Resumo não disponível

Durante o processo de compostagem, a degradação de resíduos orgânicos é acompanhada e direcionada pela sucessão de populações microbianas que exibem uma ampla variedade de capacidades funcionais. Um total de 183 bactérias isoladas de uma leira de compostagem foram avaliadas quanto a capacidade de produção de celulases. Destas, após os primeiros ensaios, apenas um isolado foi selecionado para a realização dos testes de caracterização. Curvas de crescimento foram realizadas e em intervalos de 2 horas de crescimento foram avaliadoss a atividade enzimática, o pH, a contagem de células viáveis e endósporos. O isolado foi analisado quanto sua capacidade de produção de carboximetilcelulase em meio de cultivo acrescido de quatro diferentes substratos: carboximetilcelulose, celulose microcristlina, palha de trigo e casca de arroz. O meio de cultivo suplementado com carboximetilcelulose induziu a maior atividade enzimática após 6 horas de incubação (0,12 UEA mL-1min-1). A maior atividade CMCase foi observada a 60°C (0,14 UEA mL -1min-1) tanto para o extrato bruto quanto para a enzima parcialmente purificada, após 30 e 120 minutos de incubação, respectivamente. A melhor atividade do extrato bruto foi observada em pH 9,0. A exposição da enzima parcialmente purificada ao detergente Triton X-100 (1,0%) induziu uma maior hidrólise do substrato (0,2 UEA mL-1min-1). A análise por SDS-page permitiu observar a presença de uma única banda no gel, sugerindo uma celulase com massa molecular de 20 kDa. / During the composting process, degradation of organic waste is accomplished and driven by a succession of microbial populations exhibiting a broad range of functional capabilities. A total of 183 bacteria isolated from a composting process were evaluated for the capacity for hydrolyze cellulose. Out of that, after the first screening one isolate was selected for the further assays. Growth curves were done and every two hours sample was collected and enzyme activity, pH, viable cell count and endospores were determined. The isolate was evaluated for its ability to produce carboxymethyl cellulase in culture medium supplemented with four different substrates: carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose, wheat straw and rice husk. The culture medium supplemented with carboxymethyl cellulose induced higher enzyme activity after 6 hours of incubation (0,12 UEA mL-1min-1). The highest CMCase activity was observed at 60°C (0,14 UEA mL -1 min-1) for both the crude and partially purified enzyme after 30 and 120 minutes of incubation, respectively. The best activity of the crude extract was observed at pH 9,0. The addition of detergent Triton X-100 (1,0%) to the purified enzyme, induced to a higher hydrolysis of the substrate (0,2 UEA mL-1min-1). Analysis by SDS-page allowed the observation of only one band in the gel suggesting one cellulase with a molecular mass of 20 kDa.

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Durante o processo de compostagem, a degradação de resíduos orgânicos é acompanhada e direcionada pela sucessão de populações microbianas que exibem uma ampla variedade de capacidades funcionais. Um total de 183 bactérias isoladas de uma leira de compostagem foram avaliadas quanto a capacidade de produção de celulases. Destas, após os primeiros ensaios, apenas um isolado foi selecionado para a realização dos testes de caracterização. Curvas de crescimento foram realizadas e em intervalos de 2 horas de crescimento foram avaliadoss a atividade enzimática, o pH, a contagem de células viáveis e endósporos. O isolado foi analisado quanto sua capacidade de produção de carboximetilcelulase em meio de cultivo acrescido de quatro diferentes substratos: carboximetilcelulose, celulose microcristlina, palha de trigo e casca de arroz. O meio de cultivo suplementado com carboximetilcelulose induziu a maior atividade enzimática após 6 horas de incubação (0,12 UEA mL-1min-1). A maior atividade CMCase foi observada a 60°C (0,14 UEA mL -1min-1) tanto para o extrato bruto quanto para a enzima parcialmente purificada, após 30 e 120 minutos de incubação, respectivamente. A melhor atividade do extrato bruto foi observada em pH 9,0. A exposição da enzima parcialmente purificada ao detergente Triton X-100 (1,0%) induziu uma maior hidrólise do substrato (0,2 UEA mL-1min-1). A análise por SDS-page permitiu observar a presença de uma única banda no gel, sugerindo uma celulase com massa molecular de 20 kDa. / During the composting process, degradation of organic waste is accomplished and driven by a succession of microbial populations exhibiting a broad range of functional capabilities. A total of 183 bacteria isolated from a composting process were evaluated for the capacity for hydrolyze cellulose. Out of that, after the first screening one isolate was selected for the further assays. Growth curves were done and every two hours sample was collected and enzyme activity, pH, viable cell count and endospores were determined. The isolate was evaluated for its ability to produce carboxymethyl cellulase in culture medium supplemented with four different substrates: carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose, wheat straw and rice husk. The culture medium supplemented with carboxymethyl cellulose induced higher enzyme activity after 6 hours of incubation (0,12 UEA mL-1min-1). The highest CMCase activity was observed at 60°C (0,14 UEA mL -1 min-1) for both the crude and partially purified enzyme after 30 and 120 minutes of incubation, respectively. The best activity of the crude extract was observed at pH 9,0. The addition of detergent Triton X-100 (1,0%) to the purified enzyme, induced to a higher hydrolysis of the substrate (0,2 UEA mL-1min-1). Analysis by SDS-page allowed the observation of only one band in the gel suggesting one cellulase with a molecular mass of 20 kDa.

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Durante o processo de compostagem, a degradação de resíduos orgânicos é acompanhada e direcionada pela sucessão de populações microbianas que exibem uma ampla variedade de capacidades funcionais. Um total de 183 bactérias isoladas de uma leira de compostagem foram avaliadas quanto a capacidade de produção de celulases. Destas, após os primeiros ensaios, apenas um isolado foi selecionado para a realização dos testes de caracterização. Curvas de crescimento foram realizadas e em intervalos de 2 horas de crescimento foram avaliadoss a atividade enzimática, o pH, a contagem de células viáveis e endósporos. O isolado foi analisado quanto sua capacidade de produção de carboximetilcelulase em meio de cultivo acrescido de quatro diferentes substratos: carboximetilcelulose, celulose microcristlina, palha de trigo e casca de arroz. O meio de cultivo suplementado com carboximetilcelulose induziu a maior atividade enzimática após 6 horas de incubação (0,12 UEA mL-1min-1). A maior atividade CMCase foi observada a 60°C (0,14 UEA mL -1min-1) tanto para o extrato bruto quanto para a enzima parcialmente purificada, após 30 e 120 minutos de incubação, respectivamente. A melhor atividade do extrato bruto foi observada em pH 9,0. A exposição da enzima parcialmente purificada ao detergente Triton X-100 (1,0%) induziu uma maior hidrólise do substrato (0,2 UEA mL-1min-1). A análise por SDS-page permitiu observar a presença de uma única banda no gel, sugerindo uma celulase com massa molecular de 20 kDa. / During the composting process, degradation of organic waste is accomplished and driven by a succession of microbial populations exhibiting a broad range of functional capabilities. A total of 183 bacteria isolated from a composting process were evaluated for the capacity for hydrolyze cellulose. Out of that, after the first screening one isolate was selected for the further assays. Growth curves were done and every two hours sample was collected and enzyme activity, pH, viable cell count and endospores were determined. The isolate was evaluated for its ability to produce carboxymethyl cellulase in culture medium supplemented with four different substrates: carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose, wheat straw and rice husk. The culture medium supplemented with carboxymethyl cellulose induced higher enzyme activity after 6 hours of incubation (0,12 UEA mL-1min-1). The highest CMCase activity was observed at 60°C (0,14 UEA mL -1 min-1) for both the crude and partially purified enzyme after 30 and 120 minutes of incubation, respectively. The best activity of the crude extract was observed at pH 9,0. The addition of detergent Triton X-100 (1,0%) to the purified enzyme, induced to a higher hydrolysis of the substrate (0,2 UEA mL-1min-1). Analysis by SDS-page allowed the observation of only one band in the gel suggesting one cellulase with a molecular mass of 20 kDa.

Estima-se que os EUA gastem por ano cerca de 100 milhões de dólares anuais para tratar e reabilitar pacientes com doenças na coluna vertebral. Aproximadamente 15% dos pacientes que são operados da coluna vertebral, não obtêm melhora clínica e irão necessitar de outros procedimentos cirúrgicos. Entre as principais causas de insucesso nos procedimentos cirúrgicos da coluna vertebral está a fibrose epidural, também chamada de peridural, e a utilização de um de material inibidor desta fibrose, nesse tipo de cirurgia, vem sendo pesquisada, mas até o momento não existe nenhum produto comercial, nacionalmente produzido, destinado à prevenção desta fibrose. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização químico-física e microbiológica de um hidrogel à base de Carboximetilcelulose de sódio (NaCMC) e própolis. Foram preparados 4 géis de NaCMC e própolis (1%, 2% e 8% e ausência de própolis) e caracterizados através da espectroscopia vibracional na região infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e também teste microbiológico. A espectroscopia vibracional da região do infravermelho identificou a formação de banda característica da ligação própolis com carboximetilcelulose de sódio. A estrutra microscópica manteve-se inalterada, mesmo na concentração de 8% de própolis. O gel de NaCMC própolis 8% demostrou possuir excelente atividade antimicrobiana em relação aos demais géis e abre novas possibilidades de trabalhos futuros in vivo que poderão fornecer informações sobre a eficácia antiaderente e sua possível aplicação em procedimentos neurocirúrgicos. / It is estimated that the United States annually spend around 100 million dollars annually to treat and rehabilitate patients with spinal diseases. Approximately 15% of patients who are operated on the spine, does not obtain clinical improvement and will require other surgical procedures. Among the main causes of failure in surgical procedures of spinal epidural fibrosis is also called the epidural and the use of an inhibitor material of fibrosis in this type of surgery, has been researched, but so far there is no commercial product, nationally produced, for the prevention of fibrosis. The objective of this work was the development and characterization and chemical-physical microbiological analysis of a hydrogel made of NaCMC and propolis. Gels were prepared in four NaCMC and propolis (1%, 2% and 8% and the absence of propolis) and characterized by infrared vibrational spectroscopy, scanning electron microscopy and also microbiological testing. The vibrational spectroscopy identify the characteristic of propolis connection with carboxymethylcellulose. The structure microscopic remained unchanged, even at a concentration of 8% propolis. The NaCMC gel 8% propolis have demonstrated excellent antimicrobial activity compared to other gels and opens new possibilities for future work in vivo that might provide information on the effectiveness nonstick and its possible application to neurosurgical procedures.

Este trabalho relata estudos sobre adsorção de carboximetilcelulose (SCMC) marcada com nitróxido (marcador de spin) em hidroxilapatita (HAP), em meio aquoso. São apresentadas isotermas de adsorção, obtidas em tampão acetato, cujo comportamento é descrito pelo formalismo da teoria de LANGMUIR. A quantidade adsorvida é dependente do peso molecular do polímero, sendo observado um incremento de cerca de 20% na adsorbância para um aumento de oito vezes no peso molecular médio. A afinidade independe da temperatura ou peso molecular. O número de sítios por unidade de massa de adsorvente não varia com a temperatura mas diminui com o aumento do tamanho da cadeia polimérica, o que é interpretado como uma consequência da maior restrição estérica oferecida pela molécula de maior peso molecular à aproximação de outras moléculas à superfície. O fenômeno de adsorção estudado tem uma etapa inicial rápida e depois dos primeiros 15 minutos a quantidade adsorvida aumenta muito pouco. Dessorção não é detectável quando o sedimento de carboximetilcelulose/hidroxilapatita é deixado em contacto com o tampão durante 6 horas. A adsorção de SCMC modifica algumas características de HAP dispersa em tampão acetato, diminuindo seu volume de sedimentação a 20% do valor em ausência de SCMC, estabilizando-a em tempos curtos (cerca de 8 horas) e floculando-a efetivamente em tempos maiores de contacto. A SCMC adsorvida não atacada de maneira detectável por celulase, ao contrário de SCMC em solução. Espectros de ressonância paramagnética de elétron de sedimentos de SCMC/HAP não dependem, quanto à forma, da quantidade de polímero adsorvida, de onde se conclue que a conformação do polímero adsorvido independe do grau de cobertura da superfície. É proposto um modelo para a adsorção de SCMC que e compatível com as observações deste trabalho e com um modelo existente para a adsorção de ácidos carboxílicos não poliméricos em HAP. / This is a study on the adsorption of spin-labelled carboxymethyl-cellulose (SCMC) on hydroxylapatite (HAP), in aqueous media. Adsorption isotherms obtained in acetate buffer are presented and their behaviour is formaly described by LANGMUIR theory. The amount adsorbed is dependent on the polymer molecular weight, with an increment of about 20% in the adsorbance for an eightfold increase in the average molecular weight. The affinity is independent of temperature or molecular weight. The number of sites per adsorbent unit mass does not change with temperature but diminishes with the increase of the polymeric chain size, what is interpreted as a result of the larger steric restriction offered by the molecule having the higher molecular weight to the approach of other molecules to the surface. The adsorption phenomena studied have a fast initial step and after the first 15 minutes the amount adsorbed increases too slowly. De-sorption is not detectable when the sediment SCMC/HAP is left in contact with the buffer for 6 hours. The adsorption of SCMC alters some characteristics of HAP dispersed in acetate buffer, diminishing its sedimentation volume to 20% of its value in the absence of polymer. The colloidal stability of HAP is increased if measured in short times after exposure to SCMC but turbidity measurements in times longer than 8 hours show that the polymer flocculates HAP effectively. The adsorbed SCMC is not attacked in a detectable way by cellulase, although dissolved SCMC is a substrate for this enzyme. The shape of the electron paramagnetic ressonance spectra of the SCMC/HAP sediments does not depend on the amount of adsorbed polymer. From these observations we conclude that the conformation of the adsorbed polymer is not affected by the degree of coverage of the surface. We propose a model to the adsorption of SCMC on HAP, which fits the experiments described in this work and is consistent with an existing model for the adsorption of non-polymeric carboxylic acids on HAP.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T11:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270193.pdf: 13278512 bytes, checksum: 1d2cf54ebc57f91bce21d2ad75146bbe (MD5) / Neste estudo foram obtidos e caracterizados filmes e esferas a partir dos biopolímeros carboximetilcelulose e alginato de sódio para aplicação em processos de liberação de potássio em solo arenoso. Os filmes desenvolvidos foram também avaliados quanto a potencial aplicação em processos de recobrimento de sementes. A liberação de potássio em solo arenoso foi avaliado em filmes sem aditivos e em filmes reticulados com EDC e cloreto de cálcio. Quando o potássio foi adicionado diretamente no solo arenoso, praticamente 100% do nutriente foi lixiviado durante o período de análise. Por outro lado, quando o potássio foi incorporado nos filmes de composição CMC/AS 50/50, porcentagens de 25-85% foram liberadas no mesmo período para incorporações na faixa de 120-480 mg. O processo de reticulação dos filmes promoveu alterações na estrutura polimérica, influenciando as propriedades mecânicas e de absorção de água dos filmes. Estas modificações promoveram uma maior liberação do potássio incorporado nos filmes reticulados com cálcio e EDC em solução, principalmente devido ao maior intumescimento destes. O desenvolvimento de esferas de composição CMC/AS 50/50 apresentou resultados de liberação semelhante àqueles obtidos para os filmes não reticulados. Avaliando os resultados de liberação de potássio comprovamos que ambos os dispositivos desenvolvidos, filmes e esferas, apresentam viabilidade para a aplicação proposta. O recobrimento de sementes de feijão com os filmes sem aditivos mostraram a formação de um filme polimérico denso e homogêneo na superfície das sementes que não afetou a capacidade de germinação das mesmas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312004.pdf: 1367300 bytes, checksum: a418a884e76ae5a821e178308b7bfafc (MD5) / A incorporacao de antioxidantes em filmes e recobrimentos comestiveis auxilia na prolongacao da vida de prateleira dos alimentos retardando o processo de oxidacao desses produtos. A funcao da vitamina E como antioxidante e desacelerar as reacoes de oxidacao impedindo a propagacao das reacoes via radicais livres. O a-tocoferol (TC) e o antioxidante natural mais abundante, com maior bioatividade e biodisponibilidade. A carboximetilceluose (CMC) e um polissacarideo anionico, linear, insipido, inodoro, soluvel em agua, sendo amplamente utilizado em produtos alimenticios. O objetivo deste trabalho foi incorporar TC em filmes de CMC e avaliar a estabilidade quimica e as propriedades antioxidantes. Os filmes foram obtidos atraves da tecnica de casting. As emulsoes de CMC 2% (m/m) com o TC e os surfactantes, Tween 80 (TW) e lecitina com diferentes composicoes, foram preparadas em um Ultra-Turrax a 7500 rpm por 20 minutos. As emulsoes secaram em placas de Petri por aproximadamente 6 dias. Medidas de fluorescencia indicaram que o TC presente nos filmes permaneceu estavel por todo o periodo analisado, o qual foi de 8 semanas. Filmes contendo CMC e TC sem os surfactantes apresentaram separacao de fase na matriz. A analise morfologica demonstrou que os filmes contendo TW mostraram-se homogeneos, porem continham grandes cavidades, enquanto que nos filmes com TW e lecitina as a homogeneidade se manteve, entretanto com poros muito menores. Na analise de cor, os filmes apresentaram-se transparentes, sem grandes variacoes de cor. No que diz respeito a permeabilidade ao vapor de agua (PVA), os filmes contendo TW e lecitina apresentaram valores de permeabilidade proximos ao da CMC pura, demonstrando que nao houve rompimento da matriz polimerica. As propriedades mecanicas dos filmes tambem sofreram alteracoes com as adicoes, uma vez que com o aumento da concentracao dos surfactantes, houve um decrescimo nos valores do modulo de Young e tensao de ruptura, e consequentemente, ocorreu um aumento no alongamento maximo. Nas analises de perfil de liberacao e atividade antioxidante, os filmes apresentaram valores superiores para as amostras que continham lecitina em sua formulacao, o que pode ser explicado pela interacao entre a lecitina e o TC e sua afinidade com o etanol. Conclui-se que, os sistemas aqui estudados apresentam potencial aplicacao para embalagens biodegradaveis na industria de alimentos.<br> / Abstract : The incorporation of antioxidants into edible films and coatings helps to extend the product shelf-life by retarding oxidation processes in food products. Vitamin E functions as a chain-breaking antioxidant that prevents the propagation of free radical reactions. The most naturally abundant form is a-tocopherol (TC), which is also the most biologically active and most bio-available. Carboxymethyl cellulose (CMC) is a linear, long-chain, water-soluble, anionic polysaccharide, tasteless, odorless, free-flowing powder and has wide application in foods. The objective of this work was to incorporate TC in CMC films and assess its chemical stability and antioxidant properties. Films were obtained by casting technique. For each film, 2g of CMC were solubilized for 24 h at 60°C and 250 rpm. After that, TC and surfactants with differents compositions, were emulsified in an Ultra-Turrax at 7500rpm for 20min. The filmogenic solution was then casted in Petri dishes and dried during 6 days at ambient temperature. The surfactants used were Polysorbate 80 (TW) and Lecithin (LC). Fluorescence measurements were made to monitor the stability of a-tocopherol present in the films for 8 weeks, which showed good stability during the studied period. Films containing CMC and TC without surfactants showed a clear phase separation between TC and the CMC matrix. The morphological analysis showed that films containing TW were homogeneous, but contained large cavities, while in the films containing lecithin and TW, the homogeneity is maintained, although with much smaller pores. In colorimetric analysis, the films were transparent, without major variations in color. Regarding the water vapor permeability (PVA), films containing lecithin and TW showed PVA values close to that of pure CMC, indicating that no break of the polymer matrix has occurred. The mechanical properties of films have also changed with the compound addition, since an increasing concentration of the surfactants causes a decrease in the values of Young's modulus and tensile strength, and also increase in elongation, typically of plasticizers. In the analysis of the release profile and antioxidant activity of TC, the films showed higher values for both properties for samples containing lecithin in its formulation, which can be explained by the interaction between lecithin and TC and its affinity with ethanol. It is concluded that the systems studied here have potential application for edible coatings.