Orientador: Reinaldo Marchetto / Coorientador: Younés Messaddeq / Banca: Wilton Rogério Lustri / Banca: Rosana Maria Nascimento de Assunção / Resumo: A celulose bacteriana (CB) é um polímero produzido pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, e apresenta diversas aplicações biomédicas e tecnológicas. Recentemente foi desenvolvido o método de inserção in situ, que visa a produção de compósitos via adição de materiais no meio de cultura. Neste trabalho tem sido realizada a inserção de colágeno durante a formação da CB no intuito de melhorar as propriedades osteocondutoras do compósito, formando um scaffold visando o uso em regeneração óssea. A produção de celulose bacteriana foi testada via cultivo da bactéria gramnegativa Gluconacetobacter xylinus linhagem ATCC 23769, em diferentes meios de cultura estáticos e agitado à base de distintas fontes de carbono e adição de colágeno in situ, a fim de avaliar tanto a produção, como as propriedades dos materiais produzidos. Foram utilizados meios da literatura, ou com algumas modificações, sendo o meio com melhor resultado foi aquele utilizado no restante do trabalho, ou seja, na produção de compósitos in situ. As membranas sem adição de materiais in situ foram caracterizadas por FT-IR, DRX, MEV, grau de polimerização, intumescimento e análise térmica, apresentando similaridade com o material disponível no mercado para comercialização. O processo de obtenção das mantas de CB foi acompanhado e estudado através da avaliação do crescimento da cepa utilizada, curva de consumo de açúcares, variação do pH e produção de CB em função do tempo de cultivo, para avaliar qual condição seria ideal para a produção de CB. Foram obtidos melhores resultados utilizando-se o manitol como fonte de carbono e um pH inicial de 4,5, ao utilizar a cepa ATCC 23769. O cultivo agitado mostrou-se mais eficiente ao produzir 5,47 g/L. A produção do compósito à base de CB e colágeno (CB+Col) através da adição in situ, variando a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico aba / Abstract: The Bacterial Cellulose (BC) is a polymer produced by Gluconacetobacter xylinus bacteria, and shows many biomedical and technological applications. Recently was developed the in situ method of insertion, that aims to obtain composites materials via addiction of interfering substances in the culture medium. In this work, has been performed the insertion of collagen during the BC formation, aiming to improve the osteoconductive properties of composite, making a scaffold to be used at bone regeneration. The BC production was tested by bacterial culture of gram-negative Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 23769, in different culture media static and agitated based on different carbon sources and in situ addiction of collagen, to assess the production and the material properties. Literature mediuns were used, or with some modifications, being the best was that used at rest of the work, i.e., in the in situ composite production. The membranes without addiction of materials in situ were characterized by techniques FT-IR, XRD, SEM, degree of polimerization, swelling and termal analysis, showing similarity with the material available in the market for sale. The obtaining process of the BC blankets was accompanied and studied by evaluation of strain growing, sugar consumption curve, pH variation and BC production versus time of cultivation, to assess whats the ideal for BC production. Thus the better results was obtained using manitol as carbon source and a initial pH of 4,5, using ATCC 23769 strain. The agitated culture showed more efficient leading to a production of 5,47 g/L. The composite materials based on bacterial cellulose and collagen (CB+Col) through in situ addiction, varying from 1 to 5% (v/v) was performed at static culture. The final material was characterized regarding its physical-chemistry properties... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Regina Maria Barretto Cicarelli / Banca: Marcia Aparecida da Silva Graminha / Banca: Maurício Bacci Junior / Resumo: A família Trypanosomatidae compreende um grande número de protozoários parasitas, incluindo importantes agentes etiológicos de doenças humanas. Entre os causadores de doenças, destaca-se o Trypanosoma brucei (responsável pela Doença do Sono) e o Trypanosoma cruzi (agente causador da Doença de Chagas). Ambos possuem como mecanismo de processamento dos seus mRNAs o "trans-splicing", que envolve a excisão de íntrons e a união dos éxons de dois transcritos independentes, o splice-leader, e o pré-mRNA aceptor. As reações de cis e trans-splicing in vitro com extrato nuclear de células HeLa já foram padronizadas e utilizada como modelo em diversos experimentos. Entretanto, em tripanosomas, as únicas referências sobre a reação de transsplicing in vitro são de Vianna et. al., (2001) e Skaked et. al., (2010), com extratos de parasitas preparados de modos diferentes. A reação com células permeáveis do Trypanosoma cruzi foi usada como modelo para análise de drogas tripanocidas na reação de trans-splicing (Barbosa et. al., 2007); porém, não é um sistema livre de células conforme mencionado acima. Diante disso, este trabalho propõe reproduzir a reação de "trans-splicing" in vitro com extratos nucleares livre de parasitas utilizando as formas epimastigotas de T. cruzi e/ou as formas prociclicas de T. brucei e uma sequência parcial de alfa tubulina de T. cruzi como pré-mRNA aceptor. A padronização desta reação in vitro possibilitará avanços no entendimento da maquinaria do trans-spliceossomo, tornando-se também um modelo interessante para avaliação de mecanismo de ação de drogas tripanocidas / Abstract: Trypanosomatidae family comprises a large number of protozoan parasites, including important etiological agents of neglected human diseases. Among the diseases' agents, Trypanosoma brucei (responsible for sleeping sickness) and Trypanosoma cruzi (causative agent of Chagas' disease) are the most important parasites. Both have trans-splicing as a mechanism for the processing of its mRNA, which involves the excision of introns and union of exons form two independent transcripts, the spliceleader (SLRNA), and the acceptor pre-mRNA. The reaction of cis-and transsplicing in vitro with nuclear extract of HeLa cells has already been standardized and used as a model in several experiments. However, in trypanosomes, the only references on the reaction of trans-splicing in vitro are from Vianna et. al., (2001) and Skaked et. al., (2010), using parasitefree extracts prepared on different methods. For trypanocidal drugs analyze, trans-splicing reaction using T. cruzi permeable cells was used as a model (Barbosa et. al., 2007), but this is not the same as free-cell nuclear extract as mentioned above. Thus, this work shows trans-splicing in vitro reaction using nuclear extracts either from T. cruzi epimastigote forms and/or T. brucei procyclic forms reacting with the T. cruzi alpHa-tubulin cloned sequence as pre-mRNA acceptor. The standardization of this in vitro reaction will be able to promote advances to understanding the transspliceosomo machinery, as well as occurred in mammalian cis- and/or trans-splicing, becoming also an interesting model for evaluating trypanocidal drugs interference / Mestre

Orientador: Olga Maria Mascarenhas Faria de Oliveira / Coorientador: Kátia Maria da Silva Cerqueira Leite / Banca: Rubens Monti / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O maracujá amarelo (Passilflora edulis) pode ser consumido ao natural ou industrializado, e seu suco destaca-se entre os produzidos de frutas tropicais, tendo excelente aceitação, representando uma boa porcentagem dos sucos exportados, onde o Brasil é um dos principais exportadores. Uma das características importantes do suco é a cor, constituindo uns dos índices de qualidade no mercado de sucos, podendo ocorrer alteração da cor durante o processamento e armazenamento, o que pode implicar em não aceitação por parte do consumidor final. Isso pode ocorrer principalmente devido a reações bioquímicas de escurecimento e a alterações bioquímicas moleculares que resultam em flavors indesejáveis, perda de nutrientes, e formação de pigmentos de coloração marrom. Então o controle do escurecimento durante o armazenamento e processamento de frutos é muito importante para a preservação da aparência natural dos mesmos. Deste modo as enzimas polifenoloxidase (EC: 1.10.3.1; PPO) e a ascorbato oxidase (EC: 1.10.3.3; AO) podem ser responsáveis pelo escurecimento enzimático que fornece alteração de cor. O objetivo desse trabalho é estudar a PPO, a AO e sua influência no processo de escurecimento da fruta maracujá. Os resultados principais desse estudo foi que o pH ótimo de ensaio da PPO foi de 6,0 e da AO de 5,0, e suas temperaturas ótimas de 50°C (PPO) e 45°C (AO). Nos estudos de inativação térmica a PPO e a Ao apresentaram valores de D a 95°C de 5,11 min e de 1,94 min, respectivamente. As enzimas apresentaram inibição a cisteína 833 mmol/L, metabissulfito de sódio 33,5 mmol/L; EDTA 12,5 mmol/L; sacarose 200 mmol/L; ácido cítrico 250 mmol/L e ácido ascórbico 200 mmol/L. As constantes cinéticas dessas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The yellow passion fruit (Passilflora edulis) can be consumed fresh or processed, and its juice stands out among those produced tropical fruit, with excellent reception, representing a large percentage of juice exported, where Brazil is one of the leading exporters. An important feature is the color of the juice, making each of the indices of quality in the juice market, change in color may occur during processing and storage, which may not imply acceptance by the consumer. This can occur mainly due to biochemical reactions dimming molecular and biochemical changes that result in undesirable flavors, loss of nutrients, and formation of brown pigments. Then the control browning during storage and processing of fruits is very important to preserve the natural look of them. Thus the enzyme polyphenol oxidase (EC: 1.10.3.1, PPO) and ascorbate oxidase (EC: 1.10.3.3; AO) may be responsible for enzymatic browning that provides color change. The objective of this paper is to study the PPO, AO and its influence in the process of darkening of the passion fruit. The main results of this study was to test the optimum pH of PPO was 6.0 and 5.0 AO, and their optimum temperatures of 50°C (PPO) and 45°C (AO). In studies of thermal inactivation and PPO and AO had values of D at 95°C for 5.11 min and 1.94 min, respectively. The enzymes were inhited cysteine 833 mmol/L; sodium metabisulfite 33,5 mmol/L; EDTA 12,5 mmol/L; sucrose 200 mmol/L; citric acid 250 mmol/L; ascorbic acid 200 mmol/L. The kinetic constants of these enzymes were kM... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Vários estudos indicam que os antioxidantes podem prevenir e/ou atenuar o dano oxidativo causado pelos radicais livres, os quais em excesso estão associados com várias doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson. Nos últimos anos houve um aumento na descoberta de antioxidantes naturais devido à possibilidade de produção em larga escala a um custo menor que a síntese química. Devido ao seu enorme potencial de exploração, os fungos derivados do ambiente marinho são considerados um dos mais importantes recursos para a obtenção de novos agentes terapêuticos, pois um grande número de metabólitos estruturalmente novos e biologicamente ativos tem sido relatado destes organismos. Estudos também mostraram que a quantidade e a diversidade dos metabólitos secundários produzidos pelos fungos podem variar de acordo com o método de extração aplicado e as condições de cultivo. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi identificar taxonomicamente algumas espécies de fungos isolados das praias do Cabelo Gordo de Fora (São Sebastião/SP) e Balneário (Peruíbe/SP) e avaliar a influência do solvente, tempo de extração, temperatura de evaporação dos solventes, o meio de cultura (Meio Completo Marinho e Meio Sabouraud) e a fase de crescimento do fungo (exponencial e estacionária) para obtenção de compostos com atividade antioxidante e também analisar cromatograficamente os extratos obtidos. Os fungos estudados foram identificados como: Aspergillus niger, A. versicolor, Aureobasidium pullulans, Cladosporium, Exophiala sp; Madurella grisea, Penicillium sp, Rhizopus oryzae, Trichophyton tonsurans e Trichophyton terrestre. Utilizando análise estatística, os resultados obtidos mostraram que a atividade antioxidante foi significantemente influenciada pelos parâmetros estudados. Em todos os extratos, independente da espécie do fungo, a atividade antioxidante... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Various studies indicate that the antioxidants can prevent and/or attenuate the oxidative damage caused by free radicals, which in excess are associated with various neurodegenerative disorders like Alzheimer's and Parkinson's disease. In recent years, there had a growing interest in the discovery of natural antioxidants due to the possibility of largescale production at a lower cost than chemical synthesis. Marine-derived fungi, due to its enormous potential for exploration, have been considered one of the most important resources to obtain of new therapeutic agents because a large number of structurally novel and biologically active metabolites have been reported from these organisms. Studies also have shown that the quantity and diversity of secondary metabolites produced by fungi can vary depending on the applied extraction method and the cultivation conditions. In the context, the objectives of this study were to identify taxonomically some fungi isolated from two locations: Cabelo Gordo de Fora beach (São Sebastião -SP) and Balneário beach, (Peruíbe - SP) and to evaluate the influence of solvent, extraction time, evaporation temperature of the solvents, the culture media (Marine Complete Medium and Sabouraud Medium) and stage of fungal growth (exponential and stationary phases) for obtaining compounds with antioxidant activity and also to analyze chromatographically the extracts obtained. The fungi studied were identified as: Aspergillus niger, A. versicolor, Aureobasidium pullulans, Cladosporium, Exophiala sp; Madurella grisea, Penicillium sp, Rhizopus oryzae, Trichophyton tonsurans and Trichophyton terrestre. Using statistical analysis, the results obtained showed that the antioxidant activity was significantly influenced by parameters studied. In all extracts, independent of the fungal species, the antioxidant activity increased with the longer time of extraction... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Coorientador: Eduardo Maffud Cilli / Banca: Angêla Regina Araújo / Banca: Jairo Kenupp Bastos / Mestre

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Marcelo Mulato / Banca: Maria Cristina Roque Antunes Barreira / Resumo: No presente trabalho foi avaliada a equivalência entre as formas nativa e recombinante da lectina Artin M utilizando como ligante a peroxidase de raiz forte (HRP) por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo. Para tal foi preparado um biossensor por meio da imobilização da lectina, tanto nativa como recombinante, na superfície do cristal de quartzo piezelétrico. A imobilização das lectinas foi realizada por meio da construção de uma monocamada auto organizada utilizando dois alcanotióis, ácido 11-mercaptoundecanóico e o 2-mercaptoetanol. Para o acoplamento das proteínas foram utilizados N-etil-N- (dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidoxisuccinimida (NHS) que formam com os grupamentos carboxílicos um intermediário reativo. Após a preparação do biossensor foi utilizado um sistema de injeção em fluxo acoplado à microbalança de cristal a quartzo para o estudo da interação lectina-glicoconjugado. Desta forma, as interações da Artin M nativa e recombinante com a glicoproteína peroxidase de raiz forte foram estudadas por meio da determinação das suas constantes de afinidade aparente e de associação cinética, sendo que foram encontrados os valores de constante de afinidade aparente (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP, e os valores de constante cinética (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP. Os valores das constantes de interação obtidos evidenciaram a equivalência entre ambas as formas da lectina Artin M. Neste trabalho também foi determinada a constante de associação cinética da interação entre a lectina Artin M recombinante e linhagens celulares de leucemia mielóide aguda humana (NB4, K562 e U937), no intuito de melhor entender a diferença na citotoxicidade observada da Artin M sobre estas células ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present work was evaluated the equivalence between the native and recombinant forms of Artin M using horseradish peroxidase as ligand by means the quartz crystal microbalance technique. In this way, a biosensor was prepared immobilizing the lectin, native and recombinant forms, on piezoelectric quartz crystal surface. Lectins immobilization was realized constructing self assembled monolayers using the alkanethiols 11-mercaptoundecanoic acid and 2-mercaptoethanol. To the binding of proteins was used N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which form with carboxylic groups a reactive intermediary. After biosensor preparation was utilized a flow injection system coupled to quartz crystal microbalance to study the lectin-glycoconjugated interaction. Thus the native Artin M and recombinant Artin M interaction with horseradish peroxidase glycoprotein were studied by determining its apparent affinity constant and association kinetic constants. The values obtained to apparent affinity constant were (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions, and the values obtained to association kinetic constant were (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions. These constant values evidence the equivalence between native and recombinant forms of Artin M lectin. During this work were also determined the association kinetic constant of the interaction between recombinant Artin M and leukemic lineages from human acute myeloid leukemia (NB4, K562 and U937), with the purpose of a better understanding in the different cytotoxic effect of Artin M on these cells. In this way the values of association kinetic constant obtained was (0,3 ± 0,1) x 10-7 , (0,9 ± 0,1) x 10-7 e (2,7 ± 0,3) x 10-7 mL cel -1 to the interactions between Artin M and NB4, K562 and U937, respectively / Mestre

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Rubens Monti / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O bagaço de cana de açúcar (BCA) é o principal subproduto das indústrias de açúcar e álcool no Brasil e em função da sua abundância e baixo custo poderia ser usado para aumentar a produção de etanol, fornecendo vantagens econômicas e ambientais. A hidrólise enzimática é um caminho promissor para obter açúcares de BCA, mas a baixa acessibilidade enzimática da celulose nativa é a chave do problema neste processo. Por este motivo, o pré tratamento da biomassa é exigido para remover a lignina e a hemicelulose. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial biotecnológico de fungos filamentosos capazes de produzir grandes quantidades de enzimas celulolíticas utilizando o BCA como substrato com pré tratamento térmico e termo ácido. As espécies fúngicas selecionadas para este estudo foram: Aspergillus nidulans (mutante melanizado), Trichophyton terrestre e Aspergillus niger. Para o cultivo em estado sólido, o bagaço pré tratado foi inoculado com micélios ou esporos dos fungos e incubados a temperatura ambiente durante 15, 30 e 60 dias. A eficácia da hidrólise microbiana foi avaliada em relação ao açúcar total (AT), ao açúcar redutor (AR), as concentrações de fenol (Fe) e a atividade das enzimas celulolíticas (celulase, avicelase e CMCase). Os resultados mostraram que a quantidade de AT, AR e Fe foi mais elevada quando os fungos foram crescidos sobre o BCA com pré tratamento termo ácido comparado ao BCA com pré tratamento térmico. Dentre os fungos estudados, o filtrado da cultura do A. niger crescido sobre o BCA com pré tratamento termo ácido por 60 dias pode ser usado como o meio fermentativo para a produção de etanol devido a uma elevada concentração açúcar redutor (1,16% m/v ou 11,6 g.L 1 ) e de baixas concentrações de fenol (0,003% m/v ou 0,03 g.L 1 ). O nível o mais elevado de celulase... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar bagasse cane (SCB) is the major by product of the sugar and alcohol industries in Brazil and in function of its abundance and low cost could be used to increase ethanol production, providing economic and environmental advantages. Enzymatic hydrolysis is a promising way for obtaining sugars from SCB, but the low enzymatic accessibility of the native cellulose is a key problem in this processes. For this reason, the pretreatment of biomass is required to remove lignin and hemicellulose. The main objective of this work was to evaluate the biotechnological potential of filamentous fungi to produce large amounts of cellulolitic enzymes using thermal and/or acid pretreated SCB as substrate. The selected fungal species for this study were: Aspergillus nidulans (melanized mutant), A. niger and Trychophyton terrestre. For cultivation in solid state, the pretreated bagasse was inoculated with mycelia or spores of the fungi and incubate at room temperature during 15, 30 and 60 days. The effectiveness of the microbial hydrolysis was evaluated in terms of total sugar (TS), reducing sugar (RS) and phenol (Phe) concentrations and also activity of cellulolitic enzymes (cellulase, avicelase and CMCase). The results showed that the amount of TS, RS and Phe was higher when the fungi grown on acid and thermal pretreated SCB compared to thermal pretreated SCB. Among fungi studied, the filtrate of A. niger culture grown on acid and thermal pretreated SCB for 60 days could be used as fermentative medium for production of ethanol due to presence of high concentration of reducing sugar (1,16% m/v or 11,6 g.L 1 ) and low amounts of phenol (0,003% m/v or 0,03 g.L 1 ). The highest level of cellulase, corresponding to 0,74 IU.mL 1 , was obtained in the A. nidulans culture after 15 days of growth. For CMCase and avicelase, the maximum activity was exhibited respectively... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo / Banca: Alberto Colli Badino Junior / Banca: José Gregório Cabrera Gomez / Resumo: β-lactâmicos são compostos de elevada importância clínica. Streptomyces clavuligerus produz vários destes compostos, como penicilina N (PenN), deacetilcefalosporina C, deacetoxicefalosporina C, cefamicina C (CefC) e ácido clavulânico (AC). Particularmente, CefC é um antibiótico de grande interesse por suas características de resistência a β-lactamases. A biossíntese deste antibiótico envolve uma série complexa de reações enzimáticas, iniciando-se com a etapa limitante de conversão de L-lisina em ácido L-α-aminoadípico (AAA) que, então, condensa-se com cisteína e valina para formar L-α-aminoadipil-L-cisteinil-D-valina (ACV), o precursor dos antibióticos β-lactâmicos. A formulação de meios utilizando-se estratégias racionais tem sido de fundamental importância para incrementar a produção de antibióticos β - lactâmicos em S. clavuligerus. No presente trabalho, visando contornar a etapa de conversão de L-lisina, investigou-se o efeito da adição de AAA e/ou L-lisina no processo de produção de CefC por S. clavuligerus ATCC 27064 em meio de produção complexo solúvel contendo amido e farinha de semente de algodão (ProfloTM) como principais fontes de C e energia e de N, respectivamente. Inicialmente, foram realizadas fermentações adicionando-se ao meio um ou outro aminoácido. Os resultados destes experimentos subsidiaram, então, a seleção de faixas de concentração dos aminoácidos, através de métodos de planejamento experimental, para investigar o efeito combinado destes compostos no processo. Os dados obtidos foram avaliados estatisticamente por meio de metodologia de superfície de resposta, relacionando-se concentração inicial e consumo de AAA e L-lisina com a produção de CefC. Nos experimentos com os meios contendo somente L-lisina ou AAA, como também naqueles estabelecidos através de metodologia de planejamento experimental... (resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: β-lactams are compounds of high clinical importance. Streptomyces clavuligerus produces various of these compounds, such as penicillin N (PenN), deacetiylcephalosporin C, deacetoxycephalosporin C, cephamycin C (CefC), and clavulanic acid (AC). Particularly, CefC is an antibiotic of great interest for its characteristics of β-lactamases resistance. The biosynthesis pathway of CefC involves a complex series of enzymatic reactions, starting with the rate-limiting step of the lysine conversion to α-aminoadipic acid (AAA), followed of this compound condensation with cysteine and valine to form L-α-aminoadipyl-L-cysteinyl-D-valine (ACV), the precursor of β-lactam antibiotics. In this work, the effect of the addition of AAA and / or lysine on CefC production by S. clavuligerus ATCC 27064 was investigated. It was used a complex medium containing soluble starch and cottonseed flour (ProfloTM) as main sources of C and energy, and N, respectively. Initially, fermentations were carried out by adding to the medium one or other amino acid. The results of these experiments were used to select the concentration ranges of amino acids by using methods of experimental design. A three-level full-factorial design was applied to investigate the combined effects of lysine and AAA concentrations on CefC production. Response surface methodology was used to determine statistically the optimum amino acids concentration values in order to obtain the maximum concentration of antibiotic. Positive effects of these amino acids on the production of antibiotics were observed in the experiments using media containing lysine or AAA, as well in the designed experiments. The effect of adding phosphate ions in the production medium was investigated too. It was found that there was a maximum production with the addition of 15 mM, within the range studied (0 to 25 mM phosphate). To confirm the results, a fermentation run was... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: O uso de bactéria como agente catalítico para a lixiviação de sulfetos minerais é largamente reconhecido hoje como uma metodologia interessante, sob o ponto de vista econômico e ambiental, para a recuperação de metais de minérios de baixo teor e minérios de sulfetos secundários. A principal bactéria envolvida neste processo é a Acidithiobacillus ferrooxidans, um microrganismo quimiolitotrófico e acidofílico que obtem energia através da oxidação do íon Fe2+, além das formas reduzidas de enxofre e sulfetos metálicos. Dentre os principais sulfetos metálicos encontrados nas reservas minerais de cobre, a calcopirita (CuFeS2) é a que mais se destaca por ser o mineral mais abundante e ao mesmo tempo mais refratário ao ataque químico e bacteriano. Dentro desse contexto há um grande interesse no desenvolvimento de alternativas para otimizar a solubilização desse sulfeto. Neste trabalho, foram investigados o efeito dos ácidos orgânicos e dos íons cloreto e na biolixiviação da calcopirita visando aumentar a solubilização de cobre desse sulfeto. Com relação ao estudo com os ácidos orgânicos (cítrico e oxálico) foi observado que a linhagem bacteriana A. ferrooxidans-LR foi inibida na presença do ácido oxálico em concentrações acima de 0,10 % m/v. Na presença de ácido cítrico não foi observado nenhuma inibição nas diversas concentrações utilizadas. Em função desses resultados o ácido cítrico foi o único a ser utilizado nos ensaios posteriores. O teste de solubilização das jarositas demonstrou que uma vez formada, ela não pode ser dissolvida pela adição de ácido cítrico. No entanto, este ácido mostrou-se eficiente para conter a formação destes precipitados. Os ensaios de biolixiviação na presença de ácido cítrico foram acompanhados por 60 dias através de medidas de pH, Eh, [Fe2+], [Fe3+] e [Cu]... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Acidithiobacillus ferrooxidans is a chemolithoautotrophic and acidophilic bacterium which obtain their energy through oxidation of the iron Fe+2 or sulfur reduced compounds including metal sulfides. This is the main species involved in the metals bioleaching process, an useful methodology to recovery metals from low-grade ores and secondary mineral sulfides. Chalcopyrite (CuFeS2) is one of the most abundant mineral of copper but at same time the most refractory, both to chemical and biological dissolution. So, it would be interesting to develop alternative technologies to improve copper solubilization from this sulfide. In the present study, it was investigated the effect of chlorine ions and organic acids in the chalcopyrite dissolution by bioleaching experiments in shake flask, following parameters such as pH, Eh, [Fe2+], [Fe3+] and [Cu]. Solid residues collected during and at end of assays were analyzed by X rays diffraction technique. The presence of Cl- ions (150 mmol L-1) and bacterium cells increased the degree of the chalcopyrite dissolution, comparing to abiotic controls and without Cl- ions. Two kinds of cell adaptation were also investigated regarding their capacity of copper extraction. Chlorine adapted cells showed better results than those adapted only to grow in chalcopyrite. Indeed, successive Cl- ions addition during experiment time course, at 10 e 20 mmol L-1, enhanced copper extraction in about 70% in comparison to that of 150 mmol L-1 in just one addition. The main new solid phase obtained during bioleaching experiments in inoculated flasks was covelllite, but jarosites were not produced in these conditions, which can be considered a promising result. The successive chlorine ion addition in bioleaching of chalcopyrite showed to be a potential procedure to improve copper extraction. Basically, the studies of organic acids (citric and oxalic)... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Oswaldo Garcia Júnior / Coorientador: Denise Bevilaqua / Banca: Assis Vicente Bendetti / Banca: Ana Teresa Lombardi / Mestre

Orientador: Elisa Helena Giglio Ponsano / Banca: Maria Josefa Santos Yabe / Banca: Eleonora Cano Carmona / Resumo: Uma das aplicações da biotecnologia em prol do desenvolvimento sustentado reside na utilização de subprodutos industriais poluentes como substratos para a produção de substâncias de interesse econômico por meio de micro-organismos. Rubrivivax gelatinosus foi cultivada em efluente de indústria de processamento de tilápias com o objetivo de se estudar os parâmetros indicativos de seu crescimento, produção de massa celular e capacidade despoluente e gerar dados para comparar a produtividade alcançada, utilizando-se duas tecnologias de recuperação da biomassa. Inicialmente, o efluente foi submetido à caracterização físico-química e microbiológica, seguido de filtração e tratamento térmico. Cultivos da bactéria realizados no efluente tratado durante 15 dias, sob anaerobiose, 32 ± 2oC e 1.400 ± 200 lux, utilizando-se inóculo em nível de 1% (v/v) e pH ajustado para 7,0, mostraram que a produção de massa celular (0,273 g L-1) e a taxa de crescimento específico (0,188 h-1) foram maiores com 72 e 48 horas de cultivo, respectivamente. Ao final do processo, o pH elevou-se para 8,2 e houve reduções de 28,72%, 38,01% e 42,75% nas concentrações de nitrogênio total e óleos e graxas e na DQO, respectivamente. Posteriormente, o cultivo foi realizado sob anaerobiose, 30 ± 5ºC e 2.000 ± 500 lux, utilizando-se inóculo de 1% (v/v) e pH de 7,0 durante 10 dias, e a recuperação da biomassa foi realizada por meio de centrifugação (processo A) e microfiltração (processo B). A produtividade e a redução da DQO foram, respectivamente, 0,043 g biomassa L-1 dia-1 e 52,51% em A e 0,079 g biomassa L-1 dia-1 e 81,25% em B. O efluente utilizado mostrou-se adequado para o crescimento da bactéria, permitiu a produção de massa celular e reduziu a carga poluente. A microfiltração tangencial foi a melhor metodologia para a obtenção da biomassa e redução da DQO. / Abstract: One application of biotechnology that contributes to sustainable development is the utilization of industrial byproducts as substrates for the production of substances by microorganism. Phototropic bacteria Rubrivivax gelatinosus was grown in wastewater from tilapia fish slaughter and processing industry for the assessment of growth parameters, cell mass production and organic matter utilization and to provide data for the comparison of productivity rates through the utilization of two different technologies for the biomass recovery. Initially, the effluent was characterized by physical, chemical and microbiological methods and, after that, it was filtered and heat treated in order to support the bacterial growth. Cultivation was carried out under anaerobiosis, 32 ± 2ºC and 1.400 ± 200 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 15 days. The results showed that the highest cell mass production (0.273 g L-1) and the highest specific growth rate (0.188 h-1) were accomplished with 72 and 48 hours, respectively. At the end of the cultivation, pH increased to 8.2, total nitrogen was reduced in 28.72%, oil and grease were reduced in 38.01% and COD decreased 42.75%. Subsequently, the bacterial cultivation was carried out under anaerobiosis, 30 ± 5ºC and 2.000 ± 500 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 10 days and the biomass recuperation was performed by means of centrifugation (process A) and microfiltration (process B). Productivity and COD decrease were 0.043 g biomass L-1 day-1 and 52.51% in process A and 0.079 g biomass L-1 day-1 and 81.25% in process B, respectively. The effluent used in this work was considered to be suitable for the growth of the phototropic bacteria allowing biomass production and pollutant load decrease. The cross-flow microfiltration was the best method for obtaining... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Luiz Furtado / Banca: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Banca: Vera Lucia Ramos Bononi / Banca: Geraldo Bortoletto Junior / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo de biodegradação de tocos de Eucalyptus grandis por fungos, com o intuito de se desenvolver uma metodologia alternativa para o processo de destoca em povoamentos de Eucalyptus spp.. Para tal, foram utilizadas cinco espécies de fungos, Lentinula edodes (Berk.) Pegler, Pleurotus sajor caju (Fr.) Singer, Polyporus guiannensis Mont., Pycnoporus sangüineus e Ganoderma applanatum (Pers.) Pat., testados em laboratório e em campo. Para a avaliação da eficiência destas espécies quanto à degradação, verificou-se a velocidade de crescimento em placas de petri e em tubos contendo serragem, perdas de massa de corpos de prova de madeira e os teores de lignina, celulose e holocelulose, antes e após a ação dos fungos. As maiores médias de crescimento diário foram alcançadas por Polyporus guiannensi. Nos testes de degradação com corpos de prova, foi observada maior eficiência pelo do fungo Ganoderma applanatum. Nos testes de campo, realizados para a avaliação da degradação de tocos, os fungos anteriormente descritos foram inoculados seguindo a metodologia adaptada de inoculação utilizada no cultivo do cogumelo comestível Lentinula edodes (shiitake), em tocos do último corte, em 3 regiões distintas: Luiz Antonio, Capão Bonito e Jacareí (todas no estado de São Paulo), na presença e ausência de câmara umida. Após 5 meses da inoculação, verificou-se que para as regiões Luiz Antonio e Capão Bonito os tratamentos com câmara úmida apresentaram melhores resultados quanto à degradação dos tocos. As espécies Ganoderma aplanatum e Pycnoporus sangüineus apresentaram maior eficiência quanto à degradação dos tocos no campo. Nas condições em que se realizaram os testes de patogenicidade em plantas jovens e adultas, os fungos aqui testados não indicaram ser patogênico. / Doutor