O selênio é um não metal da família 6A e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana, com importante ação antioxidante, atuando na prevenção de diversas doenças. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio aumenta sua absorção pelo organismo e reduz o risco dos efeitos tóxicos causados pelo consumo de sua forma inorgânica, selenito de sódio. A produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos amiláceos e lignocelulósicos como fontes de carbono e de nitrogênio é uma alternativa de baixo custo e inovadora. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção de biomassa de levedura enriquecida com selênio para alimentação animal a partir de resíduos da agroindústria. Foram avaliadas sete linhagens, pertencentes às espécies Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis e Saccharomyces cerevisiae. Realizaram-se estudos em cultivo submerso com selenito de sódio para avaliar os efeitos no metabolismo microbiano, com ênfase no crescimento celular e incorporação de selênio. Todas as linhagens avaliadas foram capazes de crescer e incorporar selênio, sendo que S. cerevisiae SSS41 apresentou elevada tolerância a esse composto e capacidade de crescimento em hidrolisados amiláceos, acrescidos de selênio. Entre os hidrolisados utilizados no processo fermentativo, o hidrolisado de farelo de soja apresentou elevada concentração de proteínas, não sendo necessária sua suplementação com nutrientes para que a linhagem S. cerevisiae SSS41 produzisse 7,0 g/L de biomassa celular e incorporasse 2375 ppm de selênio. Com a adição de nutrientes e de concentrações mais elevadas de selênio o crescimento celular se manteve constante, porém a incorporação de selênio foi superior a 11000 ppm. Em cultivos realizados com melaço de cana-de-açúcar o crescimento celular foi de 4,17 ± 0,24 g/L, com incorporação de 6528 ± 10 ppm de selênio. Além dos cultivos submersos, também foi realizada fermentação em estado sólido com a levedura R. glutinis CCT-2186, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz hidrolisado como substratos sólidos e hidrolisado de farelo de arroz com e sem a adição de selênio na solução umedecedora. Nos ensaios realizados, a levedura foi capaz de crescer e incorporar 6038 ± 1219 ppm de selênio. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio apresenta diversos benefícios à saúde e a utilização de resíduos agroindustriais vegetal é um processo inovador e reduz os custos de produção. / Selenium is an essential micronutrient for animal and human health, with na important antioxidant role, preventing several diseases. Consumption of Se-enriched yeast biomass increases selenium absorption in the digestion process and it is less toxic than its inorganic salt, sodium selenite. The production of Se-enriched yeasts from lignocellulosic and starchy residues as carbon and nitrogen sources is na inexpensive and novel alternative. In this context, the present study aims to produce Se-enriched yeast biomass for animal feed from agroindustrial wastes. Seven yeast strains were evaluated from species Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis and Saccharomyces cerevisiae. Studies were carried out in submerged culture containing sodium selenite, to verify the effects on microbial metabolism, with emphasis on cell growth and selenium incorporation. All strains evaluated were able to grow and incorporate selenium and S. cerevisiae SSS41 presented high tolerance to this compound and growth capacity in starch hydrolysates containing selenium. Among the hydrolysates used in the fermentation process, soybean bran presented a high protein concentration, and no nutriente supplementation was necessary for the production of 7.0 g/L cellular biomass and incorporation of 2375 ppm of selenium by S. cerevisiae SSS41 strain. With the addition of nutrients and higher concentrations of selenium, cell growth remained steady, but the incorporation of selenium was higher than 11000 ppm. In fermentations carried out with sugarcane molasses, the cell growth of S. cerevisiae SSS41 was 4.17 ± 0.24 g/L, incorporating 6528 ± 10 ppm of selenium. In parallel, solid-state fermentation was carried out with yeast R. glutinis CCT-2186, using sugarcane bagasse and hydrolyzed rice bran as solid substrates and rice bran hydrolyzate with and without the addition of selenium in humidifying solution. In these conditions, the yeast was able to grow and incorporate 6038 ± 1219 ppm of selenium. The consumption of selenium-enriched yeast biomass has several health benefits and the use of agro-industrial wastes is an innovative process and reduces production costs.

O sabugo de milho, devido a sua estrutura lignocelulósica, pode servir como fonte de biomassa renovável na produção de açúcares solúveis que podem ser convertidos em produtos de elevados valores agregados, como etanol e outros. A hidrólise ácida é o método mais utilizado na obtenção de hidrolisado hemicelulósico de materiais lignocelulósicos ricos em açúcares fermentescíveis, sendo o açúcar xilose em maior concentração. A levedura fermentadora de xilose Scheffersomyces stipitis está entre os poucos organismos que utilizam a xilose e a glicose e exibem um sistema regulatório de transição entre o processo respiratório e o fermentativo. Este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia de obtenção de bioetanol por S. stipitis CBS 6054, a partir da fração hemicelulósica do sabugo de milho, avaliando a formulação nutricional do meio de fermentação. Como fonte de nitrogênio alternativa foi escolhida o farelo de soja. O hidrolisado hemicelulósico de sabugo de milho (HHSM), obtido por hidrólise ácida, foi concentrado a vácuo e tratado pela elevação e abaixamento de pH. O hidrolisado de farelo de soja foi obtido por hidrólise enzimática (Alcalase, 600C, 100 rpm, 3h). Para avaliar a solubilidade do hidrolisado de farelo de soja em HHSM (pH de 4,0 a 7,0) empregou-se planejamento fatorial 22 completo com análise de superfície de resposta (RSM). A suplementação do HHSM com a proteína de farelo de soja solubilizada em associação ou não com outros nutrientes (ureia e sulfato de amônio) na obtenção de bioetanol por S. stipitis foi avaliada por meio de um planejamento fatorial 23 completo com RSM. A fermentação foi realizada em frascos de Erlenmeyer (125 mL) contendo 50 mL de meio sob agitação de 150 rpm e 30 °C. A concentração de inoculo foi de 1,5 g/L de células. Os resultados mostraram que a hidrólise ácida favoreceu a remoção da fração hemicelulósica (88,05%) com pouca alteração na celulose (10,06%) e da lignina (27,07%) com relação ao material in natura, proporcionando um hidrolisado hemicelulósico rico em xilose (28,30 g/L) com baixas concentrações de compostos fenólicos e furanos. O tratamento do HHSM reduziu seu teor proteico em relação ao hidrolisado concentrado (74,76%) e hidrolisado original (28,53%). O farelo de soja foi de boa qualidade apresentando solubilidade da proteína em KOH igual a 82,99% e índice de urease igual a 0,00. A hidrólise enzimática de farelo de soja hidrolisou 50,45% mais proteína do que a extração aquosa de proteína de farelo de soja, obtendo-se 45 g/L de proteína solubilizada. Na quantificação de proteína pelo método de Lowry foi necessário levar em consideração a presença de espécies interferentes do HHSM. A máxima solubilização da proteína de soja (9,02 g/L) em HHSM foi obtida maximizando a concentração de hidrolisado de farelo de soja (5,0 g/L). O pH, nos níveis estudados, não influenciou a solubilização da proteína de soja em HHSM. Pela RMS, o valor máximo para o fator de conversão de açúcares em etanol (0,20 g/g) pode ser alcançado empregando-se hidrolisado de farelo de soja em seu nível superior (5,0 g/L) e uréia (3 g/L) e sulfato de amônio (3,0 g/L) em seus pontos centrais. A fonte de proteína de farelo de soja solubilizada em HHSM tem potencial como fonte de nitrogênio alternativa na produção de bioetanol por Scheffersomyces stipitis. / The corn cob, due to its lignocellulosic structure, can be used as a biomass renewable source for soluble sugars can be converted into high value-added products, such as ethanol and others. Acid hydrolysis is the mostly used method to obtain hemicellulosic hydrolysate from lignocellulosic materials, leading to the obtaining of the xylose sugar at the highest concentration, from their hemicellulosic fraction. The xylose fermenting yeast Scheffersomyces stipitis is among the few organisms that utilize both xylose and glucose regulatory systems and exhibits a transition between the respiratory and fermentative processes. This work aims to contribute to the development of a technology to obtain bioethanol by Scheffersomyces stipitis CBS 6054, from the corn cob hemicellulosic fraction, evaluating the nutritional formulation of the fermentation medium. As an alternative of nitrogen source, it was chosen soybean bran. The corn cob hemicellulosic hydrolysate (HHSM) was obtained by acid hydrolysis, vacuum evaporated and treated by pH variation. Hydrolysate of soybean bran was obtained by enzymatic hydrolysis (Alcalase, 60°C, 100 rpm, 3h). The solubility evaluation of the hydrolysate of soybean bran in HHSM (pH 4.0 to 7.0) was performed by 22 full factorial design using response surface methodology (RSM). The supplementation of HHSM with solubilized soybean bran protein associated or not with other nutrients (urea and ammonium sulphate) to obtain bioethanol employed a 23 full factorial design using RSM. The fermentation was carried out in Erlenmeyer flasks (125 mL) containing 50mL of medium stirred at 150rpm and 30 °C. The inoculum concentration was 1.5 g/L of cells. The results showed that the acid hydrolysis favored removal of the hemicellulosic fraction (88.05%) with little change in cellulose (10.06%) and lignin (27.07%) compared to the in natura material, providing a hemicellulosic hydrolysate rich in xylose (28.30 g/L) with low concentrations of phenolics compounds and furans. Treatment of HHSM reduced protein content in the vaccum evaporated hydrolysate (74.76%) and original hydrolysate (28.53%). Soybean bran had good quality as shown by the protein solubility of KOH of 82.99 % and by urease index of 0.00. The soybean bran enzymatic hydrolysis produced 50.45% more protein than aqueous soybean bran protein extraction, yielding 45 g/L of solubilized protein. In the determination of protein content by the Lowry method was necessary to take into account the presence of interfering species of the HHSM. The maximum soybean bran protein solubility (9.01 g/L) was obtained maximizing the concentration of hydrolysate of soybean bran (5.0 g /L) in HHSM. In the range studied in this work, the pH did not influence the solubility of soybean bran protein in HHSM. For the response surface methodology, the maximum value for the ethanol yield (0.20 g/g.) can be achieved employing hydrolysate of soybean bran in its upper level (5.0 g/L) and urea (3 g/L) and ammonium sulfate (3 g/L) in their center points. The source of soybean bran protein solubilized in HHSM has potential as an alternative nitrogen source for bioethanol production by Scheffersomyces stipitis.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade celulolítica de fungos isolados de bagaço de cana-de-açúcar e serapilheira, atuantes sobre bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz como substratos. Dez isolados fúngicos de amostras de bagaço de cana-de-açúcar e material vegetal em decomposição foram avaliados quanto à atividade celulolítica, tendo como referências os fungos Trichoderma reesei QM9414 e T. reesei RUTC30. A atividade celulolítica foi estimada pela capacidade hidrolítica do extrato enzimático dos fungos crescidos em bagaço de cana-deaçúcar, com e sem pré-tratamento térmico e com diferentes proporções de farelo de arroz. A atividade celulolítica foi estimada tanto em papel de filtro, para celulase total, como a carboximetilcelulose sódica, para endoglucanase. Os isolados identificados por análise molecular através da região 26S rDNA foram: Aspergillus giganteus (S1), Aspergillus fumigatus (S2 e F4), Trichoderma viride/Trichoderma hamatum (S3 e S6), Trichoderma koningiopsis (TPB), Paecilomyces variotti (F1), Moniliophthora perniciosa (F2), Acremonium cellulyticus/Penicillium verruculosum (G3) e Trichoderma sp RA305 (MAD). O Trichoderma reesei QM9414 apresentou a maior atividade tanto para celulase total como para endoglucanase. O isolado F1 não diferiu estatisticamente para atividade de endoglucanase em relação à cepa QM9414 em substrato contento somente bagaço. O isolado MAD não diferiu estatisticamente para atividade de celulase total e endoglucanse em relação à cepa QM9414 em substrato contendo 10% de farelo de arroz. Os isolados TPB e S2 apresentaram as maiores atividades para endoglucanase em bagaço de cana-de-açúcar tratado. Tais resultados mostram que a biodiversidade em nichos, como o bagaço de cana-de-açúcar e materiais vegetais em decomposição, podem fornecer linhagens de fungos celulolíticos com grande potencial biotecnológico. / The objective of this work was to evaluate the cellulolytic activity of fungi isolated from sugarcane bagasse and decaying plant material, growing on sugarcane bagasse and rice bran as substrate. Ten isolates from sugarcane bagasse and decayed plant material were evaluated for their cellulolytic activity as compared to the fungi Trichoderma reesei QM9414 and T. reesei RUTC30. The cellulolytic activity was estimated by the hydrolytic capacity of the enzymatic extract of fungi grown on sugarcane bagasse, with and without pre-heat treatment and with different proportions of rice bran. It was used as substrates both filter paper, for total cellulolytic activity, and sodium carboxymethyl cellulose, for endoglucanase activity. The isolates identified by molecular analysis using 26S rDNA region were: Aspergillus giganteus (S1), Aspergillus fumigatus (S2 and F4), Trichoderma viride/Trichoderma hamatum (S3 and S6), Trichoderma koningiopsis (TPB), Paecilomyces variotti (F1), Moniliophthora perniciosa (F2), Acremonium cellulyticus/Penicillium verruculosum (G3) and Trichoderma sp RA305 (MAD). Trichoderma reesei QM9414 showed the highest total cellulolytic activity and endoglucanase activity among all isolates. Isolate F1 was not statistically different for endoglucanase activity in relation to strain QM9414 using bagasse as substrate. Isolate MAD was not statistically different for total cellulose activity and endoglucanase activity in relation to strain QM9414 using substrate containing 10% of rice bran. Isolates TPB and S2 had the highest endoglucanase activities using sugarcane bagasse treated as substrate. These results show that biodiversity in niches, such as bagasse and decayed plant material, can provide strains of cellulolytic fungi with great biotechnological potential.

As estatinas são os agentes mais eficazes para a redução de colesterol no tratamento de doenças cardiovasculares, e algumas destas moléculas podem ser produzidas através de processos biológicos como o cultivo semi-sólido de fungos filamentosos. O objetivo deste estudo foi determinar a capacidade de produção de estatinas e compostos antimicrobianos por cinco cepas de fungos isolados de Cana de Açúcar. Para isso, extratos obtidos a partir dos cultivos foram analisados por métodos analíticos como CLAE e RMN para determinar a presença de estatinas; adicionalmente, os extratos foram testados contra diferentes modelos biológicos incluindo bactérias, leveduras, fungos filamentosos, células de ovário de hamster chinês, e parasitas. De acordo com os resultados obtidos, os cinco fungos avaliados não produzem estatinas, e em relação ao biomonitoramento dos extratos foi observado um efeito biológico sobre os parasitas e as células de mamífero, no entanto, é possível que o efeito obtido seja uma resposta dos compostos do substrato dos cultivos (Farelo de trigo). / Statins are the most effective cholesterol lowering agents for the treatment of cardiovascular disease, and some of these molecules can be produced through biological process such as the solid state fermentation. The aim of this study was determinate the capability of production of statins and antimicrobials compounds by five strains of fungi isolated from Brazilian sugar cane. For this purpose, extracts were obtained from the cultures and analyzed through analytical methods as HPLC and NMR in order to determinate the presence of statins; in addition, the extracts were tested against different biological models including bacteria, yeast, filamentous fungi, chinese hamster ovary cells, and parasites. According to the results obtained, the five fungal strains tested did not produce statins, and the extracts produced a biological effect against the parasites and mammalian cells, nevertheless it is possible that this effect observed was a response of the compounds from the culture substrate (wheat bran).

Durante o desenvolvimento da presente Tese de Doutorado buscou-se como objetivo principal o estudo da viabilidade técnica da substituição do solvente utilizado no processo industrial de extração de óleos vegetais, hexana, por álcoois de cadeia curta, etanol ou isopropanol, com diferentes graus de hidratação, sendo estes considerados mais seguros frente à alta toxicidade e inflamabilidade da hexana. Ainda, estes solventes alcoólicos podem ser parcialmente recuperados após o processo de extração devido apresentarem miscibilidade parcial com óleo à temperatura ambiente. Buscando-se aumentar o rendimento de extração de óleo e agregar valor ao material desengordurado rico em proteínas, a torta de sementes de gergelim foi submetida ao processo de extração alcoólica utilizando-se etanol ou isopropanol, absoluto ou azeotrópico, nas temperaturas de 50 a 90 °C. Resultados mostraram que a hidratação do solvente alcoólico afetou negativamente a eficiência de extração de óleo, enquanto o aumento da temperatura favoreceu este processo, com valores de rendimento de extração de aproximadamente 98 % sendo atingidos para solventes absolutos a 90 °C, considerando um único estágio de contato. O óleo de torta de sementes de gergelim obtido da extração alcoólica mostrou-se rico em sesamina, contendo aproximadamente 4 g/kg deste composto, independentemente do tipo de solvente e temperatura. Isopropanol absoluto exibiu a melhor capacidade de extração de tocoferóis, permitindo obter óleo de torta de sementes de gergelim com 177 mg/kg deste composto minoritário. Em adição, independentemente da condição de processo empregada, o óleo obtido da extração alcoólica apresentou composição típica de óleo de sementes de gergelim. Em relação à fração proteica, a utilização de temperaturas variando de 50 a 80 °C, para todos os solventes alcoólicos estudados, não afetou a solubilidade proteica e a estabilidade térmica dos sólidos desengordurados. Para o farelo de arroz, os baixos valores de índice de solubilidade obtidos, cerca de 10 %, inviabilizaram a produção de concentrados proteicos e, portanto, o impacto das condições de extração sobre as propriedades funcionais dos materiais desengordurados oriundos da extração alcoólica sequencial de óleo de farelo de arroz, a 60 e 80 °C, foi avaliado. Altos valores de capacidade de absorção de água (4 g/g amostra) e óleo (3 g/g amostra) foram obtidos, denotando a possibilidade da aplicação deste material em produtos de panificação e cárneos, respectivamente. Em adição, observou-se que o processo de extração alcoólica não interferiu na estabilidade das espumas produzidas, porém exerceu influência negativa na estabilidade das emulsões. Ademais, no estudo da recuperação do solvente, etapa subsequente ao processo de extração, dados de equilíbrio de fases determinados para sistemas lipídicos compostos por óleo bruto de sementes de gergelim, obtido da prensagem mecânica industrial, e solventes alcoólicos, entre 10 e 60 °C, mostraram que a temperatura influenciou fracamente a solubilidade mútua dos componentes do sistema, enquanto a hidratação do solvente causou uma diminuição desta solubilidade, com consequente redução do coeficiente de partição para o óleo e ácidos graxos livres. Parâmetros do modelo NRTL ajustados aos dados experimentais apresentaram adequada descrição do comportamento dos sistemas lipídicos, com desvios variando de 0,15 a 0,49 %. Em adição, buscando-se associar os resultados obtidos nos experimentos de extração alcoólica de óleo de torta de sementes de gergelim aos dados de equilíbrio líquido-líquido observou-se que os parâmetros estimados para os sistemas lipídicos contendo etanol e isopropanol conseguiram prever adequadamente os teores de sólidos solúveis contidos nas fases extrato oriundas dos experimentos de extração sólido-líquido nos quais Et0 e IPA12 foram utilizados como solventes. Ainda, os parâmetros de interação binários estimados foram utilizados para determinação da proporção mássica mínima de óleo:solvente no extrato que possibilitaria dessolventização parcial, devido à separação de fases com a redução da temperatura, sendo encontrados valores de 1:5 para Et0, 1:3 para IPA0 e 1:1 para os álcoois mais hidratados, Et6 e IPA12. / During the development of this Ph.D. Thesis, the main objective was to study the technical feasibility of replacing the solvent used in the industrial process of vegetable oils extraction, hexane, by short chain alcohols, ethanol or isopropanol, with different degrees of hydration, which are considered safer due to the hexane high toxicity and flammability. Also, these alcoholic solvents can be partially recovered after the extraction process due to partial miscibility with oil at room temperature. In order to increase the oil extraction yield and add value to the protein-rich defatted meal, sesame seed cake was submitted to the alcoholic extraction process using ethanol or isopropanol, absolute or azeotropic, at temperatures from 50 to 90 °C. Results showed that the hydration of the alcoholic solvent negatively affected the oil extraction efficiency, while the increase in temperature favored this process, with extraction yield values of approximately 98 % being reached for absolute solvents at 90 °C, considering a single stage of contact. The sesame seed cake oil obtained from alcoholic extraction was rich in sesamin, containing approximately 4 g/kg of this compound, regardless of the alcohol hydration and temperature. Absolute isopropanol exhibited the best tocopherol extraction capacity, enabling to obtain sesame seed cake oil with 177 mg/kg of this minor compound. In addition, regardless of the process condition employed, the oil obtained from the alcoholic extraction showed a typical composition of sesame seed oil. Regarding the protein fraction, the use of temperatures ranging from 50 to 80 °C, for all alcoholic solvents studied, did not affect the protein solubility and the thermal stability of the defatted meals. For the rice bran, the low values of solubility index obtained, about 10 %, made the production of protein concentrates unfeasible and, therefore, the impact of the extraction conditions on the functional properties of the defatted meals from the sequential alcoholic extraction of rice bran oil, at 60 and 80 °C, was evaluated. High values of water (4 g/g sample) and oil (3 g / g sample) absorption capacities were obtained, denoting the possibility of applying this material to bakery and meat products, respectively. In addition, it was observed that the alcoholic extraction process did not interfere in the stability of the foams produced, but had a negative influence on the stability of the emulsions. Furthermore, in the solvent recovery study, a subsequent step from the extraction process, phase equilibrium data determined for lipid systems composed of crude sesame seed oil, obtained from industrial mechanical pressing, and alcoholic solvents, at temperatures of 10 to 60 °C, showed that the temperature weakly influenced the mutual solubility of the system components, while the solvent hydration caused a decrease of this solubility, with consequent reduction of the partition coefficient for the oil and free fatty acids. NRTL model parameters adjusted to the experimental data presented an adequate description of the lipid systems behavior, with deviations varying from 0.15 to 0.49 %. In addition, looking for associate the results obtained in the alcoholic extraction of sesame seed cake oil with the liquid-liquid equilibrium data, it was observed that the parameters estimated for the lipid systems containing ethanol and isopropanol were able to adequately predict the contents of soluble solids in the extract phases from the solid-liquid extraction experiments in which Et0 and IPA12 were used as solvents. Moreover, the estimated binary interaction parameters were used to determine the minimum oil:solvent mass ratio in the extract that would allow partial desolventization, due to the phase separation with the reduction of temperature, with values of 1:5 being found for Et0, 1:3 for IPA0 and 1:1 for the more hydrated alcohols, Et6 and IPA12.

O selênio é um não metal da família 6A e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana, com importante ação antioxidante, atuando na prevenção de diversas doenças. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio aumenta sua absorção pelo organismo e reduz o risco dos efeitos tóxicos causados pelo consumo de sua forma inorgânica, selenito de sódio. A produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos amiláceos e lignocelulósicos como fontes de carbono e de nitrogênio é uma alternativa de baixo custo e inovadora. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção de biomassa de levedura enriquecida com selênio para alimentação animal a partir de resíduos da agroindústria. Foram avaliadas sete linhagens, pertencentes às espécies Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis e Saccharomyces cerevisiae. Realizaram-se estudos em cultivo submerso com selenito de sódio para avaliar os efeitos no metabolismo microbiano, com ênfase no crescimento celular e incorporação de selênio. Todas as linhagens avaliadas foram capazes de crescer e incorporar selênio, sendo que S. cerevisiae SSS41 apresentou elevada tolerância a esse composto e capacidade de crescimento em hidrolisados amiláceos, acrescidos de selênio. Entre os hidrolisados utilizados no processo fermentativo, o hidrolisado de farelo de soja apresentou elevada concentração de proteínas, não sendo necessária sua suplementação com nutrientes para que a linhagem S. cerevisiae SSS41 produzisse 7,0 g/L de biomassa celular e incorporasse 2375 ppm de selênio. Com a adição de nutrientes e de concentrações mais elevadas de selênio o crescimento celular se manteve constante, porém a incorporação de selênio foi superior a 11000 ppm. Em cultivos realizados com melaço de cana-de-açúcar o crescimento celular foi de 4,17 ± 0,24 g/L, com incorporação de 6528 ± 10 ppm de selênio. Além dos cultivos submersos, também foi realizada fermentação em estado sólido com a levedura R. glutinis CCT-2186, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz hidrolisado como substratos sólidos e hidrolisado de farelo de arroz com e sem a adição de selênio na solução umedecedora. Nos ensaios realizados, a levedura foi capaz de crescer e incorporar 6038 ± 1219 ppm de selênio. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio apresenta diversos benefícios à saúde e a utilização de resíduos agroindustriais vegetal é um processo inovador e reduz os custos de produção. / Selenium is an essential micronutrient for animal and human health, with na important antioxidant role, preventing several diseases. Consumption of Se-enriched yeast biomass increases selenium absorption in the digestion process and it is less toxic than its inorganic salt, sodium selenite. The production of Se-enriched yeasts from lignocellulosic and starchy residues as carbon and nitrogen sources is na inexpensive and novel alternative. In this context, the present study aims to produce Se-enriched yeast biomass for animal feed from agroindustrial wastes. Seven yeast strains were evaluated from species Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis and Saccharomyces cerevisiae. Studies were carried out in submerged culture containing sodium selenite, to verify the effects on microbial metabolism, with emphasis on cell growth and selenium incorporation. All strains evaluated were able to grow and incorporate selenium and S. cerevisiae SSS41 presented high tolerance to this compound and growth capacity in starch hydrolysates containing selenium. Among the hydrolysates used in the fermentation process, soybean bran presented a high protein concentration, and no nutriente supplementation was necessary for the production of 7.0 g/L cellular biomass and incorporation of 2375 ppm of selenium by S. cerevisiae SSS41 strain. With the addition of nutrients and higher concentrations of selenium, cell growth remained steady, but the incorporation of selenium was higher than 11000 ppm. In fermentations carried out with sugarcane molasses, the cell growth of S. cerevisiae SSS41 was 4.17 ± 0.24 g/L, incorporating 6528 ± 10 ppm of selenium. In parallel, solid-state fermentation was carried out with yeast R. glutinis CCT-2186, using sugarcane bagasse and hydrolyzed rice bran as solid substrates and rice bran hydrolyzate with and without the addition of selenium in humidifying solution. In these conditions, the yeast was able to grow and incorporate 6038 ± 1219 ppm of selenium. The consumption of selenium-enriched yeast biomass has several health benefits and the use of agro-industrial wastes is an innovative process and reduces production costs.

Findings from this pioneer study demonstrate that CF, which is unique to rice bran oil, is capable of triggering apoptosis in CRC cells at early stages of carcinogenesis. Furthermore, CF enhances TRAIL-induced apoptosis in metastatic CRC cells. This study provides clear evidence that the health-beneficial properties of whole grain consumption are not only limited by the presence of dietary fiber but also other molecules that can either act as a chemopreventive agent to directly induce tumor regression or a sensitizer to enhance TRAIL-induced apoptosis in metastatic cancer cells. / High intake of whole grain food has been suggested as an important factor for reducing the risk of colon cancer, owing to the abundance of indigestible fiber. Rice bran, which is a component of raw rice after removal of starchy endosperm in milling process, has been shown to be a rich source of some health-beneficial compounds for preventing cancer, hyperlipidaemia, fatty liver, hypercalciuria, kidney stones, and heart disease (Jariwalla, 2001). In the present study, proliferation-inhibitory effects of some rice bran polyphenolic compounds were investigated on a panel of human colorectal cancer (CRC) cell lines, including SW480 (stage B), SW620 (stage C) and Colo-201 (stage D) with increasing metastatic potential according to the Dukes' classification system. / Results from the MTT study revealed that, among the polyphenolic compounds tested, cycloartenyl ferulate (CF) showed the most prominent proliferation inhibition on the CRC cells. CF is one of the typical ferulic acid esters of triterpene alcohols present in rice bran oil. The cancer cell proliferation was reduced by 62, 31 and 21% of their control levels after 72 h of 200 muM CF treatment, respectively. CF seemed to possess higher ability to control proliferation of tumor cells at early stages of cancer development. In meanwhile, results from Toxilight study showed that CF had low toxicity on normal colon CCD-18-Co cells. The anticancer activity of CF was further illustrated by its ability to induce significant regression of SW480 xenograft in nude mice. CF was found to induce apoptosis in SW480 cells in vitro. DNA flow cytometric studies demonstrated that CF elevated dose- and time-dependently the sub G1 or apoptotic cells with fragmented DNA. The pro-apoptotic effect of CF was further confirmed using immunoblotting study showing cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP), which is a hallmark feature of apoptosis. Besides, the executioner procaspase-3, -6 and -7 were found to be processed and activated. On the other hand, administration of pan-caspase inhibitor Z-VAD-FMK completely rescued the cells from PARP cleavage, indicating that CF elicited solely caspase-dependent apoptosis. Elevation of death receptors DR4 and DR5 with the CF treatment seems to originate the upstream activation of the initiator procaspase-8 and -10 of the extrinsic apoptosis pathway. Flow cytometric JC-1 studies further demonstrated that CF significantly altered the mitochondrial membrane potential in a dose-dependent manner together with cytochrome c and smac/DIABLO but not AIF release from mitochondria into the cytosol, as well as the activation of procaspase-9 of the intrinsic apoptosis pathway. Depletion of anti-apoptotic Bcl-2 and elevation of pro-apoptotic Bak were observed; meanwhile, Bid was found to be cleaved by caspase-8, so that the death receptor pathway might be exaggerated by the mitochondrial apoptosis pathway. / Tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand (TRAIL) is a promising candidate for cancer therapeutics due to its ability to induce apoptosis selectively in cancer cells (Gura, 1997). Result from MTT study illustrated that SW620 was more resistant than SW480 to TRAIL treatment. It is recognized that SW620 is the metastatic form of SW480 derived from the same patient at a later time, so it is important to develop agents that are able to sensitize the cancer cells to TRAIL, or to recover TRAIL sensitivity. We show for the first time that CF sensitizes SW620 cells to TRAIL-induced apoptosis and the mechanisms involved at least elevation of DR4, enhanced activation of caspase-8 and -3, as well as increase in DNA fragmentation. / Kong, Ka Lai. / Adviser: Wong Yum Shing. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 73-01, Section: B, page: . / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2009. / Includes bibliographical references (leaves 119-136). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [201-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web.

As estatinas são os agentes mais eficazes para a redução de colesterol no tratamento de doenças cardiovasculares, e algumas destas moléculas podem ser produzidas através de processos biológicos como o cultivo semi-sólido de fungos filamentosos. O objetivo deste estudo foi determinar a capacidade de produção de estatinas e compostos antimicrobianos por cinco cepas de fungos isolados de Cana de Açúcar. Para isso, extratos obtidos a partir dos cultivos foram analisados por métodos analíticos como CLAE e RMN para determinar a presença de estatinas; adicionalmente, os extratos foram testados contra diferentes modelos biológicos incluindo bactérias, leveduras, fungos filamentosos, células de ovário de hamster chinês, e parasitas. De acordo com os resultados obtidos, os cinco fungos avaliados não produzem estatinas, e em relação ao biomonitoramento dos extratos foi observado um efeito biológico sobre os parasitas e as células de mamífero, no entanto, é possível que o efeito obtido seja uma resposta dos compostos do substrato dos cultivos (Farelo de trigo). / Statins are the most effective cholesterol lowering agents for the treatment of cardiovascular disease, and some of these molecules can be produced through biological process such as the solid state fermentation. The aim of this study was determinate the capability of production of statins and antimicrobials compounds by five strains of fungi isolated from Brazilian sugar cane. For this purpose, extracts were obtained from the cultures and analyzed through analytical methods as HPLC and NMR in order to determinate the presence of statins; in addition, the extracts were tested against different biological models including bacteria, yeast, filamentous fungi, chinese hamster ovary cells, and parasites. According to the results obtained, the five fungal strains tested did not produce statins, and the extracts produced a biological effect against the parasites and mammalian cells, nevertheless it is possible that this effect observed was a response of the compounds from the culture substrate (wheat bran).

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-09-21T20:17:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Mireille Santos.pdf: 713236 bytes, checksum: dd92ad21c91cf7ac07e4f66fbd5ce4a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-09-21T20:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Mireille Santos.pdf: 713236 bytes, checksum: dd92ad21c91cf7ac07e4f66fbd5ce4a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T20:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Mireille Santos.pdf: 713236 bytes, checksum: dd92ad21c91cf7ac07e4f66fbd5ce4a3 (MD5) Previous issue date: 2015 / A composição nutricional do farelo de arroz desengordurado (FAD), a qualidade microbiológica e a produção diária de 150 toneladas deste produto, por uma empresa beneficiadora de arroz, na região Fronteira Oeste do Estado do Rio Grande do Sul, motivaram o presente estudo, o qual teve o objetivo de investigar sobre propriedades tecnológicas e aceitação sensorial, de um novo produto cárneo, o hambúrguer de carne bovina adicionado de FAD. A partir da manufatura de uma massa cárnea básica do produto, foram produzidos: a) hambúrguer de carne bovina contendo 12% de FAD hidratado (T1) e b) hambúrguer de carne bovina contendo 12% de proteína texturizada de soja – PTS hidratada (T2). Porções de aproximadamente 60g de cada uma das formulações, foram moldadas, embaladas e congeladas em temperatura média de -10ºC, para posteriores análises. Na perspectiva de estudos de um novo produto, o hambúrguer de carne bovina contendo 12% de FAD hidratado foi analisado em relação à qualidade microbiológica, físico-química, nutricional e sensorial, observando-se os resultados de excelente aceitação sensorial, valor nutricional e conformidade com os requisitos de identidade e qualidade do hambúrguer, segundo a legislação brasileira. Para a avaliação da capacidade de retenção de água, rendimento e encolhimento na cocção comparou-se as formulações T1 e T2, considerando que a PTS é utilizada na formulação de hambúrgueres comerciais e apresenta capacidade de retenção de água. Os resultados indicaram que não houve diferença significativa entre os tratamentos (p > 0,05) em relação à capacidade de retenção de água e rendimento, no entanto, o hambúrguer de carne bovina adicionado de FAD apresentou menor valor de encolhimento na cocção. A partir do presente estudo, foi possível concluir que, em um cenário de demanda contínua por alimentos, sustentabilidade e diversidade de produtos alimentícios, o farelo de arroz desengordurado (FAD) apresenta potencial para o aproveitamento na formulação de hambúrgueres e neste sentido, sugere-se novos estudos, observando-se menor conteúdo de gordura e sal, a produção de produtos cárneos funcionais com a adição de um maior percentual de FAD e ainda, estudos sobre a forma e estrutura da água ligada no produto. / The nutritional composition of defatted rice bran (DRB), microbiological quality and daily production of 150 tons of this product by a company which beneficiates rice in Western Rio Grande do Sul state has motivated the present study, which aimed to investigate technological properties and sensory acceptance of a new meat product, the beef burger added DRB. From the manufacturing of a basic meat mixture of the product, it has been made: a) beef hamburger containing 12% hydrated DRB (T1) and b) beef hamburger containing 12% of textured soy protein – hydrated SPH (T2). Portions of approximately 60g of each formulation were framed, packaged and frozen in average temperature of -10°C for later analysis. In a new product studies perspective, the beef burger containing 12% of hydrated DRB was analyzed for microbiological quality, physicochemical, nutritional and sensory, observing the results of excellent sensory acceptance, nutritional value and agreement with burgers requirements of identity and quality, under Brazilian law. To evaluate water-holding capacity, yield, and shrinkage T1 formulation was compared to T2, whereas the SPH is used to formulate commercial hamburgers and has water-holding capacity. The results pointed out no significant difference between treatments (p> 0.05) in relation to water-holding capacity and yield, however, the beef burger DRB added showed less shrinkage value during its cooking process. From this research, it was concluded that, in a continuous demand scenario for food, sustainability and diversity of food products, the defatted rice bran (DRB) has potential for use in formulation of burgers, therefore new studies are suggested observing lower fat content and salt production of functional meat products with addition of a higher DRB percentage and further studies on the shape and structure of the bound water in the product.

O crescente interesse científico relacionado ao estudo das propriedades dos grãos de arroz vermelho (Oryza glaberrima) e preto (Oryza sativa) está atrelado ao elevado teor nutricional desses grãos. Quando submetidos ao processo de beneficiamento, eles geram subprodutos, entre os quais a quirera e o farelo, ricos em amido e compostos fenólicos, respectivamente. Uma vez consideradas as diferenças varietais dos grãos e o potencial uso dos seus subprodutos, os objetivos deste trabalho foram, primeiramente, determinar a composição química e o perfil de compostos bioativos desses grãos e, sequencialmente, avaliar sua atividade antioxidante por meio da análise do efeito protetor de células SH- SY5Y. Posteriormente, esses grãos e seus subprodutos foram utilizados como material para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. A identificação e quantificação de compostos fenólicos foi avaliada em extratos da fração farelo de ambos os grãos, por ser essa a fração que contém sua maior concentração. Os resultados evidenciaram que o ácido ferúlico foi o principal composto fenólico encontrado em ambas as amostras. Enquanto no farelo de arroz preto a cianidina-3-glicosídeo foi a antocianina majoritária, no farelo de arroz vermelho foi identificada a presença de proantocianidinas Com relação à atividade antioxidante, o ensaio realizado em cultura de células SH-SY5Y, demonstrou que os extratos de ambos os farelos de arroz, nas duas concentrações testadas (10 and 50 μg/mL), apresentam um efeito protetor contra as espécies reativas geradas pelo H2O2 (ensaio DCFH-DA) e, esse resultado foi relacionado à presença de compostos bioativos, especialmente ácidos fenólicos e antocianinas. Devido às propriedades físico-químicas e antioxidantes, amido e farinha de arroz vermelho foram utilizados para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. Foram desenvolvidas formulações contendo diferentes proporções de farinha e amido (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 e 0:10, p/p). A incorporação de amido nos filmes de farinha promoveu melhora das propriedades mecânicas e estruturais e, redução da permeabilidade ao vapor de água. Baseado na excelente atividade de sequestro do radical DPPH. e no menor custo de produção, a formulação 9:1 foi escolhida para ser aplicada na forma de sachê para análise da estabilidade de óleo de girassol armazenado sob condições de oxidação acelerada. Os resultados demonstraram que os filmes foram eficazes como embalagem protetora impedindo a formação de produtos de degradação primários (peróxidos e dienos conjugados) e secundários (trienos conjugados) durante o armazenamento. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, fica evidenciada a possibilidade de utilização dos grãos de arroz vermelho e preto e seus subprodutos como matérias-primas promissoras para o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis fonte de compostos antioxidantes. / The increase scientific interest related to the study of the properties of red (Oryza glaberrima) and black rice (Oryza sativa) grains is related to the high nutritional content of these grains. When submitted to the polishing process, they generate by-products, among them broken grains and bran, rich in starch and phenolic compounds, respectively. Once considered varietal differences of the grains, and the potential use of their by-products, the goals of this work were, firstly, to determine the chemical composition and the bioactive compounds profile of these grains and, sequentially evaluate their antioxidant activity by analyzing the protective effect of SH-SY5Y cells. Subsequently, these grains and their by-products were used as material for the development of biodegradable films. The identification and quantification of phenolic compounds was evaluated in extracts of the bran fraction of both grains, since this is the fraction that contains the highest concentration of them. The results showed that ferulic acid was the main phenolic compound found in both samples. While in the black rice bran cyanidin-3-glycoside was the major anthocyanin, in the red rice bran the presence of proanthocyanidins was identified. In relation to the antioxidant activity, the SHSY5Y cell culture assay showed that the extracts from both rice bran, at both concentrations tested (10 and 50 μg/ mL), had a protective effect against the reactive species generated by H2O2 (DCFH-DA assay) and this result was related to the presence of bioactive compounds, especially phenolic acids and anthocyanins. Due to the physicochemical and antioxidant properties, starch and red rice flour were used for the development of biodegradable films Formulations containing different ratios of flour and starch (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 and 0:10, w/w) were developed. The incorporation of starch in the flour films promoted improved mechanical and structural properties, and reduced permeability to water vapor. Based on excellent scavenging activity of DPPH radical and lowest production cost, the 9: 1 formulation was chosen to be applied in the form of sachets to analyze the stability of sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions. The results demonstrated that the films were effective as protective packaging preventing the formation of primary degradation products (peroxides and conjugated dienes) and secondary (conjugated trienes) during the storage. Based on the results obtained in this work, it was confirmed the possibility of using red and black rice grains and their by-products as promising raw materials for the development of biodegradable packaging source of antioxidant compounds.