Pseudomonas putida produz PHA de cadeia média (PHAMCL) a partir de carboidratos e óleos vegetais. Genes de biossíntese de P3HB (poli-3-hidroxibutirato) de Ralstonia eutropha foram inseridos em P. putida IPT046 selvagem e mutantes PHA-. A expressão de phaC, codificador da PHA sintase, permitiu o acumulo de PHA com alto teor de 3HB, indicando que P. putida possui enzimas geradoras de 3HB. A expressão de phaB mostrou que seu produto canaliza 3HB e 3-hidroxihexanoato (3HHx) da <font face=\"Symbol\">&#946-oxidação para a PHA sintase. Ao expressar phaC em IPT461, afetado na PHA sintase, 30% de P3HB-co-3HHx-co-3HO foram produzidos a partir de carboidratos, mostrando que há vias metabólicas eficientes para suprir 3HAMCL, que são incorporados pela PHA sintase de R. eutropha. Usando transposon mini-Tn5, obtiveram-se mutantes deficientes na biossíntese de PHA a partir de glicose ou glicose e octanoato. Não se detectaram mutantes exclusivamente deficientes no acúmulo de PHA a partir de octanoato, indicando que diferentes produtos gênicos canalizam intermediários da <font face=\"Symbol\">&#946-oxidação para a síntese de PHA. / Pseudomonas putida produces medium-chain-length PHA (PHAMCL) from carbohydrates and plant oils. Recombinants harboring the P3HB (polyhydroxybutyrate) biosynthesis genes from Ralstonia eutropha were constructed on P. putida IPT046 wild type and PHA- mutants. Expression of phaC, encoding, PHA synthase, allowed the synthesis of PHA with high 3HB content, indicating that P. putida has enzymes to generate 3HB. Expression of phaB showed that its product channels 3HB and 3-hydroxyhexanoate (3HHx) from <font face=\"Symbol\">&#946-oxidation to the PHA synthase. When phaC was expressed on IPT461, affected in the PHA synthase, 30% P3HB-co-3HHx-co-3HO were accumulated from carbohydrates, showing that there are metabolic pathways efficient to supply 3HAMCL, which are incorporated by the R. eutropha PHA synthase. Using mini-Tn5 transposon, mutants deficient on PHA biosynthesis from glucose or glucose and octanoate were produced. No mutant deficient exclusively on PHA biosynthesis from octanoate was detected. Thus different gene products may channel intermediates from <font face=\"Symbol\">&#946-oxidation to PHA biosynthesis.

Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

Orientador: Prof. Dr. Derval dos Santos Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2017. / Nos dias de hoje, tem sido crescente a preocupação com os impactos ambientais provocados pelo descarte inadequado de sacolas plásticas após seu uso. Em busca de uma solução parcial para o descarte dessas, nos últimos anos vem aumentando o interesse em incrementar e desenvolver materiais biodegradáveis com características que permitam a sua utilização em embalagens e utensílios descartáveis e que contribuam com a sustentabilidade. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver filmes poliméricos biodegradáveis, para uso em sacolas descartáveis de supermercado. Os filmes foram preparados utilizando PBAT, PLA e CaCO3, em diferentes composições. Os filmes das composições foram caracterizados por ensaios mecânicos e avaliação da biodegradação. Foram analisados também os desempenhos ambiental e econômico, ao longo do ciclo de vida dos filmes preparados, em comparação com sacolas usuais disponibilizadas nos supermercados (kraft e PEAD). Essa Análise de Ecoeficiência foi realizada segundo as normas ABNT NBR da série ISO 14040, com base em ferramentas de cálculo e bancos de dados de Avaliação de Ciclo de Vida internacionalmente reconhecidos. Os resultados do ensaio mecânico demonstraram que a incorporação de CaCO3 nos filmes diminuiu o alongamento na ruptura e a resistência máxima à tração e aumentou o módulo de Young dos materiais. Todas amostras apresentaram caráter hidrofílico, com ângulos de contato menores que 90º. As amostras com CaCO3 não apresentaram nítidas separação de fases, diferentemente da amostra sem carga, demonstrando que a incorporação do material favoreceu a dispersão e interação de PBAT/PLA. O CaCO3 reduziu e temperatura máxima de degradação das amostras. Com exceção da amostra de papel, todas apresentaram pequenos percentuais de massa sorvida. Após 360 dias do ensaio de biodegradação, os resultados mostraram que não houve uma perda de massa expressiva, no entanto, as amostras já apresentaram uma modificações superficiais, indicando ação de micro-organismos. Na Análise de Ecoeficiência foi possível observar que a incorporação de CaCO3 diminuiu significantemente os impactos econômicos das alternativas em estudo e favoreceu a ecoeficiência dos polímeros biodegradáveis. / Nowadays, there has been growing concern about the environmental impacts caused by the improper disposal of disposable plastic bags after use. In search of a partial solution for their disposal, the interest in improving and developing biodegradable materials of low cost with characteristics that allow its use in disposable containers and utensils that contribute to the sustainability have increased in recent years. This work aimed to develop polymeric biodegradable films for use in disposable supermarket bags. The films were prepared using PBAT, PLA and CaCO3, in different compositions. These films were characterized by mechanical tests and evaluation of biodegradation. There were also analyzed the environmental and economic performance over the life cycle of the films prepared in comparison with the usual alternatives available in supermarkets (paper and PEAD). This Eco-efficiency Analysis was performed according to NBR ISO 14040 standards series, based on calculation internationally recognized tools and databases of Life Cycle Assessment. The results of the mechanical tests demonstrated that the incorporation of CaCO3 in the films decreased the elongation at break and the maximum tensile strength at break of the materials, but increased the Young's modulus. All samples presented a hydrophilic character, with contact angles smaller than 90º. The samples with CaCO3 did not present a clear phase separation, unlike the sample with no load, demonstrating that the incorporation of the material favors the interaction of PBAT with PLA. The CaCO3 reduced the maximum degradation temperature of the samples. With the exception of the paper sample, all presented small percentage of sorbed mass. After 360 days of biodegradation test, the results showed that there was no significant mass loss, however, the samples already presented a superficial modifications, indicating action of microorganisms. In the Eco-efficiency Analysis it was possible to observe that the incorporation of CaCO3 significantly decreased the economic impacts of the alternatives under study and favored the eco-efficiency of the biodegradable polymers.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-03-22T19:16:28Z No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T19:21:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T19:21:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T19:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) / The production of biodegradable films based on renewable low cost resources has increased considerably. The research and development of new materials in this segment make possible to replace, even still partially, the synthetic plastics derived from petrol and to add value to agro-industrial waste and agricultural commodities. The fruit purees (or pulp) represent an alternative for obtaining these low-cost arrays. It can be obtained from the fruit itself or from its processing wastes. Amongst the suited fruits for this purpose is the papaya (Carica papaya), largely available. Brazil is the largest producer of this fruit and, due to its high perishability, is a rich source of waste material for pulp and edible film processing. Although the films prepared from fruit puree lacks in mechanical and permeability properties, such features may be minimized by the addition of nanofillers associated to film forming biopolymers. Thus, the evaluation of papaya puree, in over-ripe stage, as raw material for film processing using a Mathis System (in batch mode) with reinforced nanostructure was the main aim of this study. The films were characterized considering mechanical and thermal properties, permeability, colorimetric and antimicrobial activity. The best results were recorded to formulations in which the pectin was added at 0.5 % (w/v), increasing the maximum fracture strength (σmax), in 12 times when compared to neat puree films (control). The insertion of cellulose nanofibers and chitosan nanoparticles also promoted a σmax increasing, nevertheless in inferior proportion (6.2 and 5 times respectively). The presence of pectin also was positive in reducing the permeability rates (WVP) with values of 77.72 % lower than those measured to the control films. Concerning the colorimetric properties, the films with filler additions (chitosan nanoparticles with glycerol) suffered the greater color changes (ΔE). The addition of chitosan nanoparticles also speed the surface browning index (BI). Again the pectin acted positively in preserving the original color characteristics. The antimicrobial essays indicated that the chitosan in nanoparticle format inside the polymeric matrix did not present any antimicrobial activity. The over-ripe papaya pulp showed to be a raw material suitable for edible biodegradable film processing and the addition of nanofillers and pectin necessary to improve the barrier and mechanical properties and to preserve the original colorimetric features. / A produção de filmes biodegradáveis baseados em recursos renováveis, fazendo uso de matrizes biopoliméricas de baixo custo, vem aumentando consideravelmente. A pesquisa e o desenvolvimento de novos materiais neste segmento possibilitam a substituição, ainda que parcial, dos plásticos sintéticos derivados do petróleo, além de agregar valor a resíduos agroindustriais e commodities agrícolas. Os purês de frutas (ou polpa) representam uma alternativa viável para a obtenção destas matrizes, podendo ser empregados a própria fruta ou rejeitos provenientes de seu processamento. Dentre os frutos adequados para este fim está o mamão papaia (Carica papaya), fartamente disponível no país. O Brasil é seu maior produtor mundial e, devido à sua alta perecividade, é uma fonte rica de rejeitos adequados à produção de polpas e ao processamento de filmes comestíveis. Embora os filmes processados a partir de purê de frutas apresentem limitações mecânicas e de permeabilidade, estas características podem ser minimizadas pela formação de compósitos através da inserção de nanoestruturas de reforço e associação com outros biopolímeros com características filmogênicas. Assim, avaliar o uso de polpas de mamão papaia, em adiantado estado de maturação no processamento de filmes em Sistema Mathis (no modo batelada) e o efeito da inserção de estruturas de reforço, foram os principais objetivos deste trabalho. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas, térmica, de permeabilidade, colorimétrica e antimicrobiana. Os melhores resultados foram obtidos para as composições em que a pectina foi adiciona em 0,5 % (m/v), elevando a tensão máxima de ruptura (σmax), em 12 vezes quando comparada aos filmes de polpa sem aditivos (controle). A adição de nanofibras de celulose e a nanopartículas de quitosana também melhoraram σmax, mas em valores inferiores (6,2 e 5 vezes respectivamente). A inserção da pectina também foi favorável na redução das taxas de permeabilidade (WVP) com valores 77,72 % inferiores aos filmes controle. Com relação às medidas colorimétricas, as maiores alterações registradas foram para os filmes processados com os reforços (quitosana em conjunto com o glicerol), os quais resultaram em uma maior variação total de cor (ΔE). A presença de nanopartículas de quitosana também acelerou o escurecimento superficial (IE). A adição de pectina nas formulações atuou positivamente na preservação das características colorimétricas iniciais. Os testes antimicrobianos indicaram que a quitosana na forma de nanopartículas inseridas na matriz biopolimérica não apresentou atividade antimicrobiana. A polpa de mamão papaia, na condição sobremadura, mostrou ser uma matéria-prima adequada ao processamento de filmes comestíveis biodegradáveis e a adição de nanoreforços e de pectina necessárias para a melhoria das propriedades mecânicas e de barreira e para a preservação das características colorimétricas iniciais dos filmes.

Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:16:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Dayana Silva Batista Soares.pdf: 1898125 bytes, checksum: 54ca2333fb4f6f671b7ff76b9d77c10d (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / The packaging has as main function to maintain the integrity of the product, protecting it against mechanical damage, moisture loss and gain. Most packaging is manufactured from non-biodegradable materials and non-renewable source promoting great environmental impacts. Among the raw materials used in the development of biodegradable films found the whey proteins. The biodegradables films do not present the same resistance presented for the synthetic films, many treatments are being applied to biofilmes in the attempt to improve the mechanical properties, amongst them the variation of pH and irradiation. In this way, aimed to evaluate the effect of different pH values and doses of gamma radiation on the mechanical, optical and barrier properties of whey proteins biodegradable films. The films were made by casting and characterized with respect to thickness, color, opacity, water vapor permeability, water solubility, scanning electron microscopy and mechanical properties. The different treatments studied significantly influenced the properties of the films, except for the water solubility. It is concluded that the different treatments can promote improvement in film properties. / A embalagem tem como função principal manter a integridade do produto, protegendo-o contra danos mecânicos, perda e ganho de umidade. A maior parte das embalagens é fabricada com materiais não biodegradáveis e de fonte não renovável promovendo grande impacto ambiental. Dentre as matérias-primas empregadas na elaboração de filmes biodegradáveis encontramos as proteínas do soro de leite. Os filmes biodegradáveis não apresentam a mesma resistência apresentada pelos filmes sintéticos logo, muitos tratamentos estão sendo aplicados aos filmes biodegradáveis na tentativa de melhorar as propriedades mecânicas, dentre elas a variação de pH e irradiação. Desta maneira, objetivou-se avaliar o efeito de diferentes valores de pH e doses de radiação gama nas propriedades mecânicas, ópticas e de barreira de filmes biodegradáveis de proteínas do soro de leite. Os filmes foram elaborados pelo método de casting, e caracterizados quanto à espessura, cor, opacidade, permeabilidade a vapor de água, solubilidade em água, microscopia eletrônica de varredura e propriedades mecânicas. Os diferentes tratamentos estudados influenciaram significativamente as propriedades dos filmes, com exceção à solubilidade em água. Concluise que os diferentes tratamentos empregados podem promover melhora nas propriedades dos filmes.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de uso do resíduo da extração de pigmento de cúrcuma na produção de filmes e coberturas. Para o estudo dos filmes, foram utilizados glicerol e sorbitol como plastificantes e avaliados os efeitos da concentração de farinha de cúrcuma e do plastificante sobre as propriedades mecânicas, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA), molhabilidade, atividade antioxidante, teor de curcuminóides e teor de compostos fenólicos totais utilizando um Delineamento Central Composto Rotacional 22, e os resultados foram avaliados utilizando a metodologia de superfície de resposta (MSR). A concentração de farinha afetou de forma positiva a espessura, PVA e o teor de curcuminóides totais dos filmes plastificados com glicerol e sorbitol. Entretanto, esta variável afetou as propriedades de solubilidade, molhabilidade e teor de compostos fenólicos totais somente dos filmes com glicerol. A concentração de plastificante (glicerol ou sorbitol) afetou significativamente a solubilidade, PVA e molhabilidade de ambos os filmes. Filmes de farinha de cúrcuma com boas propriedades mecânicas, baixa permeabilidade ao vapor de água, alta atividade antioxidante, alto teor de curcuminóides e alto teor de compostos fenólicos totais podem ser produzidos utilizando 27,9 a 30 g glicerol/100 g farinha ou 30 a 42 g sorbitol/100 g farinha e concentração de farinha na faixa de 5% a 6,41%. A cobertura de farinha de cúrcuma contendo 6% de farinha e 30 g glicerol/100 g de farinha foi aplicada em bananas Maçã (Musa acuminata) armazenadas a 27ºC e 65% UR. Assim, foi avaliado o efeito da cobertura na qualidade pós-colheita das bananas em função à suas características físico-químicas como perda de massa, firmeza da polpa, pH, acidez titulável, sólidos solúveis, açúcares redutores e cor da casca. Os resultados mostraram que a cobertura foi eficiente em diminuir a perda de massa, o teor de açúcares redutores, a acidez, a perda da firmeza e a cor da casca principalmente durante a etapa de maturação do fruto. Entretanto, não foi observado grande efeito da cobertura sobre o pH e o teor de sólidos solúveis durante o período estudado. As bananas sem a cobertura tiveram vida útil de 6 dias, enquanto as bananas com cobertura tiveram vida útil de 9 dias. / This study aimed to evaluate the potential use of turmeric dye extraction residue in the production of films and coatings. To study the films, glycerol and sorbitol were used as plasticizers. A central composite rotational design 22 helped to analyze the effects of turmeric flour concentration and plasticizers on the mechanical properties, solubility, permeability to water vapor (PVA), wettability, antioxidant activity, curcuminoids content, and content of phenolic compounds in the films. The results were evaluated by means of the response surface methodology (RSM). The flour concentration affected the thickness, PVA, and total content of curcuminoids in the films plasticized with glycerol or sorbitol. However, this variable affected the solubility properties, wettability, and content of phenolic compounds of the films plasticized with glycerol only. The concentration of plasticizer (glycerol or sorbitol) significantly impacted the solubility, wettability, and PVA of both films. The parameters 27.9 to 30 g of glycerol/100 g of flour or 30 to 42 g of sorbitol g/100 g of flour and flour concentration ranging from 5 to 6.41% afforded turmeric flour films with good mechanical properties, low water vapor permeability, high antioxidant activity, high curcuminoid content, and high content of phenolic compounds. The turmeric flour coating containing 6% flour and 30 g of glycerol/100 g of flour was applied to bananas (Musa acuminata) stored at 27 °C and 65% RH. Then, the effect of the coating on the postharvest quality of the bananas in terms of the physical and chemical characteristics of the fruit such as weight loss, firmness, pH, titratable acidity, soluble solids, reducing sugars, and skin color were examined. The coating efficiently diminished weight loss, reducing sugar content, acidity, and loss of firmness and skin color especially during the maturation step. However, the coating did not significantly affect the pH and soluble solids during the study period. The bananas without the coating had shelf life of six days, whereas the coated bananas had shelf life of nine days.

A capacidade de B. sacchari acumular poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato (P3HB-co-3HHx) foi confirmada, com até 2 mol% de 3HHx no PHA total (<10% do 3HHx máximo teórico a partir do ácido), indicando flexibilidade da PHA sintase por substratos, porém alta eficiência nas vias catabólicas do hexanoato. Análise da estabilidade térmica do PHA indicou uma temperatura de degradação reduzida, compatível com a presença de unidades 3HHx. Mutantes incapazes de crescer em ácido hexanóico foram obtidos com UV e transposon mini-Tn5, que ainda acumulavam 3HHx a partir de hexanoato mas com redução na capacidade do acúmulo de 3HB e 3HHx. Foram construídos recombinantes abrigando o gene phaB (codificador de 3-cetoacil-CoA redutase) de Ralstonia eutropha ou phaJ1 e phaJ2 (codificadores de enoil-CoA hidratases R-específicas) de Pseudomonas aeruginosa. A expressão de phaB ou phaJ1 aumentou a canalização de 3HB para a PHA sintase, apesar de não aumentar as frações de 3HHx. Monômeros de 3HHx e 3HO foram detectados a partir de ácidos butírico e octanóico, respectivamente. / The ability of B. sacchari to accumulate poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (P3HB-co-3HHx) from glucose and hexanoic acid was confirmed. 3HHx content was up to 2 mol% of PHA (<10% of the maximum theoretical 3HHx from the acid), indicating a substrate flexibility of B. sacchari PHA synthase, but high efficiency of hexanoate catabolic pathways. Thermal stability analysis of the copolymer indicated a reduced degradation temperature compatible with 3HHx units. Mutants unable to grow on hexanoic acid were obtained with UV and mini-Tn5 transposon. They still accumulated 3HHx from hexanoate, but the ability to accumulate 3HB and 3HHx was reduced. Recombinants harboring the Ralstonia eutropha phaB (encoding 3-ketoacyl-CoA reductase) and Pseudomonas aeruginosa phaJ1 and phaJ4 genes (encoding R-specific enoyl-CoA hydratases) were constructed. Expression of both phaB and phaJ1 increased the channeling of 3HB to the PHA synthase, despite no increase on 3HHx fraction was observed. 3HHx and 3HO monomers were detected from butyric and octanoic acids, respectively.

O lixiviado de aterro sanitário é uma água residuária com elevada concentração de DQO, DBO, amônia, traços de metais pesados e substâncias orgânicas dificilmente biodegradáveis, tais como substâncias húmicas e celulósicas (lignina). Dada essas características, torna-se necessário que ele seja recolhido e devidamente tratado para evitar danos ao meio ambiente e à saúde humana. Uma prática que tem sido adotada por alguns municípios brasileiros é o direcionamento do lixiviado para tratamento consorciado em estações de tratamento de esgoto (ETE). No entanto, são poucos os estudos que avaliam a eficácia desse procedimento. Um dos questionamentos sobre o tratamento biológico diz respeito à remoção do material orgânico dificilmente biodegradável, representado principalmente pelas substâncias húmicas e, dentro dessa classe, destaca-se a fração de ácidos húmicos no lixiviado. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo verificar a tratabilidade das soluções contendo lactose, lactose com ácidos húmicos, lactose com 2% em volume de lixiviado de aterro sanitário bruto e lactose com 2% em volume de lixiviado pré-tratado por \"air stripping\", quando submetidas ao tratamento biológico em reatores de lodos ativados em escala de bancada. Assim, buscou-se verificar se essa tecnologia de tratamento é capaz de estabilizar, ainda que parcialmente, compostos orgânicos de difícil biodegradação presentes no lixiviado. A quantificação das substâncias de difícil biodegradação antes e após o tratamento foi realizada pelo método tentativo do \"Equivalente em Ácidos Húmicos\" que se encontra em fase de estudo. Os resultados demonstraram que houve uma remoção parcial dessas substâncias. As análises de espectroscopia na região do infravermelho indicaram que não ocorreu a adsorção dos ácidos húmicos no lodo, o que pode ser uma evidencia de que a redução da concentração dessas substâncias é de fato devida ao seu consumo e não pela precipitação no lodo. Além disso, a adição de 2% em volume do lixiviado não ocasionou redução da população de microrganismos no sistema. / Leachate from sanitary landfills is a type of effluent with high concentrations of COD, BOD, ammonia, heavy metal traces and hardly biodegradable organic compounds such as humic and cellulosic substances (lignin). Thus this effluent needs to be collected and treated in order to prevent damages to the environment and to human health. A common practice in Brazilian cities is to destine the leachate to a sewage treatment plant (STP). However, there are few studies that assess the efficiency of this procedure. One of the questions regarding the biological treatment concerns its efficiency in removing hardly biodegradable organic compounds, represented in the most part by the humic substances, given the high levels of humic acid in the leachate. Within this context, the present study had the objective to verify the treatability of solutions containing lactose, lactose with humic acids, lactose with 2% (in volume) of untreated sanitary landfill leachate, and lactose with 2% of leachate pre-treated by air stripping, submitted to biological treatment in laboratory-scale activated sludge reactors. Thus this paper assessed if such treatment technology can stabilize, even if only partially, the hardly biodegradable organic compounds found in leachate. The quantification of these substances prior to and after treatment was made by using a tentative method called Humic Acids Equivalent, which is still in the phase of studies. The results show that there was a partial removal of these substances. The spectroscopy analyses on the infrared region indicated that there was no adsorption of humic acids onto the sludge, which evidences that the decrease in the levels of these substances was due to their consumption and not precipitation onto the sludge. Also, the addition of 2% of leachate did not reduce the population of microorganisms in the system.

O processo de micrencapsulação de proteínas em microesferas (MS) de PLGA [poli (ácido lactico-co-glicolico)] é fácil de fazer e é uma ferramenta útil para melhorar tanto uma formulação quanto para aumentar a atividade imunológica de vacinas de novas gerações. A MS-PLGA têm caráter adjuvante porque é um sistema particulado e, além disto, controla a liberação do antígeno. O escopo desta tese foi o de dar uma nova roupagem para um antígeno vacinal tradicional e muito bem estudado- o toxoide diftérico (Dtxd). Estudaram-se a produção de MS de tamanho desejado; os mecanismos que controlam danos nas proteínas durante o processo de micrencapsulação; a produção de microesferas com características de liberações em tempos distintos e ensaios biológicos. O tamanho de MS é um determinante fundamental para controlar a velocidade de liberação de um soluto. Para se produzir MS com tamanhos controlados usou-se um desenho fatorial experimental com três fatores distintos e três pontos centrais, para se determinar a influência das variáveis (concentração de poli álcool vinílico; velocidade de agitação e relação fase dispersa/fase contínua) na determinação do tamanho das MS. Foram obtidas MS esféricas e lisas de 4- 15 &#181;m de diâmetro. Estes resultados abrem a possibilidade de se formular PLGA-MS com tamanhos planejados através de um mínimo de experimentos. O mecanismo de danos conformacionais nas proteínas nas várias fases do processo de produção de PLGA-MS é ainda uma questão em aberto. Usaram-se várias técnicas biofísicas (HPLC, espectroscopias no uv, fluorescência e CD) além de ELISA para se testar a interferência dos sais da série de Hofmeister sobre a solubilidade e estabilidade da proteína durante a emulsificação e do contacto com a interface água/cloreto de metileno (primeira etapa do processo de preparação de MS). Estudaram-se também a influência de oligômeros de PLGA e SDS sobre a estrutura da proteína no meio de liberação (etapa de liberação do soluto). A emulsificação de Dtxd na presença de Mg2+ induziu agregação protéica, com exposição de resíduos hidrofóbicos para o meio; variações no ângulo diédrico do S-S proteico e perda de identidade imunológica. Esta agregação foi quase abolida pelo caotrópico SCN- (toxicidade = 30 g/ homem adulto de 70 kg). A conformação \"nativa\" do Dtxd e sua atividade biológica foram protegidas pelo KSCN. Os oligômeros de PLGA e o SDS induziram uma conformação de Dtxd nova. A adição de KSCN na fase aquosa aumentou a eficiência de encapsulação de Dtxd pela PLGA-MS em 20 %. Esta foi a solução mais simples quando comparada com aquelas descritas na literatura. Produziram-se seis formulações diferentes (diferentes massas molares e carboximetilações do PLGA) com pelo menos três cinéticas de liberações distintas. Imunizaram-se camundongos com 5 &#181;g de Dtxd encapsulado em MS-PLGA usando-se dois polímeros de 12 kDa (-COOH livre ou metilado) e um outro de 63 kDa (metilado). O padrão de resposta e a maturidade imunológicas foram medidos por titulações de IgG1 e IgG2a. Mantiveram-se os mesmos padrões de resposta humoral (desejável). Menores quantidades de antígenos foram necessárias para se obter os mesmos benefícios gerados pela vacina tradicional de Dtxd. Aumentaram-se a produção e a seletividade de anticorpos através de duas manipulações simples: a formulação e o tempo da aplicação da dose de reforço. Estes resultados colocam estas formulações na área de vacinas de sucesso uma vez que também foram obtidas memórias imunológicas. / The protein microencapsulation within microspheres (MS) of PLGA (Poly-lactide-co-glycolide) is easy to do and, it is a useful tool to enhance formulation and immunologic performances for new generation vaccines. MS-PLGA has adjuvant character because it is a particulate system and can control the antigen release. The question addressed in this thesis was to give this new dress for the traditional and well studied vaccine antigen - the diphtheria toxoid (Dtxd). The steps of MS control size production; mechanism to control protein damages; MS production with different polymers and biological assay were addressed here. MS size is a primary determinant of solute release velocity. A full factorial experimental design 23 with triplicate at the central point was used to determine the influence of variables (polyvinyl alcohol concentration, stirring velocity and the relationship between dispersed /continuous phase) on MS size. Uniformly spherical and smooth microspheres (4 - 15 &#181;m of diameter) were obtained. These results open the possibility of formulating PLGA microspheres with custom sizes performing a minimum of experiments as required for specific applications. It stills an open question to detail the conformational mechanism of protein damages during the various steps of the PLGA microencapsulation process. Various techniques (HPLC gel filtration, ELISA, Fluorescence, UV and Circular dichroism spectroscopies) were tested on the interference of the Hofmeister ion series over protein solubility and stability during the emulsification and contact with the interface water/CH2Cl2 interface (First step on MS preparation). The interference of SDS and PLGA olygomers over protein structure in the liberation media was also studied (solute liberation step). The Dtxd emulsification in the presence of Mg2+ was followed by protein aggregation, with exposition of hydrophobic residues and changes on the dihedral S-S protein angle and loses on immunological identity. This aggregation is 95% avoided by the chaotropic and little toxic salt KSCN (30g/ adult human of 70 kg). All the \"native\" Dtxd conformation and biological properties were maintained by KSCN. MS with different liberation kinetics profile and different erosion characteristics were obtained by using six different polymers. The SDS and PLGA olygomers exerted a generation of new Dtxd molecular organization. The KSCN increased Dtxd encapsulation within PLGA-MS in more than 20 %. This was the simplest solution used to solve protein aggregation compared with others solutions used in the literature. The six different formulations produced (differing in molar mass and carboxymethylation) produced, at least, three different Dtxd liberation profiles. Mice were primed with 5 µg of Dtxd microencapsulated within MS prepared with 12 kDa (ended carboxymethylated or free PLGA) and with 63 kDa (methylated) PLGA. The response patterns and the immune maturity were measured by IgG1 and IgG2a titrations. The humoral pattern was maintained, but fewer antigens were needed to obtain the same traditional Dtxd vaccine benefits. The simple change on Dtxd-PLGA formulation and timing of the booster enhanced both, antibody production and selectivity. An immunological memory was also obtained, putting so, these formulations in the field of successful vaccine.