This work examines the chemical and physical effects of a material treatment process on the biopolymers PEEK, POM-h, POM-c, PTFE and UHMWPE. The polymers are analyzed physically and chemically using atomic force microscopy, profilometry, scanning electron microscopy, optical microscopy, contact angle measurement, FT infra-red spectroscopy and energy dispersive X-ray spectrometry. PEEK is found to be the most suitable polymer and FT Infra-red spectroscopy an informative analytic tool.

Thesis (MSc (Genetics. Institute of Plant Biotechnology))--Stellenbosch University, 2008. / Traditional methods used for the discovery of novel genes have previously relied upon the ability to culture the relevant microbes and then demonstrate the activity of a specific enzyme. Although these methods have proved successful in the past, they severely limit our access to the genomes of organisms which are not able to be cultured under laboratory conditions. It was therefore the aim of this project to use metagenomic strategies for the identification of novel polymer-producing genes with the prospect of commercial exploitation. In this study, soil-derived metagenomic libraries were functionally screened for potential -glucan producing clones using aniline blue staining. Positive reacting clones were selected and sequenced. Initial sequencing revealed a gene with high homology to previously described glucan synthases, the products of these genes all having significant industrial value. The clone was transformed into a suitable bacterial host, cultured and allowed to produce the polymer of interest. The polysaccharide was purified and subjected to various chemical analyses so as to confirm its monosaccharide composition. Data suggests that this polymer is composed mainly of glucose units and that it may be secreted out of the cell. Purification of the active enzyme was attempted using classical protein purification methods with faint activity being detected using Native polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). Further attempts to demonstrate activity were made through the construction of a GST (glutathione S-transferase) tagged fusion protein. The second part of this study focuses on the construction and screening of a metagenomic DNA library from whey, a by-product of the cheese manufacturing process. It was envisaged that this could provide a resource for the identification of high value polymers when lactose is provided as a sole carbon source. The library was screened for function using Congo Red for the detection of extra-cellular polysaccharides.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MauricioRB.pdf: 2052566 bytes, checksum: ecabe62a65c1b9db9e09054f3321c5b1 (MD5) Previous issue date: 2007-03-12 / Sugar esters are substances which possess surfactant, antifungical and bactericidal actions and can be obtained through two renewable sources of raw materials: sugars and vegetable oils. Their excellent biodegradability, allied to lhe fact that they are non toxic, insipid, inodorous, biocompatible, no-ionic, digestible and because they can resist to adverse conditions of temperature, pH and salinity, explain lhe crescent use of these substances in several sections of lhe industry. The objective of this thesis was to synthesize and characterize surfactants and polymers containing sugar branched in their structures, through enzymatic transesterification of vinyl esters and sugars, using alkaline protease from Bacillus subtilis as catalyst, in organic medium (DMF).Three types of sugars were used: L-arabinose, D-glucose and sucrose and two types of vinyl esters: vinyl laurate and vinyl adipate. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through Design of Experiments (DOE), using Response Surface Methodology (RSM).The investigated variables were: (1) enzyme concentration; (2) molar reason of substrates; (3) water/solvent rale; (4) temperature and (5) time. We obtained six distinct sugar esters: 5-0-lauroyl L-arabinose, 6-0-lauroyl D-glucose, 1'-O-lauroyl sucrose, 5-0-vinyladipoyl L-arabinose, 6-0-vinyladipoyl D-glucose and 1 '-O-vinyladipoyl sucrose, being lhe last three polymerizable. The progress of lhe reaction was monitored by HPLC analysis, through lhe decrease of sugar concentration in comparison to lhe blank. Qualitative analysis by TLC confirmed lhe formation of lhe products. In lhe purification step, two methodologies were adopted: (1) chromatographic column and (2) extraction with hot acetone. The acylation position and lhe chemical structure were determined by 13C-RMN. The polymerization of lhe three vinyl sugar esters was possible, through chemical catalysis, using H2O2 and K2S2O8 as initiators, at 60?C, for 24 hours. IR spectra of lhe monomers and respective polymers were compared revealing lhe disappearance of lhe vinyl group in lhe polymer spectra. The molar weights of lhe polymers were determined by GPC and presented lhe following results: poly (5-0-vinyladipoyl L-arabinose): Mw = 7.2 X 104; PD = 2.48; poly (6-0-vinyladipoyl D-glucose): Mw = 2.7 X 103; PD = 1.75 and poly (1'-O-vinyladipoyl sucrose): Mw = 4.2 X 104; PD = 6.57. The six sugar esters were submitted to superficial tension tests for determination of the critical micelle concentrations (CMC), which varied from 122 to 167 ppm. Finally, a study of applicability of these sugar esters, as lubricants for completion fluids of petroleum wells was' accomplished through comparative analysis of lhe efficiency of these sugar esters, in relation to three commercial lubricants. The products synthesized in this thesis presented equivalent or superior action to lhe tested commercial products / ?steres de a??car s?o compostos que possuem a??o surfactante, antif?ngica e bactericida e podem ser obtidos a partir de duas fontes renov?veis de mat?ria-prima: a??cares e ?leos vegetais. Sua capacidade de se biodegradar, aliada ao fato de serem at?xicos, ins?pidos, inodoros, biocompat?veis, n?o-i?nicos, digest?veis e resistirem a condi??es severas de temperatura, pH e salinidade, explicam o crescente emprego destas subst?ncias em diversos setores da ind?stria. O objetivo desta tese foi sintetizar e caracterizar surfactantes e pol?meros, contendo a??cares ramificados em suas estruturas, atrav?s de transesterifica??o enzim?tica de ?steres vin?licos com a??cares, empregando-se protease alcalina de Bac?llus subtilis como catalisador, em meio org?nico (DMF). Foram empregados tr?s tipos de a??cares: L-arabinose, D-glicose e sacarose e dois tipos de ?steres vin?licos: laurato de vinila e adipato de vinila. Para a obten??o de altas convers?es de substratos em produtos, visando uma futura produ??o em larga escala, uma s?rie de vari?veis foram otimizadas, atrav?s de an?lise estat?stica experimental (DOE), por metodologia de resposta de superf?cie (RSM). As vari?veis investigadas foram: (1) a concentra??o de enzima; (2) a raz?o molar entre substratos; (3) a raz?o ?gua/solvente org?nico; (4) a temperatura e (5) o tempo. Foram obtidos seis ?steres de a??car: 5-0-lauroil L-arabinose, 6-0lauroil D-glicose, 1 '-O-Iauroil sacarose, 5-0-viniladipoil L-arabinose, 6-0viniladipoil D-glicose e 1 '-O-viniladipoil sacarose, sendo os tr?s ?ltimos polimeriz?veis. O progresso da rea??o foi monitorado por an?lise em HPLC, atrav?s do decr?scimo da concentra??o de a??car em rela??o ao branco. An?lises qualitativas, por TLC, confirmaram a forma??o dos produtos. Foram obtidas convers?es superiores a 98% na s?ntese do laurato de sacarose. Na purifica??o, foram adotadas duas metodologias: (1) coluna cromatogr?fica e (2) extra??o com acetona a quente. A posi??o de acila??o e a estrutura qu?mica foram determinadas por 13C-RMN. A polimeriza??o dos tr?s ?steres de a??car foi poss?vel, atrav?s de cat?lise qu?mica, empregando-se H2O2 e K2S2O8 como iniciadores, a 60?C, por 24 horas. Espectros de IR dos pol?meros foram comparados com os seus mon?meros, revelando o desaparecimento do grupo vinil. As massas molares dos pol?meros foram determinadas por GPC. Os pol?meros de a??car obtidos apresentaram as seguintes massas molares: poli (5-0-viniladipoil L-arabinose): Mw = 7,2 X 104; PD = 2,48; poli (6-0-viniladipoil D-glicose): Mw = 2,7 x 103; PD = 1,75 e poli (1 '-O-viniladipoil sacarose): Mw = 4,2 X 104; PD = 6,57. Os seis ?steres de a??car foram submetidos a ensaios de tens?o superficial para a determina??o das concentra??es micelares cr?ticas (CMC), que variaram de 122 a 167 ppm. Por fim, um estudo de aplicabilidade dos ?steres n?o polimeriz?veis, como lubrificantes para fluidos de completa??o de po?os de petr?leo foi realizado, atrav?s de an?lise comparativa da efici?ncia destes, em rela??o a tr?s lubrificantes comerciais. Os produtos sintetizados nesta tese apresentaram desempenho equivalente ou superior aos produtos comerciais testados

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-06-27T19:19:52Z No. of bitstreams: 1 VictorRLO_DISSERT.pdf: 1864412 bytes, checksum: 5110310795a99006bc86a9720eaeb5a4 (MD5) / Rejected by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br), reason: corrigir referência on 2017-07-03T12:20:39Z (GMT) / Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T16:12:59Z No. of bitstreams: 1 VictorRLO_DISSERT.pdf: 1864412 bytes, checksum: 5110310795a99006bc86a9720eaeb5a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T16:57:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 VictorRLO_DISSERT.pdf: 1864412 bytes, checksum: 5110310795a99006bc86a9720eaeb5a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T17:03:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 VictorRLO_DISSERT.pdf: 1864412 bytes, checksum: 5110310795a99006bc86a9720eaeb5a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T17:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VictorRLO_DISSERT.pdf: 1864412 bytes, checksum: 5110310795a99006bc86a9720eaeb5a4 (MD5) Previous issue date: 2017-05-11 / The development of biodegradable coatings has been potentially discussed due to the exacerbated use of petrochemical polymers, and their non-biodegradable load has been aggravating serious environmental problems. Furthermore the growing worldwide demand for health improvement has reached an interest in technological solutions capable of offering means of conservation and reduction of the metabolic activity of fruits and vegetables to preserve their numerous nutrients effectively for long periods of storage. Biopolymers, which are the polymeric base of the coating, add several positive points: they are attractive for their renewable characteristics, abundance, low cost and easy access in the semi-arid region. The coatings were synthesized by the casting method with three polymer bases: corn starch (3%), cassava starch (2%) and gelatin (5%); beeswax was added as a hydrophobic agent in the polymeric network at different concentrations relative to the dry biopolymer base (0%, 5% and 10%). The effect of the incorporation of the beeswax on the barrier properties was evaluated and the biofilm was determined with the best characteristics for coating in "Paluma" guavas, with a significant difference (p <0.05) in the addition of beeswax in cassava starch films 2%. The surface roughness and the contact angle of the systems containing beeswax indicated the hydrophobic behavior of the films. This was also confirmed by the water vapor transfer rate and solubility and led to a significant improvement in the elasticity of biofilms. "Paluma" guavas were harvested at physiological maturity and selected for the uniformity f shell color and absence of defects, were covered by the casting method with filmogenic solution of cassava starch, cassava starch with the addition of beeswax and uncoated, and then conditioned in regulated chamber at 15 ± 2 ° C and 90% -95% RH for 15 days. The physicochemical and sensorial analyzes showed that the use of the filmogenic solution of cassava starch with the addition of beeswax delayed the loss of chlorophyll and maintained a good maturation index, and consequently increased the shelf life of the guavas. The sensorial attributes: aroma, texture, acceptance and purchase intention, indicated a better acceptability of the fruits with cassava starch coating with addition of beeswax, demonstrating the commercial potential of this cover / O desenvolvimento de coberturas biodegradáveis tem sido potencialmente discutido devido ao uso exacerbado de polímeros petroquímicos, e sua carga não-biodegradável, alavancando graves problemas ambientais. Além disso, a crescente demanda mundial em busca de melhoria da saúde tem alcançado interesse em soluções tecnológicas capazes de oferecer meios de conservação e redução da atividade metabólica dos frutos e hortaliças para preservar seus inúmeros nutrientes de forma eficaz por períodos longos de armazenamento. Os biopolímeros, que são a base polimérica das coberturas propostos nesse trabalho, agregam diversos pontos positivos: são atrativos por suas características renováveis, de abundância, baixo custo e fácil acesso na região do semiárido. Foram sintetizadas coberturas a base de amido de milho (3%), fécula de mandioca (2%) e gelatina (5%); cera de abelha foi adicionada como agente hidrofóbico na rede polimérica em concentrações diferentes em relação à base seca de biopolímero (0%, 5% e 10%). O efeito da incorporação da cera de abelha sobre as propriedades de barreira foi avaliado e elegeu-se o biofilme com as melhores características para cobertura em goiabas “Paluma”. Propriedades mecânicas, de barreira, estruturais, de cor e térmicas foram analisadas. A rugosidade superficial e o ângulo de contato dos sistemas contendo cera de abelha indicaram o comportamento hidrofóbico dos filmes; isto também foi confirmado pela taxa de transferência de vapor de água e solubilidade, e levou a uma importante melhoria na elasticidade dos biofilmes. Goiabas “Paluma”, colhidas na maturidade fisiológica e selecionadas quanto a uniformidade de cor da casca e ausência de defeitos, foram cobertas, pelo método casting, com solução filmogênica de fécula de mandioca, fécula de mandioca com adição de cera de abelha e sem cobertura, e então acondicionadas em câmara regulada para 15ºC±2ºC e 90%-95% UR, durante 15 dias. As análises físico-químicas e sensoriais evidenciaram que o uso da solução filmogênicas de fécula de mandioca com adição de cera de abelha retardou a perda de clorofila e manteve bom índice de maturação, e consequentemente aumentou o tempo de vida útil das goiabas. Os atributos sensoriais: aroma, textura, aceitação e intenção de compra, apontaram melhor aceitabilidade dos frutos revestidos com fécula de mandioca com adição de cera de abelha, demonstrando potencial comercial desta cobertura / 2017-06-27

Ce travail de thèse s’inscrit dans les thèmes de la photodégradation et de la biodégradation de polymère pouvant être ou non d’origine renouvelable. Il a pour principal objectif d’étudier la durabilité photochimique de différents polymères ou mélanges de polymères utilisés en particulier dans l’agriculture et donc soumis à un vieillissement climatique. La structure chimique des polymères est un des principaux paramètres susceptible d’influencer la photodégradation. Un ensemble de (co)polyesters comportant des unités aliphatiques, cycliques et / ou aromatiques a été sélectionné dans le but d’exprimer une relation structure / photodurabilité. Le photovieillissement des matériaux a été réalisé en conditions naturelles et en conditions accélérées. Des mécanismes de photo-oxydation ont été proposés pour chacun des matériaux à partir de l’évolution des propriétés viscoélastiques traduisant celle de la structure macromoléculaire. Dans ce contexte, l’étude de la durabilité de ces matériaux respectueux de l’environnement doit s’intéresser à des systèmes extrêmement complexes dont chaque constituant est susceptible d’évoluer. Cette caractéristique exige de mettre au point une méthodologie permettant de déterminer la composition d’un biocomposite et d’en suivre les modifications en cours de vieillissement en même temps que l’évolution de la structuration de ces matériaux. / This thesis is part of the subject photodegradation and biodegradation of polymer that can be or not from renewable resources. Its main objective is to study the photochemical durability of various polymers or polymer blends used particularly in agriculture and therefore subject to weathering. The chemical structure of polymers is one of the main parameters that could influence the photodegradation. A set of (co)polyesters containing units aliphatic, cyclic and / or aromatic have been selected in order to express the relationships structure / photodurability. The photoageing of materials was carried out under natural and accelerated conditions. Photo-oxidation mechanisms have been suggested for each material based on the evolution of the viscoelastic properties reflecting the macromolecular structure. In this context, the study of the durability of these ecofriendly materials should address in highly complex systems in which each component is subject to change. This feature requires the development of a methodology to determine the composition of a biocomposite and monitor the changes during ageing at the same time as changing the structure of these materials.

A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A quitosana é um polissacarídeo natural originado da deacetilação da quitina. É solúvel em ácido devido à presença de grupos amino, livres ao longo da cadeia do polímero. Os fungos de classe Zygomycetes, em especial Rhizopus oryzae, apresenta em suas paredes celulares quitina e quitosana, podendo as mesmas estar ligadas através de proteínas e polifosfato ou outros componentes, respectivamente. O polifosfato é um biopolímero de ampla aplicabilidade na biotecnologia ambiental. A manipueira é o resultado do processo da mandioca prensada para produção de farinha e utilizada como fonte de carbono nos processos fermentativos. A milhocina é um subproduto da produção de amido de milho e considerada como fonte de nitrogênio. Investigações foram realizadas com Rhizopus oryzae em fermentação submersa para produção de biomassa e do complexo quitosana-polifosfato, através do cultivo em rejeito agroindustrial, manipueira suplementado com milhocina, utilizando um planejamento fatorial completo 23 sobre agitação de 150rpm por 96h. O ensaio com a maior quantidade de biomassa e quitosana foi selecionado para realizar uma cinética de crescimento para avaliar a produção de biomassa e do complexo quitosanapolifosfato. Neste sentido, foi utilizado frascos de Erlenmyers de 500mL de capacidade, contendo 100mL do meio formulado, sendo inoculados em 1mL da suspensão de 107 esporos por mL, incubados sob agitação orbital de 150rpm. As amostras foram coletadas a cada 12 horas até o período de 120h. Os resultados obtidos demonstraram um aumento máximo de biomassa com 48h de cultivo em pH 7,3, com produção máxima da quitosana por R. oryzae de 116mg/g de biomassa em 36h de cultivo. O polifosfato complexado à quitosana apresentou maior rendimento em 36h correspondendo a 13mg/mg de quitosana. Devido os resultados obtidos na produção de biomassa e o complexo de quitosanapolifosfato por Rhizopus oryzae, tornaram-se economicamente viáveis devido à utilização de rejeitos industriais para obtenção desses polímeros. / Chitosan is a natural polysaccharide originated from the deacetylation of chitin. It is soluble in acid because of the presence of amino groups, free along the polymer chain. The fungal class Zygomycetes, in particular Rhizopus oryzae, presents in its cell wall chitin and chitosan, and they may be linked through the polyphosphate or proteins and other components, respectively. The polyphosphate is a biopolymer with wide applicability in environmental biotechnology. Manipueira is the result of the process for production of pressed cassava flour and used as carbon source in fermentation processes. The corn steep liquor is a by-product of corn starch and regarded as nitrogen source. Investigations were carried out with Rhizopus oryzae in submerged fermentation for production of biomass and chitosan-polyphosphate complex, through cultivation in agro waste, cassava supplemented with corn steep liquor, using a full factorial design on 23 agitation at 150 rpm for 96h. The test with the greatest amount of biomass and chitosan was selected to perform a growth kinetics to evaluate the production of biomass and chitosan-polyphosphate complex. In this sense, was used bottles of 500ml capacity Erlenmyers containing 100mL of medium formulated being inoculated in 1-ml suspension of 107 spores per ml, incubated under orbital agitation at 150 rpm. Samples were collected every 12 hours until the period of 120h. The results showed a maximum increase of biomass with 48 hours of cultivation at pH 7.3, with maximum production of chitosan by R. oryzae 116mg / g biomass at 36h of cultivation. The polyphosphate complexed to chitosan had the highest yield in 36 h corresponding to 13mg/mg chitosan. Because the results in the production of biomass and chitosan-polyphosphate complex from Rhizopus oryzae, have become economically viable due to the use of industrial wastes to obtain these polymers.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quitosana é um polímero natural derivado da desacetilação da quitina, oriundo da parede celular de fungos e exoesqueletos de crustáceos. Devida a sua estrutura química a quitosana apresenta propriedades de grande importância biotecnológica com diversas aplicações nas áreas ambientais, agricultura, cosméticos entre outras. Para averiguar a produção de quitosana por micro-organismo, estudos foram realizados utilizando o fungo Mucor subtilíssimus UCP/WFCC 1262 isolado do solo da caatinga do estado de Pernambuco, através do planejamento fatorial completo de 23, por fermentação semisólida (FSS), utilizando batata doce (Ipomoea batatas L.) suplementada com milhocina (resíduo industrial) e extrato de levedura, sendo as variáveis respostas produção de biomassa e quitosana. Para a produção de biomassa o ensaio 5 cuja composição: 3g de batata doce, 8ml de milhocina, e não utilizando extrato de levedura apresentou o melhor resultado com 13,32g/L de biomassa, e para quitosana o ponto central com 120,96 g/100g de biomassa com seguinte composição: 20g de batata doce, 6ml de milhocina, 0,1ml de extrato de levedura. A caracterização da quitosana demonstrou um grau de desacetilação de 60%. A quitosana microbiológica obtida foi testada quanto a sua capacidade ambiental no processo de descoloração do corante catiônicao, azul de metileno (AM), empregado na indústria têxtil tendo como variáveis pH, tempo e temperatura . Os resultados obtidos sobre eficiências de descoloração do azul de metileno pela adsorção da quitosana demonstraram que o pH 6 foi mais eficiente na descoloração do AM com a biossorção de 92,73%, na condição 8,30mg do adsorvente para 20 mg de AM em solução aquosa, sugerindo seu emprego em processos de biorremediação de efluentes têxteis. / Chitosan is a natural polymer derived from deacetylation of chitin, derived from the cell wall of fungi and exoskeletons of crustaceans. Due to its chemical structure exhibits properties of chitosan great biotechnological importance with many applications in the environmental fields, agriculture, cosmetics, among others. To check chitosan production by micro-organism, studies were performed using the fungus Mucor subtilíssimus UCP / WFCC 1262 isolated from soil of the savanna of the state of Pernambuco, through full factorial design of 23, by solid state fermentation (FSS) using sweet potato (Ipomoea batatas L.) supplemented with corn steep liquor (industrial waste) and yeast extract, and the response variables biomass and chitosan. For biomass production testing 5 whose composition 3g sweet potato, 8ml milhocina, and not using yeast extract showed the best result with 13.32 g / L of biomass, chitosan and the center point with 120.96 g / 100g biomass with the following composition: 20 g sweet potatoes, 6ml of corn steep liquor, 0.1 ml of yeast extract. The characterization of chitosan showed a degree of deacetylation of 60%. Microbiological chitosan obtained was tested for its environmental capacity in the discoloration of catiônicao dye, methylene blue (MB), process used in the textile industry having variables such as pH, time and temperature. Results obtained with efficiencies discoloration of methylene blue adsorption of the chitosan showed that the pH 6 was more efficient in bleaching AM biosorption with 92.73% under the condition of 8.30 mg to 20 mg of adsorbent in solution PM aqueous, suggesting its use in bioremediation processes of textile effluents.

L'ingénierie tissulaire consiste à assembler de façon intelligente des cellules et des matériaux biocompatibles dans le but de créer des tissus artificiels. Pour la construction de tissus en laboratoire, il est indispensable d'élaborer des matériaux qui miment cet environnement. Dans ce cadre, la collaboration entre les scientifiques de différents domaines (matériaux, chimie, biologie, biochimie) s'avère nécessaire. L'ingénierie du muscle squelettique est prometteuse pour remplacer le tissu musculaire endommagé et pour le traitement des maladies du muscle, mais aussi pour les essais pharmaceutiques. Dans ce but, les matériaux avec les propriétés mécaniques et chimiques contrôlées sont requis -- pour l'amplification et la différenciation in vitro de cellules souches musculaires, mais aussi pour l'étude de la myogenèse sur des microenvironnements contrôlés 2D et dans les matrices 3D. Dans ce travail, nous avons utilisé la technique d'assemblage couche par couche (LbL, layer-by-layer) pour deux buts. Le premier a été de développer de nouveaux films biomimétiques possédant des propriétés biochimiques et mécaniques parfaitement contrôlées, pour étudier les interrelations entre ces deux paramètres sur les processus cellulaires. En plus, nous avons associé ces films biomimetiques aux substrats avec la topographie contrôlée, afin de guider la formation du tissu. Dans un second temps, nous avons utilisé la technique LbL pour organiser les cellules en structures 3D. Nous avons ainsi crée des microtissus d'épaisseur contrôlée, qui pourraient être utilisés en tant que modèles de tissus artificiels pour les applications thérapeutiques ou pour les évaluations de médicament en industrie pharmaceutique. / Tissue engineering approach consists in combining cells, engineering and biomaterials to improve the biological functions of damaged tissues or to replace them. Production of “artificial tissues” is still challenging and requires collaboration of scientists from different domains like cell biology, chemistry, materials and polymer science. Skeletal muscle tissue engineering holds promise for the replacement of muscle due to an injury and for the treatment of muscle diseases, such as muscle dystrophies or paralysis, but is also required for pharmaceutical assays. To this end, materials with tunable mechanical and biochemical properties for myoblast expansion and differentiation in vitro, as well as for the studies of myogenesis on controlled 2D microenvironments or in 3D scaffolds, are crucially needed. In this work, we use layer-by-layer (LbL) assemblies for two goals. The first consisted in the development of multifunctional biomimetic thin films for the control of skeletal muscle cell fate on 2D substrates. We use LbL films made of polypeptides, which can be stiffened by chemical cross-linking and can be specifically functionalized by grafting of biomimetic peptides onto their surface. In addition, we combined the peptide-grafted films with substrate microtopography. Such approach is promising for the development or multifunctional materials that combine the different stimuli present in in vivo ECM, among them physical and biochemical cues, but also microtopography. In the second part, we use LbL assemblies for the construction of 3D skeletal muscle microtissues. This allows to rapidly build 3D muscle tissues and is promising for the in vitro construction of physiologically relevant skeletal muscle tissue models.

CNPq / No meio da ampla biodiversidade da flora brasileira, a ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Miller) desperta especial interesse, pela alta quantidade de mucilagem em suas folhas. Plantas mucilaginosas são estudadas há algum tempo no processo de floculação/coagulação em tratamentos de água, com a intenção de, reduzir ou até mesmo suceder a utilização do sulfato de alumínio. A mucilagem é um biopolímero com grande capacidade de formar gel, soluções viscosas e estabilizar sistemas de emulsão. O presente trabalho teve como finalidade, avaliar o rendimento da mucilagem em processos de extração, caracterizar a mucilagem não clarificada, e clarificada e aplicar o biopolímero clarificado da P. aculeata, no processo de coagulação/floculação. Para tal as folhas foram secas em estufa até peso constante, foi feita a extração da mucilagem em solução aquosa por duas metodologias diferentes avaliando assim o rendimento, caracterização da morfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raio X (DRX), composição estrutural por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), determinação do pH potencial de carga zero e do comportamento térmico por análise termogravimétrica (TG/DSC). Para a avaliação de coagulação e floculação, o biopolímero foi avaliado em água do Rio Pato Branco por ensaios em Jar Test avaliando a eficiência da remoção de turbidez, remoção de substâncias húmicas, e aromáticas. A extração da mucilagem foi avaliada no rendimento da produção, em que a extração a 95 ºC (30 min) apresentou rendimento três vezes maior que a extração a 60 ºC (6 horas). A caracterização morfológica exibiu uma estrutura amorfa, esponjosa e com adesão de partículas menores à superfície das partículas maiores, indicando um material higroscópico que pode ser usado como coagulante, sendo semelhante a outras mucilagens pesquisadas, em aspectos de grupos funcionais e de comportamento térmico. A P. aculeata se confirmou como auxiliar no processo de coagulação/floculação em relação aos parâmetros e faixas estudadas, sendo mais eficaz em conjunto com o sulfato de alumínio. Como é uma planta de fácil cultivo, atóxica e com custo relativamente baixo para a extração do seu biopolímero é uma alternativa promissora no tratamento de água e efluentes diminuindo a utilização do sulfato de alumínio no processo de floculação/coagulação. / In the midst of the wide biodiversity of Brazilian flora, the ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Miller) arouses special interest because of the high amount of mucilage in its leaves. Mucilage plants have been studied for some time in the flocculation / coagulation process in water treatments, with the intention of reducing or even succeeding the use of aluminum sulphate. Mucilage is a biopolymer with great gelforming, viscous solutions and stabilizing emulsion systems. The purpose of this study was to evaluate the yield of the mucilage in extraction processes, to characterize the clarified and clarified mucilage and to apply the clarified biopolymer of P. aculeata in the coagulation / flocculation process. For this, the leaves were oven dried to constant weight, the mucilage was extracted in aqueous solution by two different methodologies, evaluating the yield, characterization of the morphology by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometry (XRD) (FT-IR), determination of potential zero charge pH and thermal behavior by thermogravimetric analysis (TG / DSC). For the evaluation of coagulation and flocculation, the biopolymer was evaluated in water of the Pato Branco River by tests in Jar Test evaluating the efficiency of the removal of turbidity, removal of humic and aromatic substances. The extraction of the mucilage was evaluated in the yield of the production, in which the extraction at 95 ºC (30 min) yielded a three times higher yield than the extraction at 60 ºC (6 hours). The morphological characterization showed an amorphous structure, spongy and with adhesion of smaller particles to the surface of larger particles, indicating a hygroscopic material that can be used as a coagulant, being similar to other mucilages studied, in aspects of functional groups and thermal behavior. P. aculeata was confirmed as an aid in the coagulation / flocculation process in relation to the parameters and ranges studied, being more effective in conjunction with aluminum sulphate. As it is an easy-to-grow, non-toxic plant with relatively low cost for the extraction of its biopolymer, it is a promising alternative in the treatment of water and effluents by reducing the use of aluminum sulphate in the flocculation / coagulation process.