. A comunidade científica, através da promoção da cooperação internacional do Ano Geofísico Internacional, permitiu a busca de uma fórmula política viável para resolver a questão antártica. Entretanto, somente quando circunstâncias favoráveis foram combinadas com uma comunidade epistêmica internacional antártica constituída, os valores estruturados ligados à atividade antártica se cristalizaram em princípios incorporados em um acordo internacional para a Antártida. O Tratado da Antártida reconheceu eficientemente o papel da ciência e os valores ligados à sua prática, ao mesmo tempo em que reivindicou a exclusividade da esfera política na questão antártica para os governos dos Estados nacionais, relegando cientistas e instituições científicas a seus campos de atuação especializados e garantindo as condições através das quais a sua prática poderia ser alcançada. A partir dessa perspectiva, o regime antártico aparece como a solidificação de um processo sociológico complexo e extenso no qual a ciência desempenhou um papel fundamental - mesmo quando não foi exclusivo - e, ao mesmo tempo, aceitou a posição do Estado como ator político proeminente na Antártica.

A distribuição, composição e alguns aspectos da variação temporal de grande escala da macrofauna bentônica da zona costeira rasa da baía do Almirantado já são conhecidos. O presente trabalho investigou a variação temporal de pequena escala da macrofauna, com ênfase nos Polychaeta, aos 20 metros de profundidade na enseada Martel. Foram feitas amostragens de sedimento, com um pegador de fundo tipo van Veen, em um mesmo ponto durante 35 dias, em intervalos aproximados de uma semana. Foram verificadas variações significativas na densidade de alguns grupos taxonômicos (Amphipoda e Polychaeta) e na composição granulométrica sedimentar. Bivalvia, Amphipoda, Cumacea e Oligochaeta, que vivem nas primeiras camadas do sedimento, constituíram um grupo sensível ao impacto causado por intensas tempestades. As espécies dominantes de Polychaeta (87% do total) foram Rhodine intermedia, Ophelina syringopige, O. gymnopyge, Apistobranchus glacierae e Tharyx cf. cincinnatus. Somente a densidade de O. gymnopyge apresentou variação significativa, o que não ocorreu com os descritores ecológicos do grupo. Estes resultados colaboram para o INCT-APA, fornecendo informações importantes para a interpretação dos dados obtidos no atual programa de monitoramento desenvolvido na baía do Almirantado. Este estudo integra o projeto do Ano Polar Internacional \"MABIREH\" e contribuirá para bases de dados \"SCAR-MarBin\" e \"ABBED\". / The distribution, composition and some aspects of long-term temporal variation of macrofauna from shallow waters of Admiralty Bay are reasonably well know. The present study aimed to investigate the short-term variation of macrofauna, with emphasis on Polychaeta, in Martel Inlet. Sediment was sampled, at 20 m depth, with a van Veen grab for approximately 35 days, almost every week. During the study period, significant variations were verified on the density of some taxa (Amphipoda and Polychaeta), as well as on the sediment composition. Bivalvia, Amphipoda, Cumacea and Oligochaeta at the first sediment layers were more susceptible to the impact of the severe storms. The dominant species of Polychaeta were Rhodine intermedia, Ophelina syringopyge, O. gymnopyge, Apistobranchus glacierae and Tharyx cf. cincinnatus, counting for 87% of the total group. The density of Ophelina gymnopyge presented a significant short-term variation, however, ecological descriptors for Polychaeta assemblages did not vary at the same way. These results collaborate to the INCT-APA, by providing important information to interpret the acquired data about the environmental monitoring program developed in Admiralty Bay. This study is part of the International Polar Year project \"MABIREH\" and will integrate \"SCAR-MarBin\" and \"ABBED\" data bases.

As concentrações de HPAs foram analisadas em invertebrados (Laternula elliptica, Nacella concinna, Yoldia eightsi, Glyptonotus antarcticus, Serolis polita, Euphausia superba, Bovalia gigantea, Sterechinus neumayeri, Odontaster validus e Ophionotus victoriae), peixes (Notothenia rossii), e aves (Pygoscelis Adélia, P. papua, P. antarcticus, Macronectes giganteus, Catharacta sp. e Larus dominicanus) da Baía do Almirantado. As análises de HPAs foram realizadas através de GC/MS. A ocorrência de HPAs nas amostras indicou a biodisponibilidade destes compostos para os organismos da região. As concentrações de HPAs totais para os invertebrados (3,09-174,4 ng g -1 pu) foram maiores que em peixes (0,97-58,9 ng g -1 pu) e menores que em aves (60,1-6861,0 ng g-1 pu), porém apresentaram similaridade entre si. As aves voadoras adultas apresentaram maiores concentrações que os pinguins. Compostos leves e alquilados predominaram em quase todas as amostras, principalmente os alquilnaftalenos. A principal fonte de HPAs para os organismos foi o DFA utilizado na EACF. Espécies predadoras/necrófagas apresentaram HPAs individuais diferentes das espécies suspensívoras/depositívoras. Não ocorreu relação entre o aumento da concentração de HPAs e o aumento do nível trófico dos grupos, e a absorção de HPAs pelas espécies sofreu a influência de fatores como metabolismo, fisiologia, hábito alimentar e teor de lipídio das espécies analisadas. / The concentrations of PAHs had been analyzed in invertebrates (Laternula elliptica, Nacella concinna, Yoldia eightsi, Glyptonotus antarcticus, Serolis polita, Euphausia superba, Bovalia gigantea, Sterechinus neumayeri, Odontaster validus and Ophionotus victoriae), fish (Notothenia rossii) and birds (Pygoscelis adélia, P. papua, P. antarcticus, Macronectes giganteus, Catharacta sp. and Larus dominicanus) Admiralty Bay. The analyses of HPAs had been carried through GC/MS. The occurrence of PAHs in the samples indicated the bioavailability of these compounds for the organisms of the region. The concentration of total PAHs for the invertebrates (3,09 to 174,4 ng g-1 pu) were higher than fish (0,97 to 58,9 ng g-1 pu) and lower than in birds (60,1- 6861,0 ng g-1 pu) however, they had presented similarity between themselves. The adult flying birds had presented higher concentrations than penguins. Light and alkylated compounds had predominated in almost all samples, mainly the alkylnaphthalenes. The main source of PAHs for the organism was the DFA used in the EACF. Predators/necrophagous species had presented different individual PAHs from the feeder/deposit species. There was no relation between the increase of concentrations of PAHs and the increase of the trophic level of the groups, and the absorption of PAHs for the species had the influence of factors such as metabolism, physiology, alimentary habits and lipid content of the analyzed species.

Os radionuclídeos naturais das séries radioativas do 238U, 235U e 232Th são frequentemente utilizados como traçadores em estudos ambientais para a compreensão da dinâmica que ocorre no ambiente marinho e terrestre, como por exemplo, em pesquisas de processos oceânicos e gerenciamento da região costeira. No ambiente marinho, estes radionuclídeos podem ser empregados para estimar fluxos biogeoquímicos de partículas e de nutrientes que ocorrem tanto na coluna dágua, quanto nos sedimentos. Várias pesquisas aplicam a distribuição e o respectivo desequilíbrio dos radionuclídeos naturais no meio ambiente, inclusive em modelos geocronológicos para se obter informações históricas em testemunhos sedimentares. Nesse estudo, realizou-se a caracterização radioquímica das distribuições de 226Ra, 228Ra e 210Pb de uma coluna sedimentar denominada 1B (248 cm de comprimento), coletada na Baía do Almirantado, Antártica. A metodologia utilizada incluiu a lixiviação ácida de amostras de sedimentos, seguida de separação radioquímica sequencial de 226Ra e de 228Ra pela co-precipitação com Ba(Ra)SO4 e de 210Pb pela co-precipitação com PbCrO4. Todas as medidas foram realizadas pela contagem alfa e beta total dos precipitados obtidos, em um detector proporcional de fluxo gasoso de baixa radiação de fundo. As concentrações de atividade de 226Ra e 210Pb foram empregadas para se estimar a atividade de 210Pbnão-suportado presentes no perfil sedimentar 1B. Considerando-se as concentrações de atividade de 210Pbnão-suportado obtidas e a aplicação do modelo CIC(Constant Initial Concentration), foi possível determinar a taxa de sedimentação de 0,59±0,05 cm/ ano. / The natural radionuclides from radioactive series of 238U, 235U and 232Th have been applied as tracers in environmental studies for understanding the dynamics that occur in both marine and terrestrial environment, as for example, in research of oceanic processes and management of the coastal region. In the marine environment, these radionuclides can be used to estimate biogeochemical fluxes of marine particles and nutrients that occur in the water column as well as in the sediment. Several research works applied the distribution and the respective disequilibrium degree of natural radionuclides in the environment, including geochronological models for obtaining historical information on samples of certain sediment profile. In this study we performed a radiochemical characterization of the distribution of 226Ra, 228Ra and 210Pb from a sedimentary column called 1B (248 cm long) collected in the Admiralty Bay, Antarctic Peninsula region. The methodology used included the acid leaching of sediment samples followed by the radiochemical sequential separation of 226Ra and 228Ra by co-precipitation with Ba(Ra)SO4 and 210Pb by co-precipitation with PbCrO4. All measurements were carried out by counting of gross alpha and gross beta measures in a low background gas flow proportional detector. The activity concentrations of 226Ra and 210Pb were used to estimate the unsupported 210Pb activities present in sediment profile 1 B. Based on unsupported 210Pb data and the application of the CIC model (Constant Initial Concentration), it was possible to determine the sedimentation rate of 0.59 ± 0.05 cm /year.

Apesar da pequena influência antrópica direta em seu território, a Antártida não pode ser considerada livre do alcance de poluentes. No presente estudo, avaliou-se a distribuição e transferência de poluentes orgânicos (PCBs, pesticidas organoclorados e PBDEs) em compartimentos abióticos (neve e água de degelo) e bióticos (liquens, musgos, invertebrados, peixes, ovos de aves e tecidos de aves e pinípedes, para os quais também foi aplicada análise isotópica de nitrogênio-15 e carbono-13) do ecossistema da Baía do Almirantado. Os compartimentos abióticos tiveram concentrações entre 1,4 e 156 pg L-1, apenas para grupos de organoclorados, com variação intra-sazonal importante e compatibilidade com níveis tróficos inferiores e amostras de vegetação, que por sua vez refletiram a importância de fontes secundárias de poluentes. Nos animais, grosso modo, os compostos prevalecentes (em ng g-1 peso úmido) foram PCBs, (6,82-1821), HCB (0,060-136) e DDTs, (0,410-524), níveis de duas a três ordens de grandeza superiores aos encontrados em vegetação. PBDEs ocorreram, de modo geral, em níveis uma ou duas ordens de grandeza abaixo dos organoclorados. A análise isotópica mostrou-se útil como ferramenta indicadora de nível trófico e origem de matéria orgânica consumida, correlacionando-se quantitativa e qualitativamente com os poluentes orgânicos pela indicação de fatores como stress nutricional e mudança de área de forrageio e/ou de dieta. Como alternativa, foi proposto um novo indicador de biomagnificação baseado no peso molecular dos PCBs, que apresentou resultados estatisticamente superiores ao ?15N na maioria dos casos. / Despite the small antropic direct influence on its territory, Antarctica cannot be considered out of pollutants\' reach. The present study evaluated the distribution and transfer of organic pollutants (PCBs, organochlorine pesticides and PBDEs) in both abiotic (snow and melting water) and biotic (lichens, mosses, invertebrates, fishes, bird eggs and bird and pinnipeds\' tissues, for which was also applied carbon-13 and nitrogen-15 stable isotopes analyses) compartments of the ecosystem from Admiralty Bay. Abiotic compartments showed concentrations between 1,4 and 156 pg L-1, only for organochlorine groups, with considerable intraseasonal variation and compatibility with lower trophic levels and vegetation samples, which in turn reflected the importance of secondary pollutants sources. In animal samples, grosso modo, the prevailing compounds were (in ng g-1 wet weight) PCBs (6,82-1821), HCB (0,060-136) and DDTs, (0,410-524), levels from two to three orders of magnitude superior to the ones found in vegetations. PBDEs occurred, in a general way, in levels from one to two orders of magnitude lower than the organochlorines. Stable isotope analyses proved useful as an indicator tool for trophic level and consumed organic matter, correlating itself in a qualitative and quantitative way with the organic pollutants by indication of factors as nutritional strees and variation in foraging areas and/or diet. As an alternative, a new biomagnifications indicator based on PCBs molecular weight was proposed, showing results statistically superior to the ?15N in the majority of the cases.

Microrganismos oriundos de ecossistemas restritivos como o continente Antártico têm despertado grande interesse científico, visto que pesquisas podem resultar em produtos de grande interesse comercial. Visando o melhor aproveitamento da fração hemicelulósica de biomassas vegetais para obtenção de bioprodutos, junto ao potencial biotecnológico das leveduras da Antártica, a presente pesquisa avaliou a tolerância destas ao hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana em função de sua concentração, bem como em meio semi-definido. A avaliação das leveduras Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95), Candida davisiana (L101 e 107) e Guehomyces pullulans (L109) foi feita a partir do consumo de xilose, glicose, arabinose, ácido acético, compostos fenólicos totais, produção de xilitol, células e pigmentos. Os cultivos foram realizados em Erlenmeyer de 125 mL, com 50 mL de meio a 200 RPM, a 30 °C por 48h. Considerando que a L109 demonstrou melhor desempenho quanto ao consumo de xilose e produção de xilitol do que as demais leveduras, a mesma foi utilizada para avaliar a influência da suplementação nutricional do hidrolisado sobre estes parâmetros utilizando delineamento composto central rotacional (DCCR). Todas as leveduras consumiram totalmente a glicose independente da concentração do hidrolisado, enquanto o consumo de xilose, arabinose, ácido acético e fenóis totais variaram de acordo com a concentração do hidrolisado e a levedura empregada, da mesma forma para produção de xilitol, células e pigmento. O planejamento realizado (DCCR) demonstrou que o consumo de xilose é favorecido na máxima concentração do extrato de farelo de arroz, e níveis intermediários de (NH4)2SO4, enquanto que a concentração de CaCl2 não foi significativa. Para o fator Yp/s de xilitol, baixos níveis de extrato de farelo de arroz e CaCl2 aumentaram este fator enquanto que o (NH4)2SO4 favoreceu em níveis intermediários. Conclui-se com estes resultados que as leveduras da Antártica são capazes de tolerar o hidrolisado, sendo capazes também de consumir os compostos tóxicos, ácido acético e fenólicos totais. / Microorganisms from restrictive ecosystems such as Antarctica have aroused great scientific interest, since research studies may result in high value-added products. Given the need for better utilization of the hemicellulose fraction of biomass to obtain bioproducts, coupled with great biotechnological potential of the Antarctic yeast. This research evaluated the tolerance of these yeasts related to the hemicellulosic hydrolyzate from sugarcane bagasse at different concentrations, as well as in a semi-defined medium. Performance evaluation of the yeasts was based on consumption of xylose, glucose, arabinose, acetic acid, phenolics compounds, production of xylitol, cells and pigments. The following yeasts were employed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95), Candida davisiana (L101 and 107) and Guehomyces pullulans (L109). Cultures were cultivated in 125 mL Erlenmeyer flasks with a 50 mL medium at 200 RPM and 30 °C for 48h. Since the L109 showed a better performance in relation to the xylose consumption and xylitol production than the other yeasts when cultivated in hemicellulosic hydrolyzate diluted with 25% distilled water, the same was used to evaluate the influence of nutritional supplementation of the hemicelulosic hydrolyzate utilizing central composite rotational design (CCRD). All yeasts completely consumed glucose regardless of the hemicelulosic hydrolyzate concentration; while the consumption of xylose, arabinose, acetic acid and phenolics varied according to the concentration of hydrolyzate and yeast employed, the same was observed with xylitol production, cells and pigment. The design (CCRD), demonstrated that the xylose consumption was favored by maximum the concentration of the rice bran extract, and intermediate levels of (NH4)2SO4, whereas the concentration of CaCl2 was not significant. For the conversion into xylitol, low levels of rice bran extract and CaCl2 increased YP/S, while (NH4)2SO4 favored at intermediate levels. It was concluded that the Antarctic yeast tolerate the hydrolyzed, being also able to consume toxic compounds such as acetic acid and phenolic compounds.

Hidrolisados hemicelulósicos como o resultante do processamento do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção do etanol celulósico, constituem uma fonte rica em açúcares, em particular xilose. Considerando o potencial destes hidrolisados para utilização por micro-organismos fermentadores de pentoses e a disponibilidade de leveduras xilanolíticas isoladas da Antártica, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar o cultivo destas leveduras no hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar com vistas à obtenção de bioprodutos. Os experimentos foram realizados empregando-se 16 leveduras xilanolíticas isoladas de diferentes fontes. Inicialmente estas foram repicadas em ágar Sabouraud e cultivadas em diferentes temperaturas, selecionando-se para o cultivo em hidrolisado hemicelulósico aquelas que cresceram neste meio. Os cultivos no hidrolisado foram realizados em triplicata em frascos Erlenmeyer, a 200 rpm, a 30°C em duas etapas: O primeiro ocorreu por 72 h e as leveduras que cresceram neste período foram as empregadas para avaliação do cultivo no hidrolisado e também em meio semi-definido simulando a composição em açúcares deste hidrolisado por um período de 96h. Neste caso as avaliações ocorreram a cada 24h a partir da determinação da concentração de açúcares, formação de células, xilitol e etanol, pH, concentração dos tóxicos ácido acético, hidroximetilfurfural, furfural e fenólicos. O experimento controle foi empregado utilizando-se Candida guillermondii já bastante pesquisada nas fermentações que empregam hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Foi verificado que 6 das leveduras testadas foram capazes de assimilar os açúcares presentes no hidrolisado, sendo que apenas a Cryptococcus adeliensis (L95) apresentou capacidade de produzir etanol como produto deste metabolismo, enquanto as leveduras Cryptococcus aff laurentii (L62), Candida davisiana (L101 e L107) e Cryptococcus adeliensis (L108) apresentaram indícios de atividade xilanolítica. Com relação aos compostos tóxicos presentes no hidrolisado verificou-se que em alguns cultivos ocorreu decréscimo na concentração destes e a manutenção da viabiliadade celular ao final do cultivo. Considerando o caráter inovador da presente pesquisa faz-se necessário a continuidade da investigação a fim de se estabelecer as melhores condições de cultivo destas leveduras para fins de aproveitamento biotecnológico de hidrolisados hemicelulosicos, em função do desempenho destas em relação à C. guilliermondii. / Hemicellulose hydrolysates, as the result of sugarcane bagasse processing for obtaining cellulosic ethanol, are a rich source of sugars, especially xylose. Considering the potential of these hydrolysates for the use by pentoses fermenting micro-organisms and the availability of xylanolytic yeasts isolated from Antarctica, this research aims to evaluate the cultivation of these yeasts in hemicellulose hydrolysate of sugarcane bagasse in order to obtain bioproducts. The experiments were performed by employing 16 xylanolytic yeasts isolated from different sources. Initially, they were transferred in Sabouraud agar and grown at different temperatures, and those that grew in this medium were selected for cultivation in hemicellulose hydrolysate. The cultures in the hydrolysate were performed in triplicate in Erlenmeyer flasks at 200 rpm at 30 ° C in two stages: The first one occurred for 72 h and the yeasts that grew in this period were used for the evaluation of growth in the hydrolysate and also in semi-defined medium simulating the sugar composition of this hydrolysate for 96h. In this case, the evaluations occurred every 24 hours from the determination of sugars concentration, formation of cell, xylitol and ethanol, pH, concentration of the toxics acetic acid, hydroxymethylfurfural, furfural and phenols. A control experiment was employed using Candida guillermondii which has been well investigated in fermentations employing sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate. It was verified that 6 of the tested yeasts were able to assimilate the sugars present in the hydrolysate, and only Cryptococcus adeliensis (L95) showed ability to produce ethanol as a product of this metabolism, while the yeasts Cryptococcus aff laurentii (L62), Candida davisiana (L101 and L107) and Cryptococcus adeliensis (L108) showed evidences of xylanolytic activity. With respect to toxic compounds present in hydrolysate, it was verified that, in some cultures, the decrease in their concentration and the maintenance of cell viability at the end of cultivation occurred. Due to the innovative nature of this research, it is necessary to continue the investigation in order to establish the best conditions for this yeasts cultivation with the purpose of biotechnological exploitation of hemicellulose hydrolysates, depending on their performance regarding C. guilliermondii.

Microrganismos oriundos de ecossistemas restritivos como o continente Antártico têm despertado grande interesse científico, visto que pesquisas podem resultar em produtos de grande interesse comercial. Visando o melhor aproveitamento da fração hemicelulósica de biomassas vegetais para obtenção de bioprodutos, junto ao potencial biotecnológico das leveduras da Antártica, a presente pesquisa avaliou a tolerância destas ao hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana em função de sua concentração, bem como em meio semi-definido. A avaliação das leveduras Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95), Candida davisiana (L101 e 107) e Guehomyces pullulans (L109) foi feita a partir do consumo de xilose, glicose, arabinose, ácido acético, compostos fenólicos totais, produção de xilitol, células e pigmentos. Os cultivos foram realizados em Erlenmeyer de 125 mL, com 50 mL de meio a 200 RPM, a 30 °C por 48h. Considerando que a L109 demonstrou melhor desempenho quanto ao consumo de xilose e produção de xilitol do que as demais leveduras, a mesma foi utilizada para avaliar a influência da suplementação nutricional do hidrolisado sobre estes parâmetros utilizando delineamento composto central rotacional (DCCR). Todas as leveduras consumiram totalmente a glicose independente da concentração do hidrolisado, enquanto o consumo de xilose, arabinose, ácido acético e fenóis totais variaram de acordo com a concentração do hidrolisado e a levedura empregada, da mesma forma para produção de xilitol, células e pigmento. O planejamento realizado (DCCR) demonstrou que o consumo de xilose é favorecido na máxima concentração do extrato de farelo de arroz, e níveis intermediários de (NH4)2SO4, enquanto que a concentração de CaCl2 não foi significativa. Para o fator Yp/s de xilitol, baixos níveis de extrato de farelo de arroz e CaCl2 aumentaram este fator enquanto que o (NH4)2SO4 favoreceu em níveis intermediários. Conclui-se com estes resultados que as leveduras da Antártica são capazes de tolerar o hidrolisado, sendo capazes também de consumir os compostos tóxicos, ácido acético e fenólicos totais. / Microorganisms from restrictive ecosystems such as Antarctica have aroused great scientific interest, since research studies may result in high value-added products. Given the need for better utilization of the hemicellulose fraction of biomass to obtain bioproducts, coupled with great biotechnological potential of the Antarctic yeast. This research evaluated the tolerance of these yeasts related to the hemicellulosic hydrolyzate from sugarcane bagasse at different concentrations, as well as in a semi-defined medium. Performance evaluation of the yeasts was based on consumption of xylose, glucose, arabinose, acetic acid, phenolics compounds, production of xylitol, cells and pigments. The following yeasts were employed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95), Candida davisiana (L101 and 107) and Guehomyces pullulans (L109). Cultures were cultivated in 125 mL Erlenmeyer flasks with a 50 mL medium at 200 RPM and 30 °C for 48h. Since the L109 showed a better performance in relation to the xylose consumption and xylitol production than the other yeasts when cultivated in hemicellulosic hydrolyzate diluted with 25% distilled water, the same was used to evaluate the influence of nutritional supplementation of the hemicelulosic hydrolyzate utilizing central composite rotational design (CCRD). All yeasts completely consumed glucose regardless of the hemicelulosic hydrolyzate concentration; while the consumption of xylose, arabinose, acetic acid and phenolics varied according to the concentration of hydrolyzate and yeast employed, the same was observed with xylitol production, cells and pigment. The design (CCRD), demonstrated that the xylose consumption was favored by maximum the concentration of the rice bran extract, and intermediate levels of (NH4)2SO4, whereas the concentration of CaCl2 was not significant. For the conversion into xylitol, low levels of rice bran extract and CaCl2 increased YP/S, while (NH4)2SO4 favored at intermediate levels. It was concluded that the Antarctic yeast tolerate the hydrolyzed, being also able to consume toxic compounds such as acetic acid and phenolic compounds.

Hidrolisados hemicelulósicos como o resultante do processamento do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção do etanol celulósico, constituem uma fonte rica em açúcares, em particular xilose. Considerando o potencial destes hidrolisados para utilização por micro-organismos fermentadores de pentoses e a disponibilidade de leveduras xilanolíticas isoladas da Antártica, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar o cultivo destas leveduras no hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar com vistas à obtenção de bioprodutos. Os experimentos foram realizados empregando-se 16 leveduras xilanolíticas isoladas de diferentes fontes. Inicialmente estas foram repicadas em ágar Sabouraud e cultivadas em diferentes temperaturas, selecionando-se para o cultivo em hidrolisado hemicelulósico aquelas que cresceram neste meio. Os cultivos no hidrolisado foram realizados em triplicata em frascos Erlenmeyer, a 200 rpm, a 30°C em duas etapas: O primeiro ocorreu por 72 h e as leveduras que cresceram neste período foram as empregadas para avaliação do cultivo no hidrolisado e também em meio semi-definido simulando a composição em açúcares deste hidrolisado por um período de 96h. Neste caso as avaliações ocorreram a cada 24h a partir da determinação da concentração de açúcares, formação de células, xilitol e etanol, pH, concentração dos tóxicos ácido acético, hidroximetilfurfural, furfural e fenólicos. O experimento controle foi empregado utilizando-se Candida guillermondii já bastante pesquisada nas fermentações que empregam hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Foi verificado que 6 das leveduras testadas foram capazes de assimilar os açúcares presentes no hidrolisado, sendo que apenas a Cryptococcus adeliensis (L95) apresentou capacidade de produzir etanol como produto deste metabolismo, enquanto as leveduras Cryptococcus aff laurentii (L62), Candida davisiana (L101 e L107) e Cryptococcus adeliensis (L108) apresentaram indícios de atividade xilanolítica. Com relação aos compostos tóxicos presentes no hidrolisado verificou-se que em alguns cultivos ocorreu decréscimo na concentração destes e a manutenção da viabiliadade celular ao final do cultivo. Considerando o caráter inovador da presente pesquisa faz-se necessário a continuidade da investigação a fim de se estabelecer as melhores condições de cultivo destas leveduras para fins de aproveitamento biotecnológico de hidrolisados hemicelulosicos, em função do desempenho destas em relação à C. guilliermondii. / Hemicellulose hydrolysates, as the result of sugarcane bagasse processing for obtaining cellulosic ethanol, are a rich source of sugars, especially xylose. Considering the potential of these hydrolysates for the use by pentoses fermenting micro-organisms and the availability of xylanolytic yeasts isolated from Antarctica, this research aims to evaluate the cultivation of these yeasts in hemicellulose hydrolysate of sugarcane bagasse in order to obtain bioproducts. The experiments were performed by employing 16 xylanolytic yeasts isolated from different sources. Initially, they were transferred in Sabouraud agar and grown at different temperatures, and those that grew in this medium were selected for cultivation in hemicellulose hydrolysate. The cultures in the hydrolysate were performed in triplicate in Erlenmeyer flasks at 200 rpm at 30 ° C in two stages: The first one occurred for 72 h and the yeasts that grew in this period were used for the evaluation of growth in the hydrolysate and also in semi-defined medium simulating the sugar composition of this hydrolysate for 96h. In this case, the evaluations occurred every 24 hours from the determination of sugars concentration, formation of cell, xylitol and ethanol, pH, concentration of the toxics acetic acid, hydroxymethylfurfural, furfural and phenols. A control experiment was employed using Candida guillermondii which has been well investigated in fermentations employing sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate. It was verified that 6 of the tested yeasts were able to assimilate the sugars present in the hydrolysate, and only Cryptococcus adeliensis (L95) showed ability to produce ethanol as a product of this metabolism, while the yeasts Cryptococcus aff laurentii (L62), Candida davisiana (L101 and L107) and Cryptococcus adeliensis (L108) showed evidences of xylanolytic activity. With respect to toxic compounds present in hydrolysate, it was verified that, in some cultures, the decrease in their concentration and the maintenance of cell viability at the end of cultivation occurred. Due to the innovative nature of this research, it is necessary to continue the investigation in order to establish the best conditions for this yeasts cultivation with the purpose of biotechnological exploitation of hemicellulose hydrolysates, depending on their performance regarding C. guilliermondii.