Problemática mundial levantada nas últimas duas décadas, a geração de gases de efeito estufa (GEE) tem parte devida à emissão de metano por ruminantes. O metano, um potente GEE, é produto final do processo fermentativo de bovinos e, por constituir perda no potencial produtivo destes, tem sido objeto de estudo por nutricionistas do mundo todo. Na busca por estratégias para diminuírem essas perdas, diferentes dietas, aditivos e manejos nutricionais têm sido empregados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos aditivos alimentares, monensina ou tanino, sobre a produção de metano ruminal em bovinos, utilizando-se a técnica de fermentação ruminal ex situ (micro-rúmen), e sobre os parâmetros da fermentação ruminal, a digestibilidade aparente total e a excreção de nutrientes da dieta. Seis vacas (873 ± 81 kg) canuladas no rúmen foram utilizadas e distribuídas a três dietas, que diferiram quanto ao aditivo utilizado, seguindo-se delineamento experimental em quadrado latino 3x3 replicado (n= 18 unidades experimentais): Controle (CON): sem aditivo; Monensina (MON): adição de 300 mg de monensina sódica por animal por dia; Tanino (TAN): adição de 100 g de extrato concentrado de tanino condensado obtido da Acácia-negra (Acacia mearnsii) por animal por dia. Cada período experimental foi constituído de 21 dias, sendo que, entre o dia 5 e o dia 15, 2 g do marcador óxido crômico por kg de MS de alimento consumido foi administrado via cânula ruminal, para determinação da digestibilidade aparente total da MS e suas frações, bem como da excreção dos nutrientes da dieta. O ensaio de digestibilidade foi constituído por duas fases, sendo os cinco primeiros dias para adaptação ao marcador e os cinco últimos para coleta de fezes. A excreção da MS e dos nutrientes, bem como a excreção de nitrogênio, foi calculada a partir dos dados de coeficiente de digestibilidade da MS e suas frações. Para cada período experimental, os últimos 6 dias foram destinados para coleta de dados do consumo de matéria seca (CMS). No dia 21 coletou-se líquido ruminal, antes, 3, 6, 9 e 12 h após a alimentação matinal, para determinação da concentração de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e metano (CH4). As concentrações de CH4 e AGCC foram determinadas por cromatografia gasosa. O pH ruminal foi mensurado por um dispositivo contínuo de mensuração, durante 24 horas no 21º dia de cada período experimental. A técnica de fermentação ex situ consiste em incubar frascos tipo penicilina com conteúdo ruminal sólido e líquido, em banho termostático por 30 minutos, com posterior mensuração da produção de metano por cromatografia gasosa, sendo estimada a perda de energia relativa (PER). A PER avalia a eficiência da fermentação dos alimentos, ou seja, verifica a perda de metano quando comparada aos outros produtos da fermentação, tais como, acído acético, propiônico e butírico. Os dados foram analisados pelo programa SAS (Versão 9.2, 2010) através do procedimento MIXED. No modelo, o efeito de tratamento foi considerado fixo e os efeitos de período, quadrado e animal dentro de quadrado considerados aleatórios. Não houve diferenças significativas (P0,05) entre os tratamentos para o consumo, digestibilidade aparente total e excreção da MS, PB, EB, FDN, FDA, EE, ENN, MO ou P, nem na digestibilidade do NDT e na excreção de N. Não houve efeito signifivativo dos aditivos (P>0,05) sobre a concentração de N-NH3, pH ruminal, para os ácidos acético, propiônico e butírico, nem para o AGCC total. Para a variável metano houve diferença significativa (P<0,05), sendo que o tratamento com monensina foi responsável por reduzir a produção de metano em 10,7%, já o tanino reduziu em 8,0%, quando comparados ao tratamento controle. Observou-se que a PER foi diminuída significativamente em 20,3% e 23,8% (P=0,0387) com a administração dos aditivos monensina e tanino, quando comparadas ao tratamento controle. Portanto, a utilização de monensina ou tanino, em dietas com proporção de volumoso e concentrado de 50%, demonstra ser uma interessante opção em dietas para bovinos, com vistas a eficiência energética dos animais, não interferindo sobre o consumo, digestibilidade e excreção dos nutrientes com consequente redução nas emissões de metano. / Worldwide problem raised in the last two decades, the generation of greenhouse gases (GHG) is partly due to methane emission by ruminants. Methane, a powerful greenhouse gas, is the end product of the fermentation process in cattle, and as is considered a potential loss in their productive potential has been studied by nutritionists worldwide. In the search for strategies to decrease these losses, different diets, additives and nutritional management have been employed. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of feed additives monensin or tannins on ruminal methane production in cattle evaluated by the technique of ex situ ruminal fermentation (micro-rumen), and on rumen fermentation parameters, as well as, total tract apparent digestibility and excretion of nutrients. Six ruminally cannulated cows (873 ± 81 kg) were distributed to three diets that differed on the additive used, in a replicated 3x3 Latin square experimental design (n=18 experimental units): Control (CON): no additive; Monensin (MON) addition of 300 mg of monensin per animal per day; Tannin (TAN): addition of 100 g of concentrated extract condensed tannin obtained from black wattle (Acacia mearnsii) per animal per day. Each experimental period consisted of 21 days, and between day 5 and day 15, 2 g per kg DM consumed of the marker chromic oxide was administered via rumen cannula for determination of DM and its fractions apparent digestibility as well as, excretion of nutrients. Digestibility trial consisted of two phases, the first five days for adaptation to the marker and the last five for feces sampling. The excretion of DM and nutrients, as well as, nitrogen excretion was calculated from the data of DM digestibility and its fractions. In each trial, the last 6 days were used for data collection of dry matter intake (DMI). On day 21, ruminal fluid was collected before, 3, 6, 9 and 12 h after morning feeding to determine the concentration of short chain fatty acids (SCFA) and methane (CH4). The concentration of SCFA and CH4 were determined by gas chromatography. Rumen pH was measured by a continuous measurement device for 24 hours on day 21 of each experimental period. The fermentation technique consists of ex situ incubation of penicillin flasks with liquid and solid rumen contents in water bath for 30 minutes, with subsequent measurement of methane production by gas chromatography, with final estimation of relative energy loss (REL). The REL evaluates the efficiency of feed fermentation , in other words, verifies methane loss when compared to the other fermentation products such as acetic, propionic and butyric acids. Data were analyzed using the MIXED procedure of SAS (Version 9.2, 2010). In the model, the effect of treatment was considered fixed and the effects of period, square, and animal within square were considered random. No significant differences (P0.05) between treatments were observed for dry matter intake, apparent digestibility and excretion of DM, CP, GE, NDF, ADF, EE, NFE, MO or P, nor TDN digestibility and N excretion. There was no significant effect (P>0.05) of additives on rumen pH, concentration of total SCFA, acetic, propionic and butyric acids, as well as, NH3- N. Monensin reduced (P<0.05) methane production by 10.7%, whereas tannin reduced by 8.0%, when compared to control treatment. Relative energy loss was significantly decreased by 20.3% and 23.8% (P=0.0387) with administration of monensin and tannin when compared to control. Therefore, the use of monensin or tannin in diets with forage to concentrate ratio of 50%, shows to be an interesting option in catlle diets aiming to improve energy efficiency in animals, not interfering on intake, digestibility and nutrient excretion with consequent reduction in methane emissions.

As alterações na alimentação dos equinos levaram à mudança também no desgaste dentário natural, tornando-o desordenado e até ineficiente, contribuindo de forma ampla para as desordens digestivas. O objetivo deste estudo foi investigar as implicações de um tratamento odontológico, sobre os parâmetros digestivos e metabólicos de equinos. Foram utilizados oito cavalos da raça Puro Sangue Árabe, machos, castrados, com idade média 80&#177;7 meses e peso médio de 460&#177;28 kg nunca submetidos a tratamento odontológico. Os animais foram alojados em baias individuais, alimentados com dieta constituída de 2% do peso corpóreo (PC) em MS/dia, divididos em 0,75% de concentrado peletizado formulado para equino em manutenção e 1,25% de feno de gramínea (Cynodon sp. cv. Tifton 85). Os tratamentos foram divididos em grupo controle (D0; animais sem nenhum tratamento odontológico), grupo D20 (animais avaliados vinte dias após o tratamento odontológico) e grupo D40 (animais avaliados quarenta dias após o tratamento odontológico). Os animais passaram por um período de adaptação à dieta de 15 dias e 5 dias de coleta total de fezes. A odontoplastia consistiu de sedação e, na sequência, redução de pontas excessivas de esmalte e ajuste de oclusão, buscando melhorar a amplitude dos movimentos mastigatórios. As variáveis avaliadas foram: coeficiente de digestibilidade aparente (CD) da matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), proteína bruta (PB) e extrato etéreo (EE); área abaixo da curva (AAC) de glicose e insulina, comportamento alimentar, concentração de colesterol, triglicérides e lipoproteínas, pH fecal, ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e ácido láctico nas fezes O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo e os dados foram submetidos à análise de variância considerando significância de 5%. Foram observadas diferenças na digestibilidade aparente (P&lt;0,05) da FDA com redução nos grupos D20 e D40. Para perfil de AGCC, a odontoplastia aumentou o ácido propiônico do grupo D40 em relação ao controle e redução do Ácido Lático nas fezes do grupo D40 em relação ao controle. Os animais do grupo D40 tiveram redução do peso (P&lt;0,05). A odontoplastia não interferiu nos demais parâmetros avaliados. Pode-se concluir que após odontoplastia houve alteração na ingestão voluntária de volumoso, o que promove alteração na relação concentrado/volumoso da dieta dos equinos, interferindo no ambiente fermentativo e metabólico pós prandial. / Changes in feed for horses led to change also the natural tooth wear, making it cluttered and even inefficient, contributing broadly to digestive disorders. The aim of this study was to investigate the implications of dental treatment on the digestive and metabolic parameters of horses. Eight horses, Arabian race, castrated male, mean age 80 &#177; 7 months and average weight of 460 &#177; 28 kg never undergoing dental treatment were used. The animals were housed in individual stals, fed a diet consisting of 2% of body weight (BW) in MS/day, divided into 0.75% of pelletized concentrate formulated for equine maintenance and 1.25% grass hay ( Cynodon sp. cv. Tifton 85). The treatments were divided into control group (D0; animals without any dental treatment), D20 group (animals evaluated twenty days after dental treatment) and D40 group (animals evaluated forty days after the dental treatment). The animals went through a period of adjustment to the 15-day diet and five days of total collection. The floating teeth consisted of sedation and, as a result, reduction of excessive enamel points and occlusion adjustment, seeking to improve the range of masticatory movements. The variables evaluated were: apparent digestibility coefficient (CD) of dry matter (DM), organic matter (OM), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), crude protein (CP) and ether-extract (EE); area under the curve (AUC) of glucose and insulin, ingestive behavior, cholesterol, triglycerides, and lipoproteins concentration, fecal pH, short chain fatty acids (SCFA) and lactic acid in the stool. The experimental design was completely randomized with repeated measures time, and data were submitted to analysis of variance considering a 5% significance. There were differences in apparent digestibility (P&lt;0.05) with reduction in the ADF in D20 and D40 groups. For SCFA profile, floating teeth increased propionic acid D40 group compared to the control and reduction of lactic acid in the feces of the D40 group compared to the control. The animals of group D40 had weight reduction (P&lt;0.05). The odontoplastia did not interfere in the remaining parameters. It can be concluded that after floating teeth there were changes in voluntary intake of roughage, which promotes change in concentrate/roughage diet of horses, interfering in the fermentation environment and postprandial metabolic.

Com o aumento da produção de biodiesel para atender à legislação brasileira, está ocorrendo um aumento considerável na geração de glicerol, um resíduo líquido contendo cerca de 46 g\'CL POT.-\'/L e com elevada concentração de matéria orgânica (DQO média de 1.260 g/L). Apesar de ser bastante utilizado na indústria química, o teor de impurezas do glicerol oriundo de biodiesel limita o seu processamento industrial. Buscando agregar valor à este resíduo, utilizou-se um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala de laboratório (14,85 L de volume útil), para produzir metano visando geração de energia, tendo o glicerol residual como única fonte de substrato. Este glicerol residual foi obtido a partir da transesterificação de uma mistura de óleos de algodão e soja (2:3, v/v) em uma usina de biodiesel pertencente à Petrobrás S.A. Durante a operação, a COV foi aumentada gradualmente de 2,0 a 10,0 kgDQO/\'M POT.3\'.d e a diluição de glicerol residual no afluente foi reduzida de 1:1.500 até 1:5. O reator UASB foi capaz de remover, em média, 97,5% de matéria orgânica, apresentando 59% de \'CH IND.4\' no biogás, e relação AGV/Alc\'H\'CO IND.3\'POT.-\' abaixo de 0,3, mesmo com 14 g\'CL POT.-\'/L no interior do sistema. No entanto, foi necessário adicionar nutrientes em concentrações adequadas para evitar que o sistema entrasse em colapso. Os ensaios de toxicidade mostraram que o glicerol residual não é tóxico ao lodo anaeróbio, mas apresenta uma limitação inicial da metanogênese. O teste de biodegradabilidade anaeróbia indicou que o glicerol residual foi 65,9% biodegradável e o potencial de produção de metano alcançou 0,220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glicerol. / The Brazilian legislation demands the use of biodiesel mixed with diesel in an increasing rate. This raise on biodiesel production implies also on an increase on generation of glycerol, which is a liquid or semi-solid waste with high concentration of salts (approximately 46.1 g\'CL POT.-\'/L) and organic matter (1260 gCOD/L in average). Despite being widely used in chemical industry, the residual glycerol contains impurities that limit its industrial processing. In order to add value to this residue, an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) at laboratory scale (14.85 L of working volume), fed with glycerol generated on biodiesel industry, was used to produce biogas, which can be used for power generation via methane. This wasted glycerin was produced by the transesterification process of a mixture of the cottonseed oil and soybean oil (2:3, v:v) in a Petrobras S/A biodiesel plant. During operation, the organic loading rate (OLR) was gradually increased from 2.0 to 10.0 kgCOD/\'M POT.3\'.d., and the dilution of residual glycerol in the influent was reduced from 1:1500 to 1:5. The UASB reactor was able to remove 97.5% of the organic matter, producing biogas with 59% of \'CH IND.4\', and VFA/Alk\'H\'CO IND.3\'POT.-\' ratio below 0.3, even with a very high concentration of chloride in the bulk liquid (14 g\'CL POT.-\'/L). However, it was necessary to add nutrients in adequate concentrations to prevent the system from collapsing. The toxicity tests showed that the residual glycerol used in the research was not toxic to the anaerobic sludge. The anaerobic biodegradability test indicated that the residual glycerol was 65.9% biodegradable and the biochemical methane production potential was 0.220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glycerol.

O objetivo principal desta pesquisa foi comparar o desempenho de dois reatores anaeróbios híbridos de biomassa imobilizada (RAHBI), em escala de laboratório, no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar. Um (reator 1) recebendo vinhaça sem tratamento prévio e outro (reator 2) processando vinhaça previamente submetida à coagulação, utilizando-se de um biopolímero experimental a base de cálcio. Os reatores foram construídos em acrílico, com volume de 1,5 litros cada, provido de sistema de recirculação com razão igual a 3. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas: a primeira, com duração de 69 dias, teve seu fim caracterizado por um colapso apresentado pelo reator 2. A segunda fase, com duração de 37 dias, onde se observou outro colapso. O principal parâmetro de controle no monitoramento dos reatores foi a quantificação de matéria orgânica, em termos de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Durante a Fase I, o reator 1 apresentou eficiência de remoção média de 82,9 ± 4,4% , e o reator 2 de 72,2 ± 18,1%. A carga orgânica volumétrica (COV) média aplicada para o reator 1, durante esta fase, foi de 5,3 ± 1,3 kg DQO/\'M POT.3\'d, e para o reator 2 foi de 5,3 ± 1,6 kg DQO/\'M POT.3\'d. O colapso ocorrido no reator 2 foi evidenciada pelo decréscimo acentuado da eficiência de remoção, chegando a 33,7%. Durante a Fase II, o reator 1 apresentou eficiência de remoção média de 77,5 ± 9,4% , e o reator 2 de 79,2 ± 9,7%. A carga orgânica volumétrica (COV) média aplicada para o reator 1, durante esta fase, foi de 5,1 ± 2,4 kg DQO/\'M POT.3\'d, e para o reator 2 foi de 5,0 ± 2,3 kg DQO/\'M POT.3\'. Ao final desta fase o reator 1 apresentou eficiência de remoção de 80,9%, e o reator 2 65.8%. Foram analisados, também, alcalinidade e produção de metano (\'CH IND.4\'). Durante todas as fases, a alcalinidade dos dois reatores esteve acima de 1000 mg \'CA\'CO IND.3\'/l, indicando estabilidade, em relação a este parâmetro, dos reatores. A produção de \'CH IND.4\' do reator 1 foi de 0,0507 ± 0,0232 l \'CH IND.4\'/h e 0,0838 ± 0,0326 l \'CH IND.4\'/h nas fases I e II, respectivamente. Para o reator 2, esta produção foi de 0,0307 ± 0,0137 l \'CH IND.4\'/h e 0,0800 ± 0,0297 l \'CH IND.4\'/h, para as fases I e II, respectivamente. Foram feitos ensaios de resistência mecânica dos grânulos, análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e análise da comunidade microbiana, empregando técnicas de biologia molecular. Os testes de resistência mecânica dos grânulos indicam que os grânulos contidos no inóculo, reatores 1 e 2 possuem resistência à desintegração. As análises de MEV e EDS indicam a presença do elemento cálcio com aproximadamente 22% para o inóculo, 39% para o reator 1 e 50% para o reator 2, na massa dos elementos analisados das amostras de grânulos. As análises de biologia molecular indicaram similaridades entre os reatores 1 e 2 de 66,5 e 58%, para os domínios Bacteria e Archea, respectivamente. Desta forma, supõe-se que esta diferença da biota entre os reatores não estaria contribuindo para a falha conferida no reator 2. / This research aimed at compare the performance of two hybrid anaerobic immobilized biomass (HAIB), in laboratory scale, processing vinasse from sugar cane alcohol destilery. Reactor 1 received vinasse without pre-treatment. Reactor 2 processed coagulated vinasse using a calcium-based biopolymer as coagulant. The two reactors were built in acrylic, with a volume of 1,5 liters each. The recirculation flow rate was 3. The operation of the reactors was divided in two phases: first, lasting 69 days, came to an end characterized by a failure (collapse) presented by the reactor 2. The second phase, lasting 37 days, came to an end characterized by another collapse. The main control parameter in the monitoring of the reactors was the quantification of organic matter in terms of COD. During Phase I, the reactor 1 showed average removal efficiency of 82,9 ± 4,4%, and the reactor 2 72,2 ± 18,1%. The organic loading rate (VOC) average applied to reactor 1, during this phase, was 5,3 ± 1,3 kg DQO/\'M POT.3\'d, and 5,3 ± 1,6 kg DQO/\'M POT.3\'d for the reactor 2. The failure occurred in the reactor 2 was evidenced by the sharp decrease of removal efficiency, reaching 33.7%. During Phase II, the reactor 1 showed average removal efficiency of 77,5 ± 9,4%, and the reactor 2 79,2 ± 9,7%. The average VOC applied to reactor 1, during this phase, was 5,1 ± 2,4 kg DQO/\'M POT.3\'d, and 5,0 ± 2,3 kg DQO/\'M POT.3\'d for reactor 2. At the end of this phase, the reactor 1 showed a removal efficiency of 80.9%, and the reactor 2 65.8%. Has also been analyzed, alkalinity and methane (\'CH IND.4\'). During all the phases, the alkalinity of both reactors was above 1000 mg \'CA\'CO IND.3\'/l, indicating stability in the reactors. The production of \'CH IND.4\' was 0.0507 ± 0.0232 l \'CH IND.4\'/h and 0.0326 ± 0.0838 l \'CH IND.4\'/h in phases I and II, respectively. For the reactor 2, the production of \'CH IND.4\' was 0,0307 ± 0,0137 l \'CH IND.4\'/h e 0,0800 ± 0,0297 l \'CH IND.4\'/h for the phases I and II, respectively. Assays were performed in mechanical granules strength, analysis of scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy X-ray (EDS) and analysis of the microbial community, using molecular biology techniques. The tests of mechanical of granules strength indicate that the granules contained in the inoculum, reactors 1 and 2 are resistant to disintegration. The SEM and EDS analysis indicated the presence of calcium element with approximately 22% inoculum, 39% for reactor 1 and 50% for reactor 2, in the mass of the elements analyzed samples of granules. The microbial community analyzes indicated molecular similarity between the first and second reactor of 66.5 and 58% for Bacteria and Archea domain, respectively. Thus, it is assumed that the difference between the biota of the reactors would not be contributing to the failure given in the reactor 2.

A biomassa lignocelulósica é uma alternativa atrativa para o aumento na oferta de biocombustíveis, uma vez que é constituída de celulose e hemicelulose. Esses polímeros são constituídos principalmente de unidades menores de glicose e xilose, os quais por meio de bactérias anaeróbias termófilas, podem ser metabolizados em etanol. Portanto, estabeleceu-se o objetivo desse trabalho, em utilizar as principais fontes de carbono da biomassa lignocelulósica (celulose, glicose e xilose), e produzir etanol por meio da ação de consórcio microbiano selecionado a partir de inóculo termófilo e anaeróbio. O inóculo foi submetido a condição de crescimento com variação de pH (2,3,4,5,6,e 7) e variação de dois meios de cultivo em reatores em batelada, visando favorecer bactérias celulolíticas e fermentativas produtoras de etanol. Para a produção de etanol, o pH e meio de cultivo mais adequados foram 7,0 e Meio Thermoanaerobacter ethanolicus, respectivamente. A partir do inóculo enriquecido nas condições nutricionais de pH e meio de cultivo, prosseguiu-se a realização dos ensaios de produção de etanol a partir de celulose, glicose e xilose (1g/L de cada substrato), em pH 7 e meio T. ethanolicus. Os ensaios foram realizados em reator em batelada, em triplicata, a 55 &#186;C, ambos seguidos de um reator controle, sem adição desses substratos orgânicos. Os rendimentos de etanol foram de 1,73 mol etanol/mol glicose e 1,33 mol de etanol /mol de xilose. Para o substrato celulose obteve-se 1,88 mmol de etanol/g de celulose. Para os reatores controle de glicose, celulose e xilose, no qual o extrato de levedura foi a única fonte orgânica adicionada, a produção de etanol foi 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectivamente. Em todos os reatores foi detectado produção de ácido acético, ácido butírico e ácido propiônico. A produção de ácido acético foi de 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L, para os reatores de glicose, celulose e xilose, respectivamente. No reator com glicose, observou-se baixo rendimento de hidrogênio (0,31 mol hidrogênio/mol glicose), e nos demais reatores não foi constatado produção desse gás. Em contrapartida, observou-se rendimentos de 6,6 mmol de metano/g de celulose e 0,68 mol de metano/mol de xilose para os respectivos reatores. Dessa forma, pode-se mencionar que em função das características do consórcio microbiano foi possível obter a degradação da celulose e metabolização da glicose e xilose em etanol. / Lignocellulosic biomass is an attractive alternative to increase biofuels proposal, as its composed of cellulose and hemicellulose. These polymers are consisted in individual molecules of glucose and xylose, through some thermophilic bacteria, can metabolize these carbohydrates in ethanol. Therefore, this study reports on using the principals carbon sources of lignocellulosic biomass (cellulose, glucose, and xylose), and producing ethanol through microbial consortium from anaerobic and thermophilic inoculum. The biomass was submitted to variation of pH (2,3,4,5,6, and 7) and two kinds of medium, due to ethanol production in batch reactors. For ethanol production, the optimized pH and medium were 7,0 and Thermoanaerobacter ethanolicus medium, respectively. The enriched culture was being cultivated in pH and medium experiments were used to ethanol production experiments that carried out in batch reactors, from cellulose, glucose and xylose were realized in triplicate and were maintained at 55 &#176;C, in both batches had a control reactor (without these organics substrates). Positive results in ethanol yields were 1,73 mol ethanol/ mol glucose and 1,33 mol ethanol/ mol xylose. In celluloses reactors the microbial consortium was efficient in substrate degradation, however, was obtained lower ethanol yields (1,88 mol ethanol/ g cellulose). In control reactors from glucose, cellulose and xylose, that yeast extract was the unique organic source, ethanol production was 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectively. In all reactors were detected acetic, butyric and propionic acids. The acetic acid production was 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L in glucose, cellulose and xylose reactors, respectively. For glucoses reactors were observed lower hydrogen production (0,31 mol hydrogen/ mol glucose), in the other reactors did not observed gases production. Instead of the following yields were obtained: 6,6 mmol methane/ g cellulose and 0,68 mol methane/ mol xylose. Taking this into account, microbial consortium enriched had characteristics to degrade cellulose and metabolize glucose and xylose to ethanol.

A grande evolução no tratamento dos resíduos sólidos orgânicos foi obtida com a Biometanização ou, simplesmente, Digestão Anaeróbia, que ao tratar a fração orgânica produz um composto que pode ser utilizado como condicionador do solo e propicia a recuperação da energia com a utilização do metano produzido no biogás. Esta pesquisa se propôs a analisar a técnica de biometanização, avaliando a influência do lodo e da serragem no tratamento anaeróbio da FORSU em biometanizadores de 50 L e 5 L, operados sob regime batelada e temperatura mesofílica por 150 e 78 dias, respectivamente. Foram analisadas amostras de chorume, do biogás e do digestato (material sólido obtido pós-tratamento, com a abertura dos biometanizadores). Na primeira etapa, quatro reatores de 50 L foram operados com alto teor de sólidos, sob condições distintas: reator 1 - controle (preenchido somente com FORSU); reator 2 (preenchido com FORSU, 5% de lodo e serragem); reator 3 (preenchido com FORSU, 10% de lodo e serragem); reator 4 (preenchido com FORSU e serragem). Com o monitoramento do processo foi possível concluir que a manutenção de um pH ácido, mesmo nos biometanizadores com adição de lodo, propiciou uma condição ácida que foi responsável por inibir a biometanização em todos os tratamentos, que apresentaram baixa remoção de matéria orgânica e ausência de produção de metano. Com isso, iniciou-se a segunda etapa da pesquisa, onde foram operados três reatores de 5 L com baixo teor de sólidos, com o intuito de testar dois tipos de lodos e elevar a porcentagem de inoculação, nas seguintes configurações: reator ETE 1 - preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 3:1:1); ETE 2 preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 2:2:1) e DACAR preenchido com FORSU, lodo do tratamento anaeróbio de efluente de avícula e serragem(proporção 2:2:1). Após 78 dias de operação, constatou-se que maiores proporções de inóculo e uma temperatura mais elevada (30 a 35ºC) favoreceram o pH, a alcalinidade, a umidade, a degradação da matéria orgânica e a produção de metano, observada no reator ETE 2. Contudo, as condições operacionais adotadas e os fatores ambientais não foram adequadas para o sucesso da biometanização. Não houve uma redução significativa de matéria orgânica e a produção de metano foi constatada somente em um dos reatores da segunda etapa. / The major evolution in the treatment of organic solid waste has been achieved by biomethanization, or simply Anaerobic Digestion. When treating the organic fraction, biomethanization produces a compound that can be used as a soil conditioner and provides energy recovery through the use of methane in the biogas produced. This dissertation reports on an analysis of the biomethanization technique and evaluates the influence of sludge and sawdust on the anaerobic treatment of OFMSW in 50 L and 5 L reactors operating under batch regime and mesophilic temperatures for 155 and 78 days, respectively. Slurry samples of biogas and digestato (solid material obtained after treatment with the opening of reactors) were analyzed. In the first stage, four 50 L reactors were operated with high solids content and under different conditions: Reactor 1 - control (filled only with OFMSW); Reactor 2 (filled with OFMSW, 5% sludge and sawdust); Reactor 3 (filled with OFMSW, 10% sludge and sawdust); Reactor 4 (filled with OFMSW and sawdust). The monitoring of the process enabled the maintenance of an acidic pH, even in reactors filled with sludge, and led to an acidic condition responsible for the inhibition of biomethanization in all treatments, which showed low organic matter removal and no production of methane. In the second stage of the study, three 5 L reactors were operated with low solids content for the testing of two types of sludge and increase in the percentage of inoculation, according to the following configurations: ETE 1 reactor - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (3: 1: 1 ratio); ETE 2 - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (2: 2: 1 ratio) and DACAR - filled with OFMSW, sludge from the anaerobic treatment of poultry effluent and sawdust (2: 2: 1 ratio). After 78 days of operation, higher proportions of inoculum and a higher temperature (30 to 35ºC) favored pH, alkalinity, degradation of organic matter and production of methane, observed in reactor ETE 2. However, the operating conditions adopted and environmental factors were not suitable for the success of biomethanization. No significant reduction in the organic matter was achieved and methane was produced only in one of the reactors of the second stage.

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_JoiceAlinePires_M.pdf: 1796773 bytes, checksum: 34d2e3b8b4543d7ea7cce06e84d31138 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A encapsulação de muitos compostos bioativos, como vitaminas, bactérias probióticas e antioxidantes ajuda na incorporação, proteção, e entrega do bioativo em sítio específico, porém a eficiência da matriz carreadora depende da sua composição e processo de fabricação. Com este intuito, a viabilidade de produção e as características finais de microgéis de gelana formados por extrusão e posterior gelificação iônica foram estudadas. Micropartículas, com tamanho médio entre 70-120 ?m, foram produzidas sob condições amenas de temperatura e concentração, utilizando um processo de atomização seguido de gelificação em soluções de cloreto de cálcio (CaCl2), cloreto de potássio (KCl) ou quitosana. O tamanho das partículas mostrou-se mais dependente das condições de processo (geometria do bico aspersor e velocidade de ar) que das propriedades da solução biopolimérica. No entanto, o aumento da concentração de gelana levou a maior esfericidade dos microgéis obtidos. Com relação aos agentes gelificantes, as micropartículas com gelificação induzida por CaCl2 apresentaram formato mais esférico e maior estabilidade que as partículas formadas a partir de KCl. A obtenção de micropartículas de gelana recobertas com quitosana foi possível somente através de um processo em duas etapas. Na primeira etapa, a gelana foi gelificada através da difusão salina (CaCl2 ou KCl) e posteriormente, as partículas formadas foram recobertas com quitosana. A presença da camada externa de quitosana teve influência na resistência das partículas às condições simuladas da digestão. As partículas estudadas, com ou sem recobrimento de quitosana, resistiram à digestão gástrica, mas na digestão entérica as partículas recobertas com quitosana apresentaram menor grau de fragmentação que as partículas contendo somente gelana. Assim, foi demonstrado que a produção de microgéis formados por interação entre dois biopolímeros de cargas opostas melhorou a eficiência das partículas como material de parede sendo este um potencial veículo de compostos bioativos / Abstract: The encapsulation of many bioactive compounds such as vitamins, antioxidants and probiotic bacteria allows the incorporation, protection, and delivery of bioactive on a specific site, but the efficiency of carrier matrix depends on its composition and manufacturing process. To this aim, the feasibility of production and the final characteristics of the gellan microgels obtained by extrusion process followed by ionic gelation were studied. Microparticles, with average size among 70-120 ?m, were produced under mild conditions of temperature and concentration using an atomization process followed by gelation induced by calcium chloride (CaCl2), potassium chloride (KCl) or chitosan solutions. The particle size was more dependent on process conditions (nozzle geometry and air velocity) than the properties of the biopolymeric solution. However, the increase in gellan concentration led to more spherical microgels. In relation to hardening agents, the microparticles with gelation induced by CaCl2 showed more spherical shape and greater stability than the particles formed by KCl. Gellan microparticles coated with chitosan was possible to obtain only through a two-step process. In the first step, the gellan microgels were obtained through salt diffusion (KCl or CaCl2) and the particles obtained were subsequently coated with chitosan. The presence of the outer layer of chitosan exerted effect on the resistance of the particles to the simulated digestion process. All particles studied, with or without a coating of chitosan, resisted to the gastric digestion, however the chitosan coated particles showed a lower degree of fragmentation than the particles containing only gelan when subjected to the enteric digestion step. Therefore the results obtained showed that the microgels formed by interaction between two oppositely charged polymers improved the efficiency of particles as wall material, showing a great potential as bioactive compounds carrier / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Flavia Maria Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T08:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_CeliadeJesus_M.pdf: 1711635 bytes, checksum: 8b68d7bd0f495d93e2c2949a9229045c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Estudos indicam que cerca de 2,5% dos recém-nascidos sofrem reações de hipersensibilidade ao leite bovino. Os principais componentes alergênicos do soro do leite bovino são as proteínas ß-Lactoglobulina (ß-Lg) e a-Lactoalbumina (a-La). A enzima transglutaminase (TG) tem sido utilizada para modificar as proteínas do soro do leite, podendo reduzir o seu potencial antigênico. O objetivo desse trabalho foi estudar o efeito do pH e relação enzima substrato (E:S) na polimerização do Isolado proteico do soro do leite (IPS) com a TG em diferentes condições utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta, e avaliar a redução do potencial antigênico das proteínas pela suscetibilidade dos produtos obtidos à digestão com pepsina. O estudo da polimerização do IPS foi realizado por meio de experimentos fatoriais 22, nos quais as variáveis independentes foram a relação enzima:substrato (E:S) (15,7 ¿ 56,9 U TG /g de proteína) e pH (5,0 ¿ 8,4). A variável dependente foi a polimerização das amostras avaliada pela concentração relativa das proteínas ß-Lg ([ß-Lg]) e a-La ([a-La]) após a reação de polimerização, medida por densitometria do gel. Para o estudo da polimerização, foram realizados dois DCCR(Delineamento Composto Central Rotacional): DCCR 1 no qual foi utilizado o IPS sem qualquer tratamento e DCCR 2 no qual foi utilizado o IPS tratado termicamente. Para condição do DCCR 2, foi realizado um experimento preliminar afim de obter as melhores condições de tempo e temperatura de polimerização pela TG. A caracterização das amostras de IPS polimerizado foi realizada por eletroforese (SDS-PAGE). As amostras que apresentaram a menor [ß-Lg] foram empregadas para o estudo de resistência à pepsina, foram utilizados dois modelos de simulação da digestão gástrica: o adulto (182 U de pepsina/g de proteína, pH 2,0) e o infantil (23 U de pepsina/g de proteína, pH 4,0) seguida por caracterização por eletroforese (SDS-PAGE). A avaliação in vitro da antigenicidade dos digeridos gástricos foi realizada por ELISA, utilizando soro de camundongos BALB/c sensibilizados com ß-Lg na forma nativa. A polimerização do IPS pela TG foi mais eficiente quando a proteína foi previamente desnaturada por tratamento térmico. No DCCR 1 ocorreu maior polimerização da a-La do que da ß-Lg, indicando que esta proteína reage facilmente com a TG, mesmo sem tratamento térmico prévio. A digestão in vitro do IPS foi mais eficiente nas condições fisiológicas simulando o modelo adulto do que o infantil. Em ambos os modelos, a amostra tratada termicamente e polimerizada com TG (IPS/TT-TG) foi mais susceptível à pepsina e também foi a que apresentou a menor resposta frente IgE anti- ß-Lg. A diminuição moderada do potencial alergênico após os tratamentos realizados sugerem que houve modificação e ou ocultação de epítopos da estrutura da proteína / Abstract: Studies indicate that about 2.5% of newborns suffer from hypersensitivity reactions to cow¿s milk. The main allergenic components of bovine whey proteins are ß-lactoglobulin (ß-Lg) and a-lactalbumin (a-La). The enzyme transglutaminase (TG) has been used for modifying whey proteins, and may reduce their antigenic potential. The present work aimed at studying the effect of pH and enzyme substrate (E:S) on the polymerization of the IPS with TG under different conditions using Response Surface Methodology, and evaluate the reduction of potential of the antigenic proteins using the susceptibility of products to pepsin digestion. The study of the IPS polymerization was performed by factorial experiments 22, in which the independent variables were enzyme: substrate ratio (E: S) (15.7 to 56.9 U TG / g of protein (U g-1) ) and pH (5.0 - 8.4). The dependent variable was polymerization of the samples evaluated by the relative concentration of the ß-Lg ([ß-Lg]) and a-La ([La-a]) after the polymerization reaction, evaluated by densitometry of the gel. To study the polymerization, two CRCD (Central Rotatable Composite Design) were performed: CRCD 1 in which untreated WPI was used and CRCD 2 in which WPI denatured by heat treatment was used. The characterization of the samples was performed by SDS-PAGE. The evaluation of the polymerization was achieved by the relative concentration of the proteins ß-Lg ([ß-Lg]) and a-La (([a-La]) after polymerization, determined by densitometry. The samples with the lowest [ß-Lg] were chosen for the study of resistance to pepsin using two simulation models of gastric digestion, the adult (182 U pepsin / g of protein and pH 2.0) and infant (23 U pepsin / g of protein, pH 4.0). The resistance of the proteins to the action of pepsin was evaluated by SDS-PAGE. Evaluation of the antigenicity of the samples before and after gastric digestion was performed by ELISA using sera from BALB/c mice sensitized with ß-Lg in its native form. Between the two designs carried out for the polymerization of WPI by TG, the one in which the WPI has previously been denatured by heat treatment was more effective. The in vitro digestion of WPI was more efficient under conditions simulating the physiological adult model than the infant model. In both models the sample which was heat treated and subsequently polymerized by TG was more susceptible to pepsin, and showed the lowest anti-IgE response against ß-Lg, indicating that the allergenic potential was decreased after treatment. These results suggested that there was a modified and/or hidden of the epitopes / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Abstract In homeothermic birds and mammals, several thermoregulatory adaptations have evolved for surviving in unstable, food-restricted conditions. This study focuses on two adaptive mechanisms in pigeons (Columba livia) and quails (Coturnix coturnix japonica): hypothermia and the adaptive use obligatory heat production connected with feeding and digestion. The plasticity of the hypothermic response in fed and fasted birds and birds with restricted feeding was studied in laboratory and outdoor winter conditions. The other objective was to study adaptive timing of digestion, and substitution of facultative thermogenesis by obligatory heat production in cold and at thermoneutrality. The results showed that fasting has a strong influence on the level of nocturnal hypothermia in laboratory conditions: hypothermia becomes progressively deeper when fasting continues. In outdoor conditions, ambient temperature and predation risk modulated the daily body temperature (Tb) pattern of fasting pigeons. In very cold conditions, diurnal Tb of fasted birds also dropped below the normal level of the active phase. Predation risk prevented diurnal hypothermia but also attenuated the depth of nocturnal hypothermia in fasting pigeons. This study provides the first empirical effects of predation risk on hypothermia in starving birds. The study suggests that the presence of crop in pigeons allows adaptive timing of digestion. At thermoneutrality, peak digestion appeared late in the dark phase in birds with fed in the morning. Because the Tb of the birds increases to diurnal levels late in the dark phase, this obligatory heat from digestion can be used to aid re-warming by such timing. On other hand, the results of this study were partly opposite to the classical model of thermoregulatory substitution. In line with the classical model, a postprandial increase in metabolic rate (heat increment of feeding, HIF) was seen at thermoneutrality but not in cold. However, electromyographic measurements showed that there was no postprandial decrease in the intensity of shivering in the fed birds in cold. This indicates that true thermoregulatory substitution may be less common than assumed and suggests a role for facultative thermogenesis in HIF.

The need for - and use of non-fossile fuels such as biogas have increased due to global warming, oil depletion and stricter environmental regulations. Organic wastes can be anaerobically digested in order to produce biogas, which can be utilized to generate heat or electricity. So far, little attention has been directed towards anaerobic digestion of organic wastes from the forest industry. Due to high sludge management costs and more rigorous environmental legislation, the demand for new and/or improved disposal methodologies has increased. Substrate treatment methods such as enzyme addition and ultrasound are of interest in order to make anaerobic digestion of organic wastes, e.g. biological sludge, economically feasible. The aim of this study is to evaluate if biological sludge from the pulp and paper industry can be used for methane production in anaerobic digestion and to investigate the effects of ultrasound pre-treatment and enzyme treatment. The aim of the study was accomplished by performing four batch experiments, during 67-110 days, and a six months laboratory-scale semi-continuous digestion experiment. Substrates were provided by a chemical and a mechanical paper mill, whereas Kemzymes® from Kemira and ultrasound equipment from Ultra Sonus were used for sludge treatment. The short term average accumulation of methane per added g VS rate increased both when ultrasound pre-treatment and enzyme treatment was applied in batch experiments. The enzyme treatment was considered to have a greater potential in larger scale and was consequently used in the semi-continuous digestion experiment. Positive effects of the treatment were however difficult to prove. Adapting the enzyme treatment to be more specific for the degradation of the sludge is recommended. It is possible that there are inhibitory interactions between ultrasound pre-treatment and enzyme treatment. 75% ultrasound pre-treatment is an alternative to complete pre-treatment and renders equivalent average accumulation of methane per added g VS. Storage of ultrasound pre-treated biological sludge at 4°C for six and 13 days does not affect the average accumulation of methane per added g VS. Enzyme treatment of biological sludge enhanced the average accumulation of methane per added g VS from indigenous material in the inoculum. It is likely that anaerobic digestion of biological sludge from the pulp and paper industry can render a stable biogas production. High viscosity and agitation problems were predominant in the semi-continuous digestion experiment and can be difficult to control in larger scale. The results from the semi-continuous digestion experiment are similar with those obtained from the batch experiments. The methane production rates in this study are lower (biological sludge from chemical pulp process) or higher (mechanical ditto) in comparison to those presented data by Puhakka et al. (1992). Different types of biological sludge were used and might explain the prevailing differences.