Made available in DSpace on 2014-07-29T15:26:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Wagner Rodrigues de Carvalho.pdf: 2607795 bytes, checksum: 19e8481b5eb319af71b9e1f22666f1d9 (MD5) Previous issue date: 2008-06-30 / Xylanases have been used in the biobleaching of paper pulps, in bioconversion of plant biomass, for food and feed industries, among others. For successful selection of xylanases suitable for specific industrial applications it is important to characterize enzymes isolated from different sources. The thermophilic fungus Humicola grisea var. thermoidea is described as a good producer of extracellular endoxylanases and the Hxyn2 gene from this fungus was isolated and expressed in yeast Pichia pastoris. The aim of this project was focused on the production, purification and biochemical characterization of the recombinant HXYN2 (HXYN2r) enzyme and application on enzymatic hydrolysis of lignocellulosics substrates. The culture conditions of P. pastoris in flasks, using the 12.3 transformant and BMMY-U medium, were optimized and the best xylanolytic activity was 478.2 U/mL after 96 h, with a protein concentration of 100 mg/L, using 2.34% (w/v) of nitrogen sources (yeast extract plus urea 1.34:1.0% - w/v), 1% (v/v) of methanol, and OD600 of 10. The HXYN2r enzyme was purified by gel filtration chromatography with a yield of 6.4% and showed optimum pH and temperature values of 6.5 and 60ºC, respectively, maintaining 100% of initial activity after 4 h of incubation at pH 5.5, 6.5 and 7.5. The half-life time was 18 min at 60ºC and the enzyme was 100% stable after 3 h of incubation at 50ºC. Km and Vmax values were 7.9 mg/mL e 235.4 μmol/(mL.min), respectively. The HXYN2r enzyme were used on the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse (SCB), corn cob (CC) and foliar sample of sugarcane (FSC) alone or with the enzymes of xylanolytic and cellulolytic system produced by H. grisea fungus. For enzymatic hydrolysis experiments, the substrates were milled and pretreated with 0.25% (w/v) of H2SO4 by 30 min. On the enzymatic hydrolysis the best conversion yield of hemicellulosic fractions were obtained using PpHXYN2r supplemented with EHg: 42.8% to CC, 9.6% to SCB and, a mean of 20% to foliar samples. / As endoxilanases têm sido utilizadas no biobranqueamento da polpa de papel, na bioconversão da biomassa de plantas, nas indústrias alimentícias e de ração animal, entre outras. Para a seleção de endoxilanases que possam ser empregadas em processos industriais específicos é importante caracterizar enzimas isoladas de diferentes fontes. O fungo termofílico Humicola grisea var. thermoidea é um bom produtor de endoxilanases extracelulares e o gene que codifica uma das endoxilanases (HXYN2) deste fungo foi isolado e expresso na levedura Pichia pastoris. O presente trabalho se concentrou na produção, purificação e caracterização bioquímica da endoxilanase recombinante HXYN2 e na sua aplicação na hidrólise enzimática de substratos lignocelulósicos. As condições de cultivo da levedura P. pastoris em frascos, utilizando o transformante 12.3 e o meio BMMY-U foram otimizadas e obteve-se uma atividade xilanolítica de 478,2 U/mL após 96 h de cultivo, com uma concentração de 100 mg/L de proteínas, utilizando 2,34% (p/v) de fontes de nitrogênio (extrato de levedura e urea 1,34:1,0% - p/v), 1% (v/v) de metanol e DO600 de 10. A enzima HXYN2r foi purificada por cromatografia de filtração em gel com um rendimento de 6,4% e apresentou pH e temperatura ótimos de 6,5 e 60ºC, respectivamente, mantendo 100% da atividade inicial após 4 h de incubação nos pH s 5,5, 6,5 e 7,5. O tempo de meia-vida foi de 18 min a 60ºC e a enzima manteve 100% da atividade após 3 h de incubação a 50ºC. Os valores de Km e Vmáx foram 7,9 mg/mL e 235,4 μmol/(mL.min), respectivamente. A enzima HXYN2r foi aplicada na hidrólise enzimática de sabugo de milho (SM), bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e palha de cana-de-açúcar (PCA) sozinha ou em conjunto com as enzimas do sistema xilanolítico e celulolítico produzidas pelo fungo H. grisea. Para os experimentos de hidrólise enzimática os substratos testados foram moídos e submetidos a uma etapa de pré-tratamento com 0,25% (p/v) de H2SO4 por 30 min. Nos ensaios de hidrólise enzimática as melhores taxas de conversão da fração hemicelulósica dos substratos foram obtidas utilizando-se a PpHXYN2r suplementado com o EHg: 42,8% para o SM; 9,6% para o BCA e, em média 20% para as amostras foliares.

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Antonio José de Almeida Meirelles / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: O capitulo 1 deste trabalho descreve o Pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar e avalia a sua sacarificação enzimática a partir de diferentes extratos enzimáticos dos fungos Penicillium viridicatum RFC3, Trichodermareesei QM9414, Thermoascus aurantiacus CBMAI756 e Thermomyces lanuginosus, obtidos a partir da fermentação estado sólido. Dentre essas fermentações, o melhor resultado individual de eficiência de hidrólise foi obtido com o extrato enzimático do fungo T.aurantiacus, o qual foi então utilizado na sacarificação dos bagaços pré-tratados com espécies reativas de oxigênio. A melhor taxa de sacarificação foi obtida no bagaço pré-tratado com NaClO, que resultou em 19,8% de rendimento, contra 12,2% no bagaço in natura. O capitulo 2 do trabalho descreve a importância do sinergismo e da inibição enzimática, na forma da β-glicosidase, na sacarificação do bagaço. Foi verificado sinergismo entre os extratos enzimáticos dos fungos P.viridicatum e T.reesei e a melhor combinação dos dois extratos foi na proporção 1:1, resultando na liberação de 0,73 mg/mL de glicose. As atividades de β-glicosidases presentes nos extratos enzimáticos foram avaliadas quanto aos efeitos de inibição por glicose. Os parâmetros cinéticos Km e Vmax foram obtidos com a enzima do T. aurantiacus sem inibidor apresentou Vmáx 4,60 μmol/min e Km 0,31 mM e com glicose Vmáx 2,3 μmol/min e Km 0,37 mM. Sem glicose a enzima do P. viridicatum apresentou Vmáx 166,7 μmol/min e Km 0,2mM e com glicose Vmáx 13,8 μmol/min e Km 1,2 mM. A β- glicosidase do T.aurantiacus sofreu inibição não-competitiva, enquanto a enzima do P.viridicatum sofreu inibição mista. Também foram avaliados os efeitos da frutose e da glicose isomerase como supressora do efeito inibidor da glicose. A presença da frutose proporcionou um efeito positivo nas atividades de β-glicosidases desses fungos. A sacarificação do bagaço de cana com a combinação... / Abstract: The first chapter of this work describes the pretreatment of sugarcane bagasse cane and evaluates its enzymatic saccharification from different enzymatic extracts of Penicillium viridicatum RFC3, Trichoderma reesei QM9414, Thermoascus aurantiacus and Thermomyces lanuginosus CBMAI756 obtained from the solid state fermentation. Among these fermentations, the best individual result of hydrolysis efficiency was obtained with the enzymatic extract of the fungus T.aurantiacus, which was then used in the saccharification of bagasse pretreated with reactive oxygen species . The best rate of saccharification was achieved on bagasse pretreated with NaClO resultins in 19.8 % of yield, versus 12.2% in the bagasse in natura. The chapter 2 of this work describes the importance of synergism and inhibition of the enzyme in the form of β - glucosidase in the saccharification of bagasse. Synergism between the enzymatic extracts of fungi P.viridicatum and T.reesei the best combination of the two extracts was observed for the ratio 1:1, resulting in the release of 0.73 mg / mL glucose . The activities of β - glucosidase enzyme present in the extracts were analyzed for the effects of inhibition by glucose. The kinetic parameters Km and Vmax of the β-glucosidase enzyme presented, in case of T. aurantiacus Vmax of 4.60 μmol/min and Km 0.31 mM and with glucose Vmax 2.3 μmol/min and Km 0.37 mM. For the enzyme from P.viridicatum values were Vmax 166.7 μmol/min and Km 0.2 mM and with glucose Vmax 13.8 μmol/min and Km 1.2 mM. The β-glucosidase T.aurantiacus suffered from non-competitive inhibition, while P.viridicatum suffered mixed enzyme inhibition. We also evaluated the effects of fructose and glucose isomerase as suppressing the inhibitory effect of glucose. The presence of fructose resulted in a positive effect on the β - glucosidase activity of these fungi. The saccharification of sugarcane bagasse with the combination of glucose isomerase enzyme ... / Mestre

Resumo: Clicar acesso eletrônico abaixo / Abstract: Click electronic access below / Orientador: João Cláudio Thoméo / Coorientador: Eleni Gomes / Banca: Teresa Cristina Zangiorolami / Banca: Beatriz Vahan Kilikian / Banca: Roberta da Silva / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-23Bitstream added on 2014-06-13T18:50:37Z : No. of bitstreams: 1 merheb_cw_me_sjrp.pdf: 779308 bytes, checksum: 56b2af8c47fcea8212c7f1e3701d897d (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Proteases constituem um dos grupos mais importantes de enzimas industriais, sendo o setor alimentício um dos que mais as utilizam, pois atuam sobre proteínas. Este trabalho teve como objetivo produzir, purificar e caracterizar a protease do fungo termofílico Thermoascus aurantiacus. A produção foi em fermentação em estado sólido e o extrato enzimático bruto foi caracterizado. A atividade de protease, no extrato enzimático bruto, foi inibida por ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) (60,61%) e por fluoreto fenimetilsulfonil (PMSF) (56,37%) e foi levemente estimulada por Ca2+. Seu padrão de ação hidrolítico sobre a caseína foi estudado por UREA-PAGE, mostrando diferença significativa em relação a uma renina microbiana recombinante. O extrato enzimático bruto foi purificado através de precipitação com álcool a 72% seguido de cromatografias em resinas Sephadex G75 e Sephacryl S100. Apresentou rendimento de 0,4% e um fator de purificação de 80 vezes. A massa molecular de 24,5 KDa foi estimada por SDS-PAGE. A protease pura apresentou inibição somente por EDTA (96,70%) e ativação por sulfato ferroso, revelando-se uma metaloprotease ativada por ferro. O pH ótimo foi 5,5; a temperatura ótima foi 75°C e foi termoestável a 65°C por 1 hora retendo mais de 70% de atividade original. Apresentou aumento de 151,0% de atividade na presença de Tween-20 e, através dos estudos de cinética enzimática, hidrolisou melhor a caseína do que a azocaseína. / Proteases are a very important group of industrial enzymes, and are most employed in the food segment due to their action on proteins. This work had the aim to produce, purify and characterize the protease from the thermophilic Thermoascus aurantiacus. The production was carried out in solid state fermentation and the crude enzymatic extract was characterized. The proteolytic activity, in the crude extract, was inhibited by ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (60.61%) and by phenylmethylsulphonyl fluoride (PMSF) (56.37%) and was slightly stimulated by Ca2+. Its hydrolytic action profile on casein was studied by UREA-PAGE, showing significant difference when compared to a recombinant microbial rennet. The crude enzymatic extract was purified through precipitation with ethanol at 72% followed by cromatographies in columns of Sephadex G75 and Sephacryl S100. It was purified 80-fold and exhibited recovery of total activity of 0.4%. SDS-PAGE analysis indicated an estimated molecular mass of 24.5 KDa. The purified protease was only inhibited by EDTA (96.70%) and stimulated by Fe2+ revealing to be a metalloprotease activated by iron. The optimum pH was 5.5, optimum temperature was 75°C and it was thermostable at 65°C for 1 hour maintaining more then 70% of original activity. It showed increase of 151.0% in activity in the presence of Tween-20 and, through enzyme kinetics studies, better hydrolyzed casein than azocasein.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-05Bitstream added on 2014-06-13T18:50:37Z : No. of bitstreams: 1 silva_bl_me_sjrp_parcial.pdf: 68972 bytes, checksum: 03431955c8d6cea4c3ed5570639d9b21 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-03-16T11:30:17Z: silva_bl_me_sjrp_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-03-16T11:31:01Z : No. of bitstreams: 1 000713868.pdf: 583338 bytes, checksum: 2ab049d7d1dee609368d97ffcc42cfc4 (MD5) / Proteases constituem uma das mais importantes enzimas industriais e uma de suas principais aplicações é na indústria láctica para produção de queijos. Devido à escassez do coalho tradicional de origem animal, proteases coagulantes microbianas estão sendo pesquisadas como substitutos. O coalho apresenta duas ações hidrolíticas sobre a caseína que caracterizam sua adequação como um bom coagulante, que são a atividade coagulante e a proteolítica. Quanto maior a razão entre coagulante / proteolítica (AC/AP), melhor o coagulante. O presente trabalho objetivou estudar a produção e caracterização da protease coagulante produzida pelo fungo termofilico Thermomucor indicae-seudaticae N31 via fermentação submersa. As condições de produção estudadas foram: natureza e concentração da fonte de carbono e da solução salina, períodos de incubação e velocidade de agitação. Após a produção foi feita a caracterização físico- química que consistiu em determinar as condições de atuações ótimas da enzima. A partir dos resultados, observou-se que a melhor composição no meio fermentativo foi: 4 % de farelo de trigo, 0,3 % de solução salina, 72 horas de incubação a 45 °C e 150 rpm de agitação. Nestas condições os valores da atividade coagulante e da razão AC/AP foram 60,5 U/mL e 510, respectivamente. A enzima coagulante apresentou as características: pH e temperatura ótimos foram 5,5 e 65 °C, respectivamente; pH e temperatura de estabilidade foram 3,5 – 5,0 (retendo cerca de 80 % da atividade depois de 24 horas à temperatura ambiente) e até 60 °C (após uma hora na ausência de substrato). O conjunto dos resultados sugere a conclusão que a protease coagulante é promissora do ponto de vista tecnológico como substituto do coalho animal, principalmente, devido à sua alta especificidade representada pelo elevado valor da razão / Proteases are one of the most important industrial enzymes and one of its main applications is in the dairy industry for the production of cheese. Due to the scarcity of renin bovine, microbial coagulants proteases are being researched as a substitute. The rennet has two hydrolytic action on casein featuring its suitability as a good coagulant, which are the milk-clotting and proteolytic activity. The higher the ratio milk-clotting / proteolytic (MCA/PA), the better the coagulant. The present study investigated the production and characterization of coagulant protease produced by thermophilic fungus Thermomucor indicae-seudaticae N31 on submerged fermentation. The production conditions were: nature and concentration of the carbon source and saline, incubation and agitation speed. After production was performed physicochemical characterization that determined the conditions optimal of the enzyme. From the results, it was observed that the best composition of the fermentative medium was: 4 % wheat bran, 0,3 % saline, 72 hours of incubation at 45 °C and 150 rpm agitation. In these conditions the values of milk-clotting activity and the ratio MCA/PA were 60,5 U/mL and 510, respectively. The clotting enzyme had the characteristics: optimum of pH and temperature were 5,5 and 65 °C, respectively, pH and temperature of stability were 3,5 – 5,0 (retaining approximately 80 % of activity 24 hours at temperature environment) and even 60 °C (after one hour in the absence of substrate). The group of results showed that coagulant protease is promising technological point of view as a substitute for animal rennet, mainly due to their high specificity shown by the high value of the ratio

Orientador: José Geraldo Nery / Banca: Adriano Aguiar Mendes / Banca: Adriano de Vasconcellos / Resumo: As nanozeólitas têm atraído atenção dos pesquisadores em diversas áreas de pesquisa devido às propriedades físico-químicas que elas possuem, como por exemplo, grande área de superfície externa, alta dispersibilidade e facilidade de modulação das suas características de superfície, principalmente em relação à carga de superfície e propriedades de hidrofilicidade/hidrofobicidade. No presente trabalho foi realizado estudo de sínteses e caracterização da nanozeólita faujasita pura e trocada com terras-raras (La3+, Ce3+, Gd3+ e Dy3+). Primeiramente as nanozeólitas trocadas com os cátions de terras-raras foram empregadas como catalisadores hetereogêneos na reação de transesterificação química de triacilglicerídeos com o intuito de produzir biodiesel via rota metílica e etílica. Em paralelo a esse estudo os nanozeólitos trocados com cátions de terras-raras foram também estudados como suportes ou matrizes sólidas para a imobilização da lipase fúngica, mas especificamente a lipase de Thermomyces lanuginosus (LTL). Os complexos nanozeólitas-enzimas foram também empregados como catalisadores na reação de transesterificação de triacilglicerídeos para produção de ésteres etílicos de ácidos graxos utilizando óleo de soja como matéria prima via rota etílica. Os resultados do estudo de transesterificação do óleo de soja usando apenas as nanazeólitas trocadas com as terras-raras em termos de rendimentos de EEAG e EMAG usando 5% concentração de catalisador (em relação a massa de óleo), 650C,... / Abstract: Nanozeolites have attracted the attention of researchers in several research areas due to the physical-chemical properties they possess, such as large external surface area, high dispersibility and ease of modulation of their surface characteristics, mainly in relation to the charge of Surface and hydrophilicity / hydrophobicity properties. In the present work, a synthesis and characterization study of pure faujasite nanozeolite was performed with rare Earths (La3+, Ce3+, Gd3+ + and Dy3+). First, the nanozeolites exchanged with rare earth cations were used as heterogeneous catalysts in the reaction of chemical transesterification of triacylglycerides in order to produce biodiesel via methyl ... / Mestre

Orientador: João Cláudio Thoméo / Coorientador: Priscila da Silva Delabona / Banca: Vanildo Luìz Del Bianchi / Banca: Maria Luiza Silva Fazio / Resumo: Fungos filamentosos secretam grande quantidade de proteínas e outros produtos metabólicos para o meio de crescimento. As substâncias secretadas dependem não só das características metabólicas do microrganismo, como também da composição nutricional do meio de cultivo, particularmente dos macroelementos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência dos macronutrientes, carbono e nitrogênio, no crescimento e secreção de amilases, CMCase e xilanase do fungo Myceliophthora thermophila I-1D3b, em cultivo submerso. Atuando como fonte de carbono, foram escolhidos amido solúvel, carboximetilcelulose, papel de filtro e glicose e como fonte de nitrogênio sulfato de amônio, peptona e extrato de levedura. O crescimento fúngico foi determinado pela quantificação de biomassa micelial. Foram realizados ensaios de cinética de crescimento microbiano e de secreção das enzimas mencionadas, alternando-se e associando-se as fontes de carbono e nitrogênio, procurando estabelecer uma correlação entre a disponibilidade de fontes simples e complexas de carbono e de fonte orgânicas e inorgânicas de nitrogênio, na síntese de biomassa e secreção de enzimas amilase, CMCase e xinalase. Realizou-se ensaios variando a fonte de nitrogênio, peptona, sulfato de amônia e extrato de levedura em concentração fixa de glicose. Determinou-se a concentração de nitrogênio presente nos substratos utilizados como fonte de nitrogênio e calculou-se a massa de substrato necessário para oferecer as... / Abstract: Filamentous fungi secrete large amounts of proteins and other metabolic products into the growth medium. The secret substances depend not only on the metabolic characteristics of the microorganism but also on the nutritional composition of the culture medium, particularly the macroelements. Therefore, the objective of the present work was to evaluate the influence of macronutrients, carbon and nitrogen on the growth and secretion of amylases, CMCase and xylanase of fungus Myceliophthora thermophila I-1D3b, in submerged culture. Acting as a carbon source, soluble starch, carboxymethylcellulose, filter paper and glucose and as source of nitrogen ammonium sulfate, peptone and yeast extract were chosen. Fungal growth was determined by the quantification of mycelial biomass. Microbial growth and secretion kinetics assays were performed alternating and associating as carbon and nitrogen sources, trying to establish a correlation between the availability of simple and complex sources of carbon and of organic and inorganic sources of nitrogen, in the synthesis of biomass and secretion of amylase enzymes, CMCase and xinalase. Tests were performed by varying the source of nitrogen, peptone, ammonium sulfate and yeast extract at fixed glucose concentration. The concentration of nitrogen present in the substrates used as nitrogen source was determined and the substrate mass required to provide as 10 and 13% nitrogen solutions was calculated. Experiments were also carried out, varying as ... / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-17T16:34:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T16:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, seis diferentes cepas fúngicas isoladas de plantações de eucalipto foram avaliadas quanto aos seus potenciais para produção de enzimas lignocelulolíticas visando suas aplicações em processos biotecnológicos, mais precisamente, processos de sacarificação da biomassa. Os fungos Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolado J-129 (um basidiomiceto não identificado), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis foram cultivados em meio líquido (ML) e meio semi- sólido (MSS) contendo farelo de trigo, sabugo de milho, polpa Kraft e celulose microcristalina (Avicel) como fonte de carbono. Após 4, 8 e 12 dias de fermentação os extratos enzimáticos produzidos foram coletados e analisados para determinação das atividades de xilanase, endoglicanases, β-glicosidases, lacases e celulase total (FPase). Pycnoporus sanguineus apresentou as maiores atividades para FPase (polpa Kraft-MSS) e lacase (farelo de trigo-ML) sugerindo que este microrganismo pode ser utilizado como um eficiente produtor de ambos os grupos de enzimas: cellulases e ligninases. Chrysoporthe cubensis propiciou as maiores atividades para endoglicanase e β-glicosidase (farelo de trigo-SSF). Sendo assim, foi demonstrado pela primeira vez que C. cubensis possui um grande potencial para produção de enzimas (principalmente celulases) para aplicação em processos de sacarificação da biomassa. As maiores atividades xilanolíticas foram encontradas em extratos produzidos pelo fitopatógeno C. pteridis, o qual foi apto a secretar quantidades incomuns de xylanase (aproximadamente 150000 U L -1 ) quando cultivado em meio semi-sólido usando farelo de trigo como substrato. Pycnoporus sanguineus e C. cubensis secretaram as maiores atividades celulolíticas e por isto os extratos enzimáticos produzidos por estes microrganismos foram caracterizados e subseqüentemente aplicados em testes de sacarificação da biomassa. Além de celulases e xilanases, P. sanguineus e C. cubensis também mostraram uma marcante capacidade para secretar atividades de α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase e poligalacturonase. Além disto, baixas atividades para β-xilosidase e β-manosidase também foram detectados em ambos os extratos enzimáticos. As atividades celulolíticas (endoglicanase, FPase e β-glicosidase) e xilanolíticas produzidas por P. sanguineus e C. cubensis foram caracterizadas em relação a pH e temperatura ótimos e foi observado que todas as atividades enzimáticas analisadas foram maximamente ativas quando incubadas em uma faixa de pH entre 3,5 e 4,5. Os valores de temperaturas ótimas variaram entre 50 e 60 °C. Além disto, todas as atividades enzimáticas foram altamente estáveis nas temperaturas de 40 e 50 °C tendo mantido mais de 70 % de suas atividades residuais após 48 h de incubação. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis foram aplicados em experimentos de sacarificação utilizando bagaço de cana, previamente submetido à pré-tratamento ácido ou básico, como substrato e os resultados de sacarificação foram comparados com aqueles obtidos utilizando- se uma preparação comercial de celulases. O uso de pré-tratamento ácido foi pouco eficiente na remoção da lignina junto ao bagaço de cana e como conseqüência disso observou-se um baixo rendimento de sacarificação quando este substrato foi utilizado, independentemente do extrato enzimático aplicado. Por outro lado, quando bagaço pré-tratado com base foi utilizado como substrato, elevadas taxas de hidrólise foram observadas. Considerando-se a produção de equivalentes açúcares redutores, foram observados rendimentos de sacarificação de 89,0, 60,4 e 64,0 % após 72 h de reação nos ensaios conduzidos com extrato de C. cubensis, extrato de P. sanguineus e com a preparação de celulases comercial, respectivamente. A produção de glicose também foi avaliada e, similarmente, se observou uma maior liberação deste monossacarídeo nos ensaios realizados com extrato do fungo C. cubensis (52,7 %). Para os ensaios de sacarificação utilizando extrato de P. sanguineus e celulase comercial a produção de glicose observada correspondeu a 22,6 e 36,6 % do rendimento teórico possível, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem que as seis cepas fúngicas avaliadas neste trabalho têm grande potencial como produtoras de enzimas para aplicações em processos biotecnológicos. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis demonstraram um grande potencial para serem utilizados em processos de sacarificação da biomassa uma vez que o desempenho de hidrólise observado para estes extratos foi similar ou superior àquele observado em ensaios utilizando-se uma preparação de celulases comercial. / In this work, six different fungi strain isolated from eucalyptus plantations were evaluated in relation to their ability to produce ligninolytic enzymes to biotechnological application, specifically, biomass saccharification for bioethanol production. The fungi Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolated J-129 (a Basidiomycete unidentified), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis were cultivated in submerged fermentation (SmF) or in solid state fermentation (SSF) using wheat bran, corn cobs, Kraft pulp or microcrystalline cellulose (Avicel) as carbon source. After 4, 8 and 12 days of fermentation, the enzymatic extract produced were analyzed in relation to xylanase, endoglucanase, β-glucosidase, laccase and total cellulase (FPase) activities. The white-rot Basidiomycete P. sanguineous presented the highest FPase (Kraft pulp-SSF) and laccase (wheat bran-SmF) activities, suggesting that this microorganism could be used as an efficient producer for the two groups: cellulases and ligninases. Chrysoporthe cubensis presented the highest endoglucanase and β-glucosidase (wheat bran-SSF) activities. Therefore, for the first time, it was demonstrated that C. cubensis has a great potential to enzyme production (mainly cellulases) that could be applied in biomass saccharification processes. The highest xylanolytic activities were detected in enzymatic extracts produced by the plant pathogenic C. pteridis, which was able to secrete uncommon amounts of xylanase activity (approximately 150000U L -1 ) when cultivated in SSF using wheat bran. P. sanguineus and C. cubensis were able to secrete the highest amounts of cellulolytic activities and therefore the enzymatic extracts produced by these microorganisms were characterized and subsequently applied in biomass saccharification experiments. Besides cellulases and xylanases, P. sanguineus and C. cubensis were also able to produce α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase and polygalacturonase. It was also detected low activities of β-xylosidase and β-mannosidase in both enzymatic extracts. The cellulolytic activities(endoglucanase, FPase and β-glucosidase) and xylanolytic activities produced by P. sanguineus and C. cubensis were characterized in relation to pH and temperature and it was observed that all activities were maximized in a pH range of 3.5-4.5. The optimum temperatures for those enzymes varied between 50 and 60 °C. Besides, all enzymatic activities were highly stable at 40 and 50 °C, maintaining more than 70 % of its residual activities after 48 h of pre incubation at the aforementioned temperatures. The enzymatic extracts from P. sanguineus and C. cubensis were employed in saccharification experiments using acid-treated or alkali-treated sugarcane bagasse as substrate. The saccharification results were compared to those obtained employing a commercial cellulase. The acid pretreatment presented low efficiency in lignin removal from sugarcane bagasse and as a consequence, it was observed a low yield of saccharification when acid-treated bagasse was hydrolyzed, independently from the cellulase extract utilized. On the other hand, when alkali-treated sugarcane bagasse was used as substrate for saccharification, high hydrolysis rates were observed. Considering equivalent reducing sugars production, it was observed saccharification yields of 89.0, 64.4 and 64.0 % after 72 h of hydrolysis reaction using extract from C. cubensis, extract from P. sanguineous and a commercial cellulase, respectively. The glucose production was also evaluated and, similarly it was observed a higher yield in the saccharification using extract from C. cubensis (52.7 %) than in those using extract from P. sanguineous (22.6 %) or commercial cellulase (36.6 %). The results obtained suggest that the six fungi strains evaluated in this work present a great potential to produce enzymes for application in biotechnological processes. The cellulolytic extracts from P. sanguineous and C. cubensis demonstrated a great potential to be employed in biomass saccharification processes, since their observed hydrolysis performances were similar or superior to that observed performance for commercial cellulase. / Tese antiga

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-07. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:55Z : No. of bitstreams: 1 000846173_20160507.pdf: 175843 bytes, checksum: cc1b5a4632f6867bdd6b16501c5e684d (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-09T17:15:59Z: 000846173_20160507.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-09T17:16:41Z : No. of bitstreams: 1 000846173.pdf: 2029632 bytes, checksum: e355dd2ad8b2cd1af7fdc1e7c65acf03 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Celulases são essenciais para a hidrólise de materiais lignocelulósicos visando à produção de etanol de segunda geração. A fermentação em estado sólido é um processo que proporciona altas concentrações de enzimas que podem ser aplicadas nessa hidrólise. O objetivo do presente trabalho foi produzir enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas empregando os fungos Trichoderma reesei e Myceliophthora thermophila por fermentação em estado sólido em biorreator de leito empacotado e aplicar essas enzimas, combinadas ou não, na sacarificação de bagaço de cana-deaçúcar. Foram empregados bagaço in natura, bagaço pré-tratado com ozônio e irradiação de ultrassom em meio alcalino e bagaço com pré-tratamento hidrotérmico. A produção de enzimas foi avaliada pelas atividades CMCase, atividade sobre papel de filtro (FPU), xilanase e β-glicosidase. Para os experimentos de sacarificação com extratos dos fungos não combinados, foi adotado um planejamento de superfície de resposta central composto com 5 repetições do ponto central, tendo como fatores o volume de extrato enzimático e o tempo de hidrólise. Os resultados com os dois extratos indicaram como ótimos um volume de 7,0 mL e 6 horas de hidrólise para os bagaços in natura, pré-tratado com ozônio e irradiação de ultrassom em meio alcalino e com pré-tratamento hidrotérmico, exceto o extrato de M. thermophila que resultou em 5,0 mL e 6,8 horas para o bagaço hidrotérmico. Os melhores resultados de conversão em glicose com os dois extratos foram obtidos com o bagaço prétratado com ozônio e irradiação de ultrassom em meio alcalino, tendo sido de 34,0 % para M. thermophila e de 21,2 % para T. reesei. A partir destes resultados, foi elaborado um planejamento fatorial completo para os experimentos de hidrólises empregando coquetéis enzimáticos. Os fatores empregados foram composição (1:1; 1:3; 3:1) e temperatura... / Cellulases are essential for the hydrolysis of lignocellulosic materials aiming to the production of second generation ethanol. The solid-state fermentation is a process that allows obtaining high concentrations of enzymes which can be applied in this hydrolysis. The purpose of the current work was producing cellulolytic and hemicellulolytic enzymes by employing the fungi Trichoderma reesei and Myceliophthora thermophila by solid-state fermentation in packed-bed bioreactor and apply these enzymes, combined or not, in the saccharification of sugarcane bagasses. Bagasse in natura, bagasse pretreated with ozone and ultrasound irradiation in alkaline medium and bagasse with hydrothermal pretreatment have been employed. The enzymes production was evaluated by CMCase, filter paper activitie (FPU), xylanase and β-glucosidase activities. For the saccharification experiments with extracts from both fungi no-combined, it has been adopted a central-composed response surface design with 5 replications of the central point, having as factors the volume of enzyme extract and the duration of hydrolysis. The results with both extracts indicated as optimal a volume of 7,0 mL and 6 hours of hydrolysis for the bagasses in natura, pretreated with ozone and ultrasound irradiation in alkaline medium and with hydrothermal pretreatment, except the extract of M. themophila that resulted in 5,0 mL and 6,8 hours for the hydrothermal bagasse. The best results of conversion in glucoses with both extracts were obtained with the bagasse pretreated with ozone and ultrasound irradiation in alkaline medium, which have been 34,0 % for M. themophila and 21,2 % for T. reesei. From these results, it has been elaborated a full factorial design for the hydrolysis experiments employing enzymatic cocktails. The factors used were composition (1:1; 1:3; 3:1) and temperature (45, 55, 65 ºC and alternated). The best result was obtained by... / FAPESP: 2013/1756-1

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-26Bitstream added on 2014-06-13T20:02:38Z : No. of bitstreams: 1 umszaguez_ma_dr_sjrp.pdf: 902792 bytes, checksum: b0f717f2c2e97d5d325e55a97eb71c85 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Clicar acesso eletrônico abaixo / Click electronic access below