Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4561.pdf: 2229870 bytes, checksum: e51008e96773b0184eb28a316cf86d57 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / Penicillin G acylase (PGA, E.C.3.5.1.11) from Escherichia coli is an enzyme of great industrial importance, widely used for the hydrolysis of penicillin G, producing the 6-aminopenicillanic acid (6-APA), which is a key molecule for the synthesis of semi-synthetic penicillins. Among them, amoxicillin has a broad spectrum of activity against a variety of bacteriological infections. Industrially, amoxicillin is produced by chemical processes, which require drastic reaction conditions, several steps of protection and deprotection of reactive groups in order to prevent non-selective hydrolytic reactions, use of organochloride solvents with non-recyclable waste generation, which are toxic and harmful to the environment. The enzymatic synthesis is a more attractive alternative from the environmental point of view and economic. The tendency of the pharmaceutical industry is the development of enzymatic methods to produce these β-lactam semi-synthetic antibiotics, including amoxicillin. Nevertheless, a major obstacle to its industrial implementation is the limited yield, as a consequence of undesirable hydrolytic side-reactions, which lead to the formation of the by-product (p-hydroxyphenylglycine, POHPG) throughout the course of the reaction. This drawback can be partially avoided by reducing the water activity (aw) in the medium. For this purpose, ionic liquids (ILs) have emerged as an alternative to conventional organic media due to their high thermal and chemical stability, non-flammability, easy recycling, and negligible vapor pressure. Within this context, this work researched the development of an integrated green process for the recovery, reuse and recycle of the by-product (POHPG) of the kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin, employing PGA immobilized on Sepabeads® in a totally aqueous medium reaction (sodium phosphate buffer 100 mM, pH 6.5), and assessed the catalytic activity of this biocatalyst in the presence of different ILs as cosolvents for these synthetic reactions, in terms of selectivity (synthesis/hydrolysis, S/H ratio) and conversion of the substrate 6-aminopenicillanic acid (6-APA). The recovery of the by-product (POHPG) of the kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin in a totally aqueous reaction medium was done efficiently, achieving a final purity of 99% for the POHPG, which was successfully reused for the production of the substrate p-hydroxyphenylglycine ethyl ester (POHPGEE), achieving a conversion of 93%. Then, POHPGEE was recycled to the reactor (without any further purification) for another batch of enzymatic synthesis of amoxicillin, following the characteristic profile that is expected for these synthetic reactions. This integrated green process generated sodium chloride (NaCl) as waste, which is an inert and harmless salt. Moreover, the assessment of the use of ILs as cosolvents for the reactions of kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin presented promising results. An increase of 400% in the selectivity was observed for the reactions carried out in the presence of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6), as cosolvent at a concentration of 75% (VIL/VWATER) in relation to the standard reaction performed in totally aqueous medium. Similarly, this figure reached more than 350% for reactions conducted in 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMI.NTf2) at the same volume fraction, while for 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF4) there was only a slight increase in selectivity (about 57%). The highest conversion of 6-APA was achieved using BMI.NTf2 as cosolvent at a concentration of 71% (VIL/VWATER), representing an increase of more than 36% compared to standard aqueous reaction. No deactivation of the enzyme was observed after the reactions in any of the ILs, and the physical integrity of the biocatalyst particles was entirely maintained. The results of this work collaborated for the advance in the study of the enzymatic synthesis of semi-synthetic penicillins through the use of technologies more green . / Penicilina G acilase (PGA, E.C.3.5.1.11) de Escherichia coli é uma enzima de grande importância industrial, amplamente utilizada para a hidrólise de penicilina G, produzindo o ácido 6-aminopenicilânico (6-APA), que é uma molécula chave para a síntese de penicilinas semi-sintéticas, dentre elas, a amoxicilina, que possui um amplo espectro de ação contra uma variedade de infecções bacteriológicas. Industrialmente, a amoxicilina é produzida por meio de processos químicos, os quais requerem condições drásticas de reação, diversos passos de proteção e desproteção de grupos reativos para impedir reações hidrolíticas não seletivas, utilização de solventes organoclorados com geração de resíduos não recicláveis, que são tóxicos e nocivos ao meio ambiente. A síntese enzimática é uma alternativa mais interessante do ponto de vista ambiental e econômico. A tendência da indústria farmacêutica é o desenvolvimento de métodos enzimáticos para a produção destes antibióticos β-lactâmicos semi-sintéticos, incluindo a amoxicilina. Entretanto, um dos principais impedimentos para a sua implementação industrial é o rendimento limitado, em decorrência de reações laterais de hidrólise indesejáveis, que levam à formação do subproduto (p-hidroxifenilglicina, POHFG) durante todo o andamento da reação. Este inconveniente pode ser parcialmente evitado reduzindo a atividade da água (aw) no meio. Para esta finalidade, os líquidos iônicos (LIs) surgiram como uma alternativa aos meios orgânicos convencionais, devido à sua elevada estabilidade térmica e química, não inflamabilidade, fácil reciclagem e pressão de vapor desprezível. Neste contexto, este trabalho pesquisou o desenvolvimento de um processo integrado verde para a recuperação, reutilização e reciclo do subproduto (POHFG) da síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina, empregando PGA imobilizada em Sepabeads® em um meio de reação totalmente aquoso (tampão fosfato de sódio 100 mM, pH 6,5), e avaliou a atividade catalítica deste biocatalisador na presença de diferentes LIs como cossolventes para estas reações sintéticas, em termos de seletividade (síntese/hidrólise, relação S/H) e conversão do substrato ácido 6-aminopenicilânico (6-APA). A recuperação do subproduto (POHFG) da síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina em meio totalmente aquoso foi realizada eficientemente, atingindo uma pureza final de 99% para a POHFG, a qual foi reutilizada com sucesso para a produção do substrato éster etílico da p-hidroxifenilglicina (EEPOHFG), atingindo uma conversão de 93%. Em seguida, o EEPOHFG foi reciclado ao reator (sem qualquer purificação adicional) para outra batelada de síntese enzimática de amoxicilina, seguindo o perfil característico que é esperado para estas reações sintéticas. Este processo integrado verde gerou como resíduo o sal cloreto de sódio (NaCl) que é inerte e inofensivo. Além disso, a avaliação da utilização de LIs como cossolventes para as reações de síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina apresentou resultados promissores. Um acréscimo de 400% na seletividade foi observado para as reações realizadas na presença de hexafluorfosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6), como cossolvente na concentração de 75% (VLI/VÁGUA) em relação à reação padrão realizada em meio totalmente aquoso. De maneira similar, este número alcançou mais do que 350% para as reações conduzidas em bis(trifluormetilsulfonil)imida de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.NTf2) na mesma fração volumétrica, enquanto que para tetrafluorborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) houve apenas um ligeiro aumento na seletividade (cerca de 57%). A mais elevada conversão de 6-APA foi obtida empregando BMI.NTf2 como cossolvente na concentração de 71% (VLI/VÁGUA), representando um aumento de mais do que 36% em comparação à reação padrão aquosa. Nenhuma desativação da enzima foi observada após as reações em qualquer um dos LIs, e a integridade física das partículas do biocatalisador foi integralmente mantida. Os resultados deste trabalho colaboraram para o avanço no estudo da síntese enzimática de penicilinas semi-sintéticas através do emprego de tecnologias mais verdes .

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5507.pdf: 1818716 bytes, checksum: f253091b70b1a6a711750c2be095f5e5 (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / Instant coffee is one of the main products generated by food industry worldwide, consisting of solubilized fraction from roasted and grounded coffee by heat treatment in two steps: thermal extraction at 125 0C, followed by thermal hydrolysis at 180 0C of not solubilized fraction in the previous step. With a high overall yield (~ 50%) due to high temperatures used in thermal hydrolysis step in order to solubilize carbohydrates present in the coffee, this step is characterized by high energy consumption and generation of unwished volatile compounds (acetaldehyde, furfural and 5 -hydroxy methyl furfural) from thermal degradation of coffee beans constituents. The goal of this study was to evaluate the feasibility of conducting hydrolysis and solubilization of polysaccharides remaining in coffee residue after thermal extraction step (low temperature) through enzymatic hydrolysis. This alternative was further compared to the industrial process conventionally employed. Enzymatic hydrolysis experiments were performed at 50 0C and pH 5.0, using roasted arabica coffee residue obtained after thermal extraction conducted at 125 0C (Steps I and II) or at 165 0C (Step III). Solubilized fraction by thermal extraction, thermal or enzymatic hydrolysis were characterized in terms of volatiles from thermal degradation (GC-MS), carbohydrate composition (HPAEC-PAD) and sensorial evaluation. In Step I of this study, 11 commercial enzyme preparations, presenting enzymatic activities of galactomannanases, cellulases, galactanases and &#946;-glucanases, among others, able to act in coffee biopolymers (arabinogalactans - AGs, galactomannans - GMs and cellulose) were tested. Three enzyme preparations (Powercell, Galactomannanase-HBI and Ultraflo® XL) were selected due to their high activity in standard substrates (463 FPU / g, 18,554 IU / g and 1.028 IU / mL, respectively). In Step II, the influence of the concentration of enzymatic preparations Powercell, Galactomannanase-HBI and Ultraflo ® XL (independent variables) on the performance of the enzymatic process was investigated by running 11 experiments performed according to a full factorial design in two levels. Results showed that Ultraflo® XL preparation did not contribute for carbohydrates solubilization nor for yield increasing (p-value> 0.49), while enzymes present in the preparations Galactomannanase and Powercell influenced significantly the response variables favoring the release of glucose, arabinose, mannose and glactose as free and total sugars (p-value <0.1). The best results were achieved in the experimental condition conducted with 0.12% of Powercell, 0.10% of galactomannanase, and 0.12% of Ultraflo® XL, reaching up 22.3% of yield with reduced concentration of unwished volatiles. Products obtained by the three processes were also compared, resulting in similar yields for thermal extraction and enzymatic hydrolysis, whereas thermal hydrolysis yield was approximately 60% higher, due to a high solubilization of galactose. However, this product contained double concentrations of unwished volatiles compounds. In order to improve the yield of the alternative process (thermal extraction followed by enzymatic hydrolysis), in Step III the extraction temperature influence in a range of 125 to 175 0C was studied. Results showed that it is possible to increase thermal extraction temperature to 165 0C, without additional generation of unwished volatiles and with 80% increase of yield in this stage, when compared to the traditional process performed at 125 0C. Residue unsolubilized at 165 0C was then processed by thermal hydrolysis (180 0C) and enzymatic hydrolysis in 3 different experimental conditions of factorial design performed in Step II. Achieved yields were similar in thermal and enzymatic hydrolysis (~ 28%). It was also noticed that increase of thermal extraction temperature enhanced coffee biopolymers solubilization by the enzymes action, again with reduced formation of undesirable volatiles. Sensorial evaluation of soluble coffees obtained by the different process was conducted. Product generated at 125 and 165 0C showed characteristics similar to roasted and grinded coffee fresh brew. Yet, thermal hydrolyzed products in Stages II and III stood out by high acidity, while the enzymatic hydrolyzed product showed characteristic strongly bitter in Step II and neutral characteristic in Stage III, although enzymatic hydrolysis can be improved it can be used for instant coffee production. / O café solúvel é um dos principais produtos gerados pela indústria de alimentos mundial, consistindo na fração solubilizada do café torrado e moído por tratamento térmico em duas etapas: extração térmica a 125 0C, seguida por hidrólise térmica a 180 0C da fração não solubilizada na etapa anterior. Com elevado rendimento total (~ 50 %) na solubilização dos carboidratos presentes no café devido à alta temperatura empregada na etapa de hidrólise térmica, essa etapa se caracteriza por alto consumo de energia, além da geração de compostos voláteis indesejados (acetaldeído, furfural e 5-hidroxi metil furfural) provenientes da degradação térmica dos constituintes dos grãos de café. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de efetuar a hidrólise e solubilização dos polissacarídeos presentes no resíduo do café obtido após a etapa de extração térmica (baixa temperatura) por meio de hidrólise enzimática, além de comparar essa alternativa com o processo industrial convencionalmente empregado. Os experimentos de hidrólise enzimática foram realizados a 50 0C e pH 5,0, utilizando o resíduo de café arábica torrado obtido após extração térmica conduzida a 125 0C (Etapas I e II) ou a 165 0C (Etapa III). A fração solubilizada por extração térmica e pela hidrólise térmica ou enzimática foi caracterizada em termos de voláteis provenientes de degradação térmica por (GC-MS), composição de carboidratos (HPAEC-PAD) e avaliação sensorial. Na Etapa I do presente estudo, foram inicialmente testados 11 preparados enzimáticos comerciais apresentando atividades enzimáticas de galactomananases, celulases, galactanases e &#946;-glucanases, dentre outras, capazes de atuar nos principais biopolímeros do café (arabinogalactanos - AGs, galactomananos - GMs e celulose), sendo selecionados os produtos Powercell, Galactomananase-HBI e Ultraflo® XL devido à maior atividade enzimática em substratos padronizados (463 FPU/g, 18.554 UI/g e 1.028 UI/mL, respectiviamentes). Na Etapa II, a influência da concentração dos preparados Powercell, Galactomananase-HBI e Ultraflo® XL (variáveis independentes) no desempenho do processo de hidrólise enzimática foi investigado por meio de 11 experimentos executados de acordo com um planejamento fatorial completo em dois níveis. Os resultados mostraram que o preparado Ultraflo® XL não contribuiu (p-valor > 0,49) para solubilização de carboidratos ou aumento de rendimento, enquanto que as enzimas presentes nos preparados Powercell e Galactomananase influenciaram significativamente as respostas, favorecendo a liberação de glicose, arabinose, glactose e manose como açúcares livres e totais (p-valor < 0,1). Os melhores resultados foram alcançados na condição experimental conduzida com 0,12 % de Powercell, 0,10 % de Galactomananase, e 0,12 % de Ultraflo® XL, alcançando-se 22,3 % de rendimento com reduzida concentração de voláteis indesejados. Os produtos obtidos pelos três processos foram ainda comparados, obtendo-se rendimentos semelhantes nas extrações térmica e hidrólise enzimática, enquanto o rendimento da hidrólise térmica foi aproximadamente 60% superior devido principalmente à maior solubilização de galactose, apresentando porém o dobro de voláteis indesejados. Buscando-se aumentar o rendimento do processo alternativo (extração térmica seguida por hidrólise enzimática), na Etapa III do estudo, a influência da temperatura de extração térmica foi variada de 125 a 175 0C. Os resultados mostraram que é possível elevar a temperatura da extração térmica até 165 0C, sem geração adicional de voláteis indesejados e com aumento de 80 % no rendimento desta etapa em relação ao processo tradicional realizado a 125 0C. O resíduo não solubilizado a 165 0C foi então processado por hidrólise térmica (180 0C) e hidrólise enzimática em 3 diferentes condições experimentais avaliadas no planejamento fatorial realizado na Etapa II. Os rendimentos alcançados foram semelhantes para a hidrólise térmica e hidrólise enzimática (~28 %), constatando-se que o aumento da temperatura da extração térmica favoreceu a solubilização dos biopolímeros do café pela ação das enzimas, novamente com reduzida formação de voláteis indesejados. Efetuou-se avaliação sensorial dos cafés solúveis obtidos, sendo que os produtos gerados a 125 e 165 0C apresentaram características semelhantes ao café de coador. Já o hidrolisado obtido termicamamente nas Etapas II e III se destacou pela elevada acidez, enquanto o hidrolisado enzimático gerado na Etapa II apresentou característica fortemente amarga e o da Etapa III característica neutra, mostrando que embora necessite ser aprimorada, a hidrólise enzimática pode ser utilizada na fabricação de café solúvel.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6832.pdf: 3214384 bytes, checksum: 0ef6f81368240fad0ee476c019e48c11 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / Sugarcane bagasse (SCB) is a by-product generated after sugarcane milling in the process of manufacture of sugar and/or ethanol. In this study, pretreated SCB was used in different configurations of enzymatic hydrolysis and fermentation. The objective was obtaining the greatest amounts of fermentable sugars in the enzymatic conversion and then converted them to ethanol. SCB was hydrothermally pretreated (1:10 (w/v), solid-liquid ratio) under the conditions 170 °C/15 min, 195°C/10 min, and 195 °C/60 min at 200 rpm. The delignification step of the hydrothermal pretreated SCB was carried out with 0.02 and 0.5% NaOH solution at 1:10 (w/v). Pretreated and untreated samples of SCB were chemical and morphologically characterized. Enzymatic hydrolysis and fermentation assays were carried out in PSSF (pre-saccharification prior to simultaneous saccharification and fermentation) process. In the best condition, (10% pretreated SCB at 195 °C/10 min) it was obtained 57.4% of ethanol yield. SSF (simultaneous saccharification and fermentation) experiments were performed in Erlenmeyer flasks at 250 rpm and at 37 °C using commercial Saccharomyces cerevisiae during 72 h. In the first assay, it was evaluated the effect of initial buffered medium and non-buffered medium for hydrothermal pretreated SCBs. In the best result, it was obtained 53.8% of enzymatic conversion and an ethanol titer of 17.1 g/L (SCB pretreated at 195 °C/10 min in buffered medium). In the next assays, it was evaluated the effect of solid loading (10 and 15%) on delignified and non-delignified SCB using an enzyme loading of 20 FPU/g pretreated SCB. In these assays were obtained ethanol yields of 53.8 (17.1 g/L) and 60.0% (28.4 g/L) for 10 and 15% of SCB, respectively. These results showed that the increased in solid loading favored obtaining higher ethanol yield. Assays in SHF configuration (separate hydrolysis and fermentation) using delignified and non-delignified samples of SCB achieve ethanol concentration of 39.9 g/L and ethanol yield was 84% with 15% loading at 72 h. Other experiments were carried out in 10% SCB/15 FPU/g SCB loading, 10% SCB/30 FPU/g SCB loading, 15% SCB/15 FPU/g SCB loading and 15% SCB/30 FPU/g SCB loading employing the thermotolerant yeasts Kluyveromyces marxianus IMB3 and Saccharomyces cerevisiae D5A to ethanol production from hydrothermal pretreated SCB. The results showed enzymatic conversion was 64.3% and maximum ethanol concentration of 29.2 g/L using 15% of SCB at 72 h. D5A yeast showed ethanol yield was 76.2% and the maximum ethanol concentration of 42.6 g/L at 120 h using 15% of solid load and 30 FPU/g SCB of enzyme load. Overall, all evaluated conditions showing satisfactory results in obtaining ethanol from hydrothermal pretreated SCB. However, high concentration of substrate loading favored SHF process to operate separately enzymatic hydrolysis and fermentation. This configuration achieved high ethanol yields in the conditions assessed in this work. / O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um subproduto gerado após a moagem da cana-deaçúcar no processo de produção de açúcar e/ou etanol. No presente trabalho, o BCA pré-tratado foi utilizado em diferentes configurações de hidrólise enzimática e fermentação com o objetivo de obter a maior quantidade de açúcares fermentescíveis na sacarificação e convertê-los a etanol. O BCA foi pré-tratado hidrotermicamente na proporção 1:10 (m/v) nas condições 170 °C/15 min, 195 °C/10 min e 195 °C/60 min com agitação de 200 rpm. A etapa de deslignificação do BCA prétratado hidrotermicamente foi realizada com 0,02 e 0,5% de solução de NaOH na proporção 1:10 (m/v). Amostras de BCA pré-tratada e não tratada foram caracterizadas quimicamente e morfologicamente. Os primeiros ensaios de hidrólise enzimática e fermentação foram realizados na configuração PSSF (pré-sacarificação e fermentação simultâneas). Na melhor condição (10% de BCA tratado a 195 °C/10 min) foi obtido rendimento em etanol de 57,5%. Os experimentos de SSF (sacarificação e fermentação simultâneas) foram realizados em frascos de Erlenmeyers com agitação de 250 rpm a 37 °C com levedura Saccharomyces cerevisiae comercial por 72 h. Nos primeiros ensaios avaliou-se o efeito do meio inicial tamponado e não tamponado para os BCAs pré-tratados hidrotermicamente. No melhor resultado obteve-se 53,8% de conversão enzimática e concentração de etanol de 17,1 g/L (BCA tratado a 195 °C/10 min em meio tamponado. Nos ensaios seguintes, avaliou-se o efeito da carga de sólidos (10 e 15%) para amostras de BCA deslignificada e não deslignificada utilizando carga enzimática de 20 FPU/g BCA tratado. Nesses ensaios obteve-se máximos rendimentos em etanol de 53,8 e 60,0% e concentrações de etanol 17,1 e 28,4 g/L com 10 e 15% de BCA, respectivamente. Esses resultados mostraram que o aumento na carga de sólidos favoreceu o aumento no rendimento em etanol. Nos ensaios em configuração SHF (sacarificação e fermentação separadas) utilizando amostras de BCA deslignificada e não deslignificada obteve-se concentração de etanol de 39,9 g/L e rendimento em etanol de 84,0% com 15% de sólidos em 72 h. Ensaios nas configurações 10% BCA/15 FPU/g BCA tratado, 10% BCA/30 FPU/g BCA tratado, 15% BCA/15 FPU/g BCA tratado e 15% BCA/30 FPU/g BCA tratado foram realizados empregando as leveduras Kluyveromyces marxianus IMB3 e Saccharomyces cerevisiae D5A na produção de etanol a partir do BCA pré-tratado hidrotermicamente. Os resultados mostraram conversão enzimática de 64,3% e concentração máxima de etanol de 29,2 g/L utilizando 15% de sólidos em 72 h para IMB3. Para a levedura D5A obteve-se rendimento em etanol de 76,2% e a máxima concentração de etanol de 42,6 g/L em 120 h utilizando 15% de sólidos e 30 FPU/g BCA tratado. De modo geral, todas as condições avaliadas apresentaram resultados satisfatórios na obtenção de etanol a partir do BCA pré-tratado hidrotermicamente. Entretanto, cargas de substrato maiores favoreceram a configuração SHF por operar separadamente a hidrólise enzimática e a fermentação alcançando maiores rendimento em etanol nas condições avaliadas nesse trabalho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3594.pdf: 4727343 bytes, checksum: 286ef46bfae3e1cd8fe2debcf9995fb6 (MD5) Previous issue date: 2011-03-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Sugarcane bagasse is an abundant lignocelulosic byproduct, due to the high ethanol production from sugarcane juice, which turns this residue an attractive alternative for obtaining cellulosic ethanol and other products of higher value added. However, the use of bagasse requires a pre-treatment step for better use of its fractions. It was proposed in this study, an evaluation of different operational conditions of bagasse Organsolv pre-treatment, followed or not by alkaline delignification, acid catalyzed or not, aiming the application of cellulose to ethanol production and xylan to produce xylo-oligosaccharides (XO). The pretreatment reactions were conducted in a high pressure reactor (Parr) under different temperature conditions (150, 170 and 190°C), time (10, 30, 60 and 90min), ethanol concentration (30, 50 and 70%), with solid:liquid ratio of 1:10 (w/v) and stirring speed of 300 rpm. The pre-treatments with higher severity factor were followed by delignification with 1% NaOH (w/v) at 100°C for 1 hour. Acid catalysis with 1% H2SO4 (w/w) was used in the pretreatment condition at 190°C/10min/50%ethanol with or without the alkaline delignification step. The evaluation of pre-treatment efficiency was carried out using structural, chemical and gravimetric characterization of the obtained solid fraction, cellulose enzymatic conversion in the hydrolysis of this fraction and ethanol yield after hydrolisate fermentation. The liquid fraction was characterized with respect to its xylan yield and the ratio obtained between xylan oligomers and xylose. The conditions of higher severity factor presented higher lignin and hemicelulose solubilization with average values of 80% and 86,3%, respectively, and average cellulose degradation of 2,4%. The same conditions, when associated with alkaline delignification, led to a increase on lignin and hemicelulose solubilization, 89,7% and 96,8%, respectively. However, the average initial cellulosic fraction loss of 14% was depicted. The use of acid catalyst, despite having promoted increase in solubilization of lignin (4%) and hemicelulose (12%), led to a expressive degradation of the cellulosic fraction, with mass loss of 34% and 12,6%, with and without alkaline delignification, respectively. The pre-treatment condition at 190°C/10min/50%ethanol promoted a higher enzymatic conversion (61,2%) with cellulose degradation of only 1% and after alkaline delignification step, reached 88,2%. The alkaline delignification led to a conversion increase for all the conditions tested, but also led to significant cellulose losses. On the other hand, the use of the acid catalyst had no significant effect on enzymatic hydrolysis. The fermentation of the hydrolisates was equally satisfactory for all the conditions evaluated, with average yield of 80%. The SEM analysis showed changes on the morphological structure of the fiber compared to the in natura bagasse, for the different pre-treatment conditions. The black liquor obtained after the pretreatment was evaluated with respect to its hemicelulosic fraction, obtaining 54,5% of xylooligomers and only 2% of xylose at the best condition (170°C/60min/50%ethanol), with 75% of recovery yield of xylan initially present in the bagasse. / Bagaço de cana é um subproduto lignocelulósico abundante no Brasil, devido à alta produção de etanol a partir do caldo de cana-de-açúcar, o que torna esse material uma atraente alternativa para obtenção de etanol celulósico e outros produtos de maior valor agregado. O uso de bagaço, entretanto, requer etapa de pré-tratamento para melhor aproveitamento de suas frações. Neste trabalho, propôs-se avaliar diferentes condições operacionais de pré-tratamento organossolve do bagaço, seguido ou não de deslignificação alcalina, catalisado ou não com ácido, visando à aplicação da celulose para produção de etanol e da xilana para produção de xilooligossacarídeos (XOS). As reações de pré-tratamento foram realizadas em reator de alta pressão (Parr) sob diferentes condições de temperatura (150, 170 e 190°C), tempo (10, 30, 60 e 90min), concentração de etanol (30, 50 e 70%), com relação sólido:líquido de 1:10 (m/v) e agitação de 300 rpm. Os pré-tratamentos com maior grau de severidade foram seguidos de deslignificação com NaOH 1% (m/v) a 100°C por 1h. Catálise ácida com H2SO4 1% (m/m) foi utilizada na condição de tratamento a 190°C/10min/50% etanol com e sem a etapa de deslignificação alcalina. A avaliação de eficiência do pré-tratamento foi feita através da caracterização estrutural, química e gravimétrica da fração sólida obtida, da conversão enzimática da celulose na hidrólise dessa fração e do rendimento em etanol após fermentação do hidrolisado. A fração líquida foi caracterizada quanto ao rendimento da extração de xilana e à proporção obtida entre oligômeros de xilana e xilose. As condições de maior grau de severidade para os pré-tratamentos apresentaram maior solubilização de lignina e hemicelulose com média de 80% e 86,3%, respectivamente, e degradação média de celulose de 2,4%. Essas mesmas condições, quando acrescidas de deslignificação alcalina, levaram a aumento na solubilização de lignina e hemicelulose, 89,7% e 96,8%, respectivamente, porém houve uma perda média de 14% da fração celulósica inicial. Já o uso de catalisador ácido, embora tenha promovido aumento na solubilização de lignina (4%) e de hemicelulose (12%), levou a uma expressiva degradação da fração celulósica, com perda mássica de 34% e 12,6%, com e sem a etapa de deslignificação alcalina, respectivamente. A condição de pré-tratamento a 190°C/10min/50% etanol promoveu maior conversão enzimática (61,2%) com degradação de apenas 1% de celulose e, após etapa de deslignificação alcalina, atingiu 88,2%. A deslignificação alcalina conduziu a aumento na conversão para todas as condições testadas, mas também levou a perdas significativas de celulose. Por outro lado, o uso de catalisador ácido não teve efeito significativo na hidrólise enzimática. A fermentação desses hidrolisados foi igualmente satisfatória para todas as condições avaliadas, com rendimento médio de 80%. As análises de MEV mostraram alterações na estrutura morfológica da fibra em relação ao bagaço in natura, para as diferentes condições de pré-tratamento. O licor negro obtido após pré-tratamento foi avaliado quanto sua fração hemicelulósica obtendo, para a melhor condição (170°C/60min/50% etanol), 54,5% de xilooligômeros e apenas 2% de xilose, com rendimento de 75% na recuperação da xilana presente inicialmente no bagaço.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3641.pdf: 2915031 bytes, checksum: 75a88eb9fcd13120c484443ffeae1a1a (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this work was evaluated the sugarcane bagasse (SCB) pretreatment by aqueous ammonia, an alkaline method. Samples of SCB (in natura and steam exploded unwashed) were pretreated with ammonium hydroxide solution (NH4OH) at 1:5 solid-liquid ratio (by weight), in a bench scale. Preliminary assays were carried out employing NH4OH solution (28% w/w) at room temperature 24 ± 3 &#8304;C by 7, 15 and 30 days. In these experiments, it was observed that the pretreatment was selective in removing lignin and hemicellulose. New experiments were carried out using at 50&#8304;C and NH4OH 15% during 30, 60 and 90 minutes. In these pretreatments the same behavior was observed. In the next assays, it decided to fix the reaction time in 60 minutes and the temperature in 100&#8304;C. Samples of in nature and steam exploded SCB were pretreated at diffent NH4OH concentrations (4 to 15%). Enzymatic hydrolysis assays were carried out in Erlenmeyers flasks (50&#8304;C, pH 4.8 and 250 rpm) using 30 FPU/g bagasse (Accellerase 1500, Genencor) and 5 CBU/g bagasse (BG, Genencor). Experiments were carried out employing in natura SCB (pretreated conditions 4, 10 and 15% NH4OH solution, 60 min., 100&#8304;C) with 3% of solid loading. A glucose conversion of 64.2% was reached in the best condition (10% NH4OH solution). Experiments were carried out employing steam exploded SCB (5, 10 e 15% NH4OH solution, 60 min. and 100&#8304;C) with 5% of solid loading. A glucose conversion of 79.9% was reached in the best condition (15% NH4OH solution). Hydrolysis experiments using higher solid loading (5% for in natura and 10% for steam exploded) and 30 FPU/g cellulose (Accellerase 1500) were carried out. A glucose conversion of 69.6% for in natura and 82.2% for steam exploded SCB were obtained. Fermentation assays (250 rpm, 30&#8304;C) employing commercial and industrial Saccharomyces cerevisiae were conducted, in a rich and poor medium. A theoretical fermentation yield up to 78% was found for the poor medium and around 88% for the rich medium. The industrial S. cerevisiae shows a value of yield slightly superior to those of commercial strain. Samples of SCB (before and after pretreatment) were analyzed by scanning electron micrograph (SEM). / O objetivo deste trabalho foi avaliar a etapa de pré-tratamento do bagaço de cana de açúcar empregando amônia aquosa, um método alcalino. Amostras de bagaço (in natura e explodido a vapor não lavado) foram tratadas na proporção 1:5 (massa de bagaço seco por massa de solução de NH4OH), em escala de bancada. Ensaios preliminares foram realizados empregando solução 28% (m/m) de NH4OH, a temperatura ambiente 24 ± 3 &#8304;C por 7, 15 e 30 dias em recipiente fechado. Nestes experimentos verificou-se que o pré-tratamento foi seletivo na remoção de lignina e hemicelulose. Novos experimentos foram realizados fixando-se a temperatura em 50&#8304;C e a concentração de NH4OH em 15%. Avaliaram-se tempos de reação de 30, 60 e 90 min. Nestes prétratamentos o mesmo comportamento foi observado. Nos próximos ensaios o tempo de reação foi fixado em 60 min e a temperatura em 100&#8304;C. Amostras de bagaço foram pré-tratadas em soluções de NH4OH (4 a 15%). Experimentos de hidrólise enzimática foram realizados em frascos de Erlenmeyer (50&#8304;C, pH 4,8 e 250 rpm) empregando 30 FPU/g bagaço (Accellerase 1500, Genencor) e 5 CBU/g bagaço (BG, Genencor). Na hidrólise das amostras de bagaço in natura (pré-tratadas com soluções de NH4OH 4, 10 e 15%, 60 min, 100&#8304;C) com carga de sólidos de 3% a melhor conversão em glicose foi de 64,2% (amostra tratada NH4OH 10%). Na hidrólise da amostra de bagaço explodido (pré-tratadas com NH4OH 5, 10 e 15%, 60 min e 100&#8304;C) com carga de sólidos de 7% a melhor conversão em glicose foi de 79,9% (amostra tratada com NH4OH 15 %). Hidrólises com maior carga de sólidos, 5% (bagaço in natura) e 10% (bagaço explodido), utilizando 30 FPU/g celulose (Accellerase 1500, Genencor) foram realizadas. Nestes ensaios obteve-se conversão em glicose de 69,6% (bagaço in natura) e 82,2% (bagaço explodido). Experimentos de fermentação alcoólica (250 rpm, 30&#8304;C) foram realizados empregando levedura Saccharomyces cerevisiae (comercial e industrial) em meios de cultivo denominados rico e pobre . A eficiência na conversão da glicose em etanol nos experimentos foi acima de 78% (meio pobre ) e da ordem de 88% (meio rico ). A levedura industrial apresentou eficiência um pouco superior à comercial. As amostras de bagaço (antes e após o pré-tratamento) foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3645.pdf: 2905111 bytes, checksum: 1e7eebe36006a888b885d9d8b5b94f9e (MD5) Previous issue date: 2011-03-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to optimize the pretreatment of sugarcane bagasse raw and exploded with diluted sulfuric acid, water and sodium hydroxide in order to obtain Xylooligosaccharides in hemicellulose and production of second generation ethanol. The experiments with sugarcane bagasse and exploded with diluted acid and water respectively were performed according to the methodology CCRD (Central Composite Rotatable Design) with two replications at the center point response variables were: amount of xylose (g), acid concentration acetic acid and furfural (g / l) and xyllo-oligomers yield (%). Pretreatment with sodium hydroxide was carried out with sugarcane bagasse according to the methodology of factorial design with two replications at the central point in order to evaluate the influence of time of pretreatment (t), and hydroxide concentration sodium in the release of sugars after hydrolysis. The pretreatment of sugarcane bagasse with fresh H2SO4 concentration 0.8% v / v, 13 minutes at 100 º C allowed 94% extraction of xylan in the form of scyllo-oligomers, with a minimum of xylose, furfural and acetic acid showing as a condition favorable for the extraction of XOS production. The pretreatment of sugarcane bagasse was used only blown hot water already there due to acetic acid, due to the fact that exploded bagasse have already undergone a process of pre-treatment self-hydrolysis at the plant. Provided by washing with water in the ratio 1:5 (w / v) for 5 minutes at 70 ° C allowed the extraction of 80% xylose from bagasse which was already dissolved in the material, this fraction was 62.5% in the form oligomers. If this condition is unfavorable for the production of XOS is great because the production of monomer (xylose), which required a purification step which is very costly. If ethanol is the desired end product is a slight increase in the need of pretreatment conditions for improved xylose production by hydrolysis step by the enzyme xylanase or using acid as catalyst. For the pretreatment of sugarcane bagasse early experiments proved inconclusive for obtaining a correlation between the length, amount of NaOH used in the hydrolysis and fermentation yields. With the experimental design was obtained for 7% NaOH, 30 minutes (min.) 76% of hydrolysis efficiency with a maximum production of glucose 62 g / l and 90% efficiency of fermentation with an average yield of 20g / L ethanol. The materials were characterized chemically and physically before and after the stages of pretreatment showing the openness and better availability of fibers for the enzymatic process. / O objetivo deste trabalho foi a otimização do pré-tratamento de bagaço de cana in natura e explodido com ácido sulfúrico diluído, água e hidróxido de sódio visando a obtenção de xilooligômeros na fração hemicelulósica e produção de etanol de segunda geração. Os experimentos com o bagaço in natura e explodido com ácido diluído e água respectivamente foram realizados de acordo com a metodologia DCCR (Delineamento Composto Central Rotacional) com duas repetições no ponto central tendo como variáveis resposta: quantidade de xilose (g), concentração de ácido acético e furfural (g/L) e rendimento em xilooligômeros (%). O pré-tratamento com hidróxido de sódio foi realizado com o bagaço in natura de acordo com a metodologia do planejamento fatorial com duas repetições no ponto central com o objetivo de avaliar a influência do tempo de pré-tratamento (t), e concentração de hidróxido de sódio na liberação de açúcares após hidrólise. O Pré-tratamento do bagaço de cana in natura com concentração H2SO4 0,8% v/v, 13 minutos a 100ºC permitiu 94% de extração de xilana na forma de xilooligômeros, com um mínimo de xilose, furfural e ácido acético se mostrando assim como uma condição de extração favorável para produção de xilooligossacarídeos (XOS). No pré-tratamento do bagaço de cana explodido foi utilizado somente água quente devido a já existência de ácido acético, devido ao fato do bagaço explodido já ter sido submetida a um processo de pré-tratamento de auto-hidrolise na usina. Na condição de lavagem com água na relação 1:5 (m/v) por 5 minutos a 70 ºC permitiu a extração de 70% de xilose do bagaço que já se encontrava solubilizada no material, desta fração 45% se encontrava na forma de oligômeros. Essa se condição é desfavorável para produção de XOS pois é grande a produção de monômero (xilose), sendo necessária uma etapa de purificação que é muito onerosa. Se o etanol for o produto final desejado é preciso um leve aumento nas condições do pré-tratamento para maior produção de xilose, por etapa de hidrólise pela enzima xilanase ou utilizando ácido como catalisador. Para o pré-tratamento do bagaço in natura os primeiros experimentos se mostraram inconcludentes para a obtenção de uma correlação entre tempo e quantidade de NaOH utilizado nos rendimentos de hidrólise e fermentação. Com o planejamento fatorial obteve-se para 7% NaOH 30 min. 75,3% de eficiência de hidrólise com uma máxima produção de glicose de 61,4 g/l e eficiência de 90% de fermentação com uma média de produção de 20g/L de etanol e para 4% NaOH 60 min 60 min. uma solubilização da xilana do bagaço in natura de 65%, com 55% na forma oligomérica.Os materiais foram caracterizados quimicamente e fisicamente antes e após as etapas de pré-tratamento mostrando a abertura e a melhor disponibilidade das fibras para o processo enzimático.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-05T11:13:14Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2191418 bytes, checksum: 390f27b802ca1ca1ab160e3f42f0366f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T11:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2191418 bytes, checksum: 390f27b802ca1ca1ab160e3f42f0366f (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / The utilization of goat viscera to obtain protein hydrolysates presents itself as an option to increase the income of the rural producer, since the viscera exhibit high nutritional value, with protein content similar to that of goat meat. In this context, the aim of this thesis was to obtain, through the enzymatic hydrolysis of goat viscera, a new product, a protein hydrolyzate, with alimentary and / or functional properties to be used directly or indirectly in human and / or animal feed, Goat slaughter by-products. A first chemical composition study was carried out to investigate the potentials of three goat viscera (lung, heart and liver) and their mixture in a ratio of 1: 1: 1 for use as new functional products and / or ingredients. The results showed that individual and mixed goat viscera present a remarkable nutritional quality, with a high protein content (average of 18 g / 100 g), excellent total amino acid profile, all essential amino acids being present. Twenty-two fatty acids were identified, with seven being saturated, fifteen unsaturated, with emphasis on C18: 2n6t. The analytical data of hydrophobicity, electrophoretic profile and total amino acids indicate its potential to obtain protein hydrolyzates with technological applications. Subsequently, considering the results of the potential chemical composition and the lack of studies on the use of goat viscera in functional products, a second study was performed to obtain a protein hydrolyzate of viscera. In this study, the mixture of viscera, Alcalase® 2,4L and Brauzyn® enzymes was used in a DCCR². Therefore, the independent variables were the time and the enzymatic loading in the hydrolysis process and dependent variable the degree of hydrolysis of the proteins. From these studies was registered a patent BR102015023135-0, and carried out the chemical characterization and some functional properties of hydrolysates that presented higher (> GH) and lower degree of hydrolysis (<GH). The protein hydrolysates of goat viscera presented excellent nutritional quality, with high protein content (16.8 to 22.6 g / 100g), balanced amino acid profile in essential amino acids, hydrophilicity profile with hydrophilic characteristic and reduced fat content (2.3 to 6.4 g / 100g). Hydrolyzates also exhibited significant technological functional properties, such as solubility (maximum value of 59% in Alcalase® GH hydrolyzate), oil retention capacity (> 6 ml oil / g proteins in <GH hydrolysates), emulsifying property (63.2 to 64.8 ml oil / g proteins) and emulsion stability (95.3 to 97.2%). In addition, in the studies of antioxidant potential, it was possible to observe higher percentages of reduction of free radical ABTS • + in comparison with the tests than for free radical DPPH •. In view of these results, we can conclude that goat viscera are ingredients that present potential for use in the manufacture and production of new products, such as protein hydrolysates, which have wide technological applicability, as well as add value to the by-products of slaughter. / O aproveitamento de subprodutos do abate de caprinos para obtenção de hidrolisados proteicos apresenta-se como opção para o aumento da renda do produtor rural, uma vez que as vísceras exibem elevado valor nutricional, com teores de proteínas similares ao da carne caprina. Neste contexto, a presente tese objetivou a obtenção, através da hidrólise enzimática a partir dos sub-produtos do abate de caprinos, um hidrolisado proteico, com propriedades alimentícias e/ou funcionais para ser utilizado direta ou indiretamente na alimentação humana e/ou animal, agregando-se valor aos subprodutos do abate caprino. Um primeiro estudo de composição química foi realizado, para pesquisar as potencialidades de três vísceras caprinas (pulmão, coração e fígado) e de sua mistura na proporção de 1:1:1 para aproveitamento como novos produtos e/ou ingredientes funcionais. Os resultados mostraram que as vísceras caprinas, individuais e em sua mistura, apresentam destacável qualidade nutricional, com elevado teor de proteína (com média de 18 g/100g), excelente perfil de aminoácidos totais, estando presentes todos os aminoácidos essenciais. Foram identificados vinte e dois ácidos graxos, sendo sete saturados, quinze insaturados, com destaque para o C18:2n6t. Os dados analíticos de hidrofobicidade, perfil eletroforético e de aminoácidos totais indicam sua potencialidade para obtenção de hidrolizados proteicos com aplicações tecnológicas. Posteriormente, considerando os resultados da potencialidade da composição química e a inexistência de estudos sobre o aproveitamento de vísceras caprinas em produtos funcionais, realizou-se um segundo estudo, para obter um hidrolisado proteico de vísceras. Neste estudo foi utilizada a mistura de vísceras, as enzimas Alcalase® 2,4L e Brauzyn® em um DCCR². Portanto, as variáveis independentes foram o tempo e a carga enzimática no processo de hidrólise e variável dependente o grau de hidrólise das proteínas. A partir destes estudos foi registrada uma patente BR102015023135-0, e realizada a caracterização química e algumas propriedades funcionais dos hidrolisados que apresentaram maior (> GH) e menor grau de hidrólise (< GH). Os hidrolisados proteicos de vísceras caprinas apresentaram excelente qualidade nutricional, com conteúdo elevado de proteína (16,8 a 22,6 g/100g), perfil de aminoácidos balanceado em aminoácidos essenciais, perfil de hidrofobicidade com característica hidrofílica e reduzido teor de gordura (2,3 a 6,4 g/100g). Os hidrolisados exibiram também propriedades funcionais tecnológicas significativas, tais como solubilidade (valor máximo de 59% no hidrolisado de >GH da Alcalase®), capacidade de retenção de óleo (> 6 ml óleo/g proteínas nos hidrolisados de < GH), propriedade emulsificante (63,2 a 64,8 ml óleo/g proteínas) e estabilidade da emulsão (95,3 a 97,2%). Adicionalmente nos estudos de potencialidade antioxidante foi possível observar maiores percentuais de redução do radical livre ABTS•+ em comparação com os testes que para o radical livre DPPH•. Diante destes resultados, podemos concluir que as vísceras caprinas são ingredientes que apresenta potencial de utilização na fabricação e produção de novos produtos, como os hidrolisados proteicos, que possuem larga aplicabilidade tecnológica, além de agregar valor aos subprodutos do abate.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1512564 bytes, checksum: 25fa13e5992abaa6a03ff80c5effd84e (MD5) Previous issue date: 2012-11-29 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The development of maize cultivars with higher nitrogen use efficiency (NUE) can be one of the great contributions of plant breeding for sustainable agriculture. Several studies evaluating the nutrient use efficiency in the early stages have been made to accelerate the selection process. However, there are no scientific reports about the ideal stage and what are the characters at each stage that show high relationship with the NUE, at the end of the cycle. Thus, the objective was to identify the phenological stages and the secondary characters that maximize the accuracy in the early and indirect selection for nitrogen use efficiency in maize. Three maize inbred lines were evaluated in completely randomized design with five replications in three way factorial scheme (lines x N levels x phenological stage) in two contrasting nitrogen doses, low and high nitrogen. The plants were evaluated in five growth stages being: nine fully developed leaves (V9), fourteen fully developed leaves (V14), tasseling (VT), flowering (R1) and physiological maturity (R6). In these stages, the plants were evaluated for the following characters: nitrogen utilization efficiency (NUtE), absorption (NAbE), use (NUE) and translocation (NTrE), activity of nitrate reductase (NR, mmoles of NO2 - h-1 g-1 MF), glutamine synthetase activity in shoots (GSa, mmoles of GHD h-1 g-1 MF) and root (GSr, mmoles of GHD h-1 g-1 MF), lateral root length (CRLat, cm) and axial (CRAxi, cm), specific root area (ARe, cm² g-1), chlorophyll content (SPAD, mg cm-2), number of leaves (NF), plant height (AP, cm) , stem diameter (DC, cm), phosphorus content (TP, dag kg-1) and potassium content (TK, dag kg-1). Later, the analyzes of variance (ANOVA) were performed: individual (for each level of N, within each stage), the joint for each stage and the joint general involving all three factors (3 lines x 2 levels of N x 5 phenological stages). Then, in low availability of N, the phenotypic correlations were fractionated through path analysis in direct and indirect effects of characters: CRLat, CRAxi, ARe, NR, GSa, GSr, SPAD, NF, AP, DC, TP, TK, NTrE (explanatory variables) on the character NUE and its components NAbE and NUtE (dependent variables) according to their significance at each stage whose plants were evaluated. Finally, the gains were estimated with the direct (GSd) and indirect selection (GSi) of the explanatory variables on the dependent variables in both levels of N. Considering the estimates of direct and indirect gains under NAbE at R6 stage, it is concluded that the activities of glutamine synthetase, at stages V9 and V14, allow the indirect early selection for nitrogen use efficiency in maize under conditions of low and high availability of N, respectively. / O desenvolvimento de cultivares de milho com maior eficiência no uso de nitrogênio (EUN) pode ser uma das grandes contribuições do melhoramento vegetal para agricultura sustentável. Diversos trabalhos avaliando a eficiência no uso de nutrientes em estádios precoces já foram feitos, visando acelerar o processo de seleção. No entanto, não há relatos científicos sobre o estádio ideal e quais os caracteres em cada estádio que apresentam maior correlação com a EUN no final do ciclo. Assim, o objetivo foi identificar os estádios fenológicos e os caracteres secundários que maximizam a acurácia na seleção precoce e indireta para a eficiência no uso de nitrogênio em milho. Foram avaliadas três linhagens endogâmicas de milho em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições, em esquema fatorial triplo (linhagens x níveis de N x estádio fenológico), em duas doses contrastantes de nitrogênio, baixa e alta. As plantas foram avaliadas em cinco estádios fenológicos, quais sejam: nove folhas completamente desenvolvidas (V9), 14 folhas completamente desenvolvidas (V14), pendoamento (VT), florescimento (R1) e maturidade fisiológica (R6). Nesses estádios, as plantas foram avaliadas quanto aos seguintes caracteres: eficiência na utilização (EUtN), na absorção (EAbN), no uso (EUN) e na translocação de nitrogênio (ETrN), atividade da nitrato redutase (NR, &#956;moles de NO2 - h-1 g-1 MF), atividade da glutamina sintetase na parte aérea (GSa, &#956;moles de GHD h-1 g-1 MF) e raiz (GSr, &#956;moles de GHD h-1 g-1 MF), comprimento de raiz lateral (CRLat, cm) e axial (CRAxi, cm), área de raiz específica (ARe, cm² g-1), teor de clorofila (SPAD, &#956;g cm-2), número de folhas (NF), altura de planta (AP, cm), diâmetro de colmo (DC, cm), teor de fósforo (TP, dag kg-1) e potássio (TK, dag kg-1). Posteriormente, foram feitas as análises de variância (ANOVA) individuais (para cada nível de N, dentro de cada estádio), as conjuntas para cada estádio e a conjunta geral envolvendo todos os três fatores (três linhagens x dois níveis de N x cinco estádios fenológicos). Em seguida, para baixa disponibilidade de N, foram feitos os desdobramentos das correlações fenotípicas por meio da análise de trilha, em efeitos diretos e indiretos dos caracteres: CRLat, CRAxi, ARe, NR, GSa, GSr, SPAD, NF, AP, DC, TP, TK, ETrN (variáveis explicativas) sobre o caracter EUN e seus componentes EAbN e EUtN (variáveis dependentes), de acordo com suas significâncias em cada estádio cujas plantas foram avaliadas. Por fim, foram estimados os ganhos com a seleção direta (GSd) e indireta (GSi) das variáveis explicativas sobre as variáveis dependentes, nos dois níveis de N. Considerando os ganhos diretos e indiretos estimados sob a EAbN no estádio R6, conclui-se que as atividades da glutamina sintetase, nos estádios V9 e V14, permitem a seleção precoce e indireta para eficiência no uso de nitrogênio em milho, nas condições de baixa e alta disponibilidade de N, respectivamente.

Submitted by MARIANA NADJARA KLEIN null (mariana_klein28@hotmail.com) on 2017-01-12T18:03:07Z No. of bitstreams: 1 TESE MARIANA definitiva 12.01.17.pdf: 1548852 bytes, checksum: ab76519552913b27064c77dfab05d64a (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-16T16:32:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 klein_mn_dr_jabo.pdf: 1548852 bytes, checksum: ab76519552913b27064c77dfab05d64a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T16:32:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 klein_mn_dr_jabo.pdf: 1548852 bytes, checksum: ab76519552913b27064c77dfab05d64a (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A eficiência de biocontrole de Aureobasidium pullulans ACBL-77 foi avaliada contra Geotrichum citri-aurantii, agente causal da podridão azeda em citros, e suas interações foram estudadas in vitro e in vivo. Para isso, foram avaliados: (i) a eficiência de biocontrole da podridão azeda por A. pullulans ACBL-77; (ii) o efeito de diferentes meios de cultivo na produção de células da levedura; (iii) a incorporação de fontes nutricionais na otimização da atividade antagônica; (iv) a competição de nutrientes entre os microrganismos; (v) o efeito dos nutrientes na produção de células da levedura e na quantificação de biofilme e sua relação no biocontrole da doença; (vi) a sobrevivência da levedura em frutos cítricos; (vii) a interação entre os microrganismos em microscopia eletrônica de varredura; (viii) o efeito da aplicação da levedura na qualidade de frutos cítricos, e, finalmente, (ix) o efeito de A. pullulans na atividade das enzimas possivelmente envolvidas com a indução de resistência de frutos. Pelos resultados obtidos nesse trabalho, verificou-se que, nos frutos tratados preventivamente com A. pullulans ACBL-77 a porcentagem de controle foi maior do que quando os tratamentos foram realizados de maneira curativa. O meio de cultivo batata-dextrose-ágar foi o que promoveu maior quantidade de células da levedura. A incorporação de micronutrientes, como ácido bórico, cloreto de cobalto e molibdato de amônio (1 mM) em meio de cultivo da levedura favoreceu a ação antagônica in vitro. Sulfato de amônio 1 % e sacarose 0,5 % promoveram aumento na porcentagem de inibição da germinação de conídios. Porém, a adição de sulfato de amônio 1% no cultivo da levedura estimulou a produção de biofilme e, consequentemente, aumentou sua ação antagônica contra a doença in vivo. Aplicação de A. pullulans, previamente cultivada em meio acrescido de sulfato de amônio (1%), favoreceu a sobrevivência da levedura em ferimentos de frutos cítricos e provocou deformações nas hifas do fitopatógeno. A aplicação da levedura não alterou a qualidade de frutos cítricos, mas aumentou as atividades das enzimas envolvidas com a defesa dos frutos a patógenos. Esses resultados mostram a importância da adição e do tipo de nutriente, quando da formulação de um bioproduto a base deste isolado, visando a sua utilização em escala comercial. Além disso, esse é o primeiro relato de uma correlação positiva do aumento na quantificação de biofilme produzido por A. pullulans, em função da fonte de nutriente, com o aumento da sua atividade antagônica. / The biocontrol efficiency of Aureobasidium pullulans strain ACBL-77 was evaluated against Geotrichum citri-aurantii, the causal agent of sour rot in citrus, and their interactions were studied in vitro and in vivo. For this purpuse, were evaluated (i) the biocontrol efficiency of A. pullulans ACBL-77 against the pathogen; (ii) the effect of different culture media on the production of yeast cells; (iii) the incorporation of nutritional sources in optimizing the antagonistic activity; (iv) the competition for nutrients between the microorganisms; (v) the effect of nutrients on yeast cell and biofilm production and their relation in the biocontrol of disease; (vi) the survival of yeast in citrus fruits; (vii) the interaction between the microorganisms by scanning electron microscopy; (viii) the effect of A. pullulans applications in the citrus fruits quality; (ix) the effect of ACBL-77 in the activity of the enzymes possibly involved with resistance induction. In the results this study, were verified that in the fruits treated with A. pullulans ACBL-77, preventively, the control percentage was higher than the curative treatment. The potato-dextrose-agar medium promoted the highest amount of yeast cells. The incorporation of micronutrients, such as boric acid, cobalt chloride and ammonium molybdate (1 mM), favoured the antagonistic action of A. pullulans in vitro. Ammonium sulphate 1mM and sucrose 0.5% favoured the yeast during the competition between the microorganisms. However, the addition of ammonium sulphate at 1% in the yeast culture stimulated biofilm production and consequently increased the antagonistic activity against the pathogen in vivo. The application of A. pullulans to fruits allowed the better survival of yeast in wounded sites of citrus fruit. The yeast was found to be able to form biofilm on citrus, deforming the pathogen hyphae. The application of yeast did not change the quality of citrus fruits, but increased the activities of the enzymes possibly involved in the defense of the fruits to pathogens. These results show the importance of the addition of nutrients and the types of nutrients in A. pullulans based-formulations when aiming for their use on a commercial scale. Additionally, this is the first report of a positive correlation between the increase in the quantity of biofilm produced by A. pullulans, depending on the nutrient source, with increased antagonistic activity.

As lacases (EC 1.10.3.2) são fenol-oxidases associadas à habilidade de degradar a lignina e outros compostos recalcitrantes, como xenobióticos e vários tipos de corantes sintéticos. Lacases catalisam a oxidação de vários compostos aromáticos com concomitante redução do oxigênio a água. Neste trabalho são apresentados os resultados de imobilização do extrato de lacases de Pleurotus sajor-caju PS2001 em filmes poliméricos de poliamida 6,6 (PA) e polissulfona (PSU), utilizando glutaraldeído como agente de ligação. A solução enzimática de lacases foi obtida em meio sólido contendo serragem de Pinus spp cultivado com P. sajor-caju. As proteínas da solução enzimática foram imobilizadas em filmes de PA e PSU. O processo de imobilização foi estudado quanto ao pH ótimo, sendo os filmes caracterizados quanto à quantidade de proteínas imobilizadas e atividade de lacases. As membranas de PA apresentaram maior atividade de lacases quando comparadas com as de PSU. Observou-se uma redução do pH ótimo para atividade de lacases imobilizadas, utilizando-se o tampão acetato e um aumento em tampão Mcllvaine. A maior atividade de lacases foi obtida após 6 h de imobilização, em reação a 30°C, com agitação constante, tanto para os filmes de PA quanto para os de PSU. Verificou-se descoloração de aproximadamente 90% da solução 25 mg/L do corante Reactive Blue 220, após 24 horas de reação, utilizando membranas de PA com a enzima imobilizada. Aproximadamente 50% da descoloração obtida deve-se a adsorção do corante pela membrana. Resultados semelhantes foram obtidos com a utilização do corante Remazol Brilliant Blue R (RBBR), com adição de Reactive Blue 220. Não foi observada descoloração sem adição do Reactive Blue, sugerindo uma ação semelhante a um mediador, proporcionando a descoloração do RBBR. Apesar de serem observadas atividades de lacases imobilizadas nas membranas de PSU, utilizando-se ABTS como substrato, não foi observada descoloração dos corantes analisados. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T18:02:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Katia Rasera.pdf: 933755 bytes, checksum: fadf6b200d674217ac06cf5b50743776 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T18:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Katia Rasera.pdf: 933755 bytes, checksum: fadf6b200d674217ac06cf5b50743776 (MD5) / Laccases (EC 1.10.3.2) are phenol-oxidase enzymes associated to the degradation of lignin and a wide variety of recalcitrant compounds, such as xenobiotics and different types of dyes. Laccases catalyze the oxidation of various aromatic compounds with the concomitant reduction of oxygen to water. In this work, the results of immobilization of Pleurotus sajor-caju PS 2001 laccases in polyamide 6,6 (PA) and polysulfone (PSU) films, using glutaraldehyde as linking agent, are presented. The enzymatic solution containing laccases was obtained from solid medium with Pinus spp sawdust cultivated with P. sajor-caju. The proteins present in this solution were immobilized in PA and PSU films The immobilization process was studied with respect to the optimum pH, and the films were evaluated to determine the protein content and laccase activity. PA membranes showed higher laccase activity than PSU ones. With immobilized enzymes, a reduction of the optimum pH for laccase activity was observed, using acetate buffer and a increase using Mcllvaine buffer. The higher laccase activity was achieved after 6 h of immobilization, at a reaction temperature of 30°C, under agitation, for both PA and PSU films. Discolouration of approximately 90% of solution 25 mg.L-1 of the dye Reactive Blue 220 was verified, after 24 hours of reaction, using membranes of PA with the immobilized enzyme. Approximately 50% of the discolouration would be attributed from the adsortion process of the dye for the PA membrane. Similar results had been gotten with the use of the dye Remazol Brilliant Blue R (RBBR), with addition of Reactive Blue 220. Discolouration without addition of the Reactive Blue was not observed, suggesting a similar action to a mediator, providing the discolouration of the RBBR. Although to be observed immobilized activities of lacases in the membranes of PSU, using ABTS as substratum, discolouration of the analyzed corantes was not observed.