AN ABSTRACT OF THE THESIS OF Thara G. Siddaramu, for the Master of Science degree in Civil and Environmental Engineering, presented on February 5, 2011, at Southern Illinois University Carbondale. TITLE: EVALUATION OF DIFFERENT PRETREATMENT APPROACHES FOR DISRUPTING LIGNOCELLULOSIC STRUCTURES MAJOR PROFESSOR: Dr. Yanna Liang There are two major steps in biofuel production- pretreatment of lignocellulosic materials and enzymatic hydrolysis. The present study investigated the ability of two pretreatment methods, namely traditional oven and microwave oven treatments for disrupting lignocellulosic structures. The substrates tested were Jatropha seed cake and sweet sorghum bagasse. In recent years, Jatropha curcas also known as physic nut or purging nut has attracted extensive attention due to its several unique characteristics. Similarly, sweet sorghum has the potential to provide great value to energy sectors and food industries being that the entire plant is rich in various sugars and nutrients. Both crops can adapt to various climates, and can withstand extended drought conditions compared to other crops. Additionally, both Jatropha seed cakes and sweet sorghum bagasse are good sources of lignin and carbohydrates, which could be used for production of biofuels only if the sugars can be unlocked. Several treatment methods such as mechanical, physical, chemical and biological treatments have been reported to breakdown the cellulosic structure of biomass. However, other low cost and quicker methods, such as ovenpretreatment and microwave irradiation have not been evaluated for Jatropha seed cake and Sweet Sorghum Bagasse (SSB), respectively. Composition change of Jatropha seed cake samples was evaluated upon lime pretreatment at 100 oC with different parameters. With a lime dose of 0.2 g and a water content of 10 ml per gram of cake and a treatment period of 1 h, 38.2 ± 0.6% of lignin was removed. However, 65 ± 16% of hemicellulose was also lost under this condition. For all the treatments tested, cellulose content was not affected by lime supplementation. Through further examining total reducing sugar (TRS) release by enzymatic hydrolysis after lime pretreatment, results indicated that 0.1 g of lime and 9 ml of water per gram of cake and 3 h pretreatment produced the maximal 68.9% conversion of cellulose. Without lime pretreatment, the highest cellulose conversion was 33.3%. Finally, this study shows that Jatropha seed cake samples could be hydrolyzed by enzymes. Even though the cellulose content was not high for this Jatropha cake sample, the fractionation by lime presented in this study opened the door for other applications, such as removal of lignin and toxicity for use as animal feed and fertilizer. The microwave radiation pretreatment of SSB was evaluated with or without lime (0.1 g/g bagasse) at 10 ml water/g bagasse for 4 min. TRS release over 72-h enzymatic hydrolysis was different for samples treated differently and at different solid loadings. The TRS concentration was increased by 2 and 5-fold from 0 to 24 hours in non lime-pretreated and lime-pretreated samples, respectively. Further incubation of samples for 48 and 72 h did not result in increased TRS. Comparing different solid loadings of samples treated with or without lime, 1% solid content resulted in 1.4 times higher TRS increase than that of 5% solid concentration. Therefore, lime was effective in disintegrating lignocellulosic structures and making cellulose more accessible for saccharification. Higher solid loadings which can lead to higher sugar concentrations are desired for downstream biofuel production. But, as shown in this study, higher concentration of bagasse samples decreased rate of cellulose hydrolysis due to poorer mixing efficiency and hindrance to interactions between enzymes and solid materials. Thus, an optimal solid content needs to be determined for maximal cellulose hydrolysis and for preparing the hydrolysates for downstream processes, either bioethanol or lipid production.

Orientador: Valdir Augusto / Banca: Valdir Augusto Neves / Banca: José Paschoal Batistuti / Banca: Jonas Contiero / Resumo: A família das anonáceas é composta por muitos gêneros e espécies; dentre essas, a atemóia (Annona cherimola Mill. X Annona squamosa L.), resultante do cruzamento entre a fruta-do-conde (Annona squamosa L.) e a cherimóia (Annona cherimola Mill.). No Brasil, a atemóia vem despertando grande interesse na produção/comercialização dos seus frutos; no entanto um dos obstáculos enfrentados é a facilidade de escurecimento enzimático que a fruta apresenta. Esse tem como responsável a polifenoloxidase (PPO, E.C. 1.14.18.1); que sob diferentes condições de armazenamento e processamento de vegetais na sua fase póscolheita pode atuar sob substratos naturais e resultar na formação de compostos escuros, acarretando diminuição do valor nutricional, modificação das propriedades organolépticas e sensoriais, com consequente rejeição. Os objetivos desse trabalho foram isolar, purificar e caracterizar algumas propriedades da polifenoloxidase de atemóia. Condições de extração para a PPO foram estabelecidas e a enzima foi isolada por precipitação com sulfato de amônio e eluição em Sephadex G-100. Somente um pico de atividade foi eluído no processo de purificação com um fator de purificação de 7,12. O peso molecular determinado foi 82 kDa com valores ótimos de pH 6,0 e 7,0 para 4-metil catecol e catecol, respectivamente; sendo estável por 12 e 24 horas à incubação na faixa de pH 4,0-8,0. A temperatura ótima de atividade foi 35°C e 28°C para 4-metil catecol e catecol, respectivamente. Os valores calculados de energia de ativação (Ea) para esses substratos foram 87,29 cal/mol-1 e 180,97 cal/mol-1. As constantes cinéticas Km e Vmax foram 5,52mmol/L e 1428,57 UA/mL, para 4-metil catecol, e 79,3 mmol/L e 5000 UA/mL, para catecol. A relação Km/Vmax determinou uma maior afinidade da enzima pelo primeiro substrato. A enzima mostrou desprezível atividade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The family of annonaceae is composed of many genus and species, among these, the atemoya (Annona cherimola Mill. X Annona squamosa L.), resulting from a cross between custard apple (Annona squamosa L.) and cherimoya (Annona cherimola Mill.). In Brazil, the atemoya is attracting great interest in the production / marketing of its fruits, however one of the obstacles faced is the ease of enzymatic browning that gives the fruit. This is as responsible for polyphenoloxidase (PPO, EC 1.14.18.1), which under different conditions of storage and processing plant in its post-harvest can act on natural substrates and result in the formation of dark compounds, causing decrease in nutritional value, modification of the organoleptic and sensory properties, with consequent rejection. The objectives of this study were to isolate, purify and characterize some properties of polyphenoloxidase from atemoya. Conditions for the extraction of PPO were established and the enzyme was isolated by precipitation with ammonium sulfate and elution on Sephadex G-100. Only one peak of activity was eluted in the process of purification with a purification factor of 7.12. The molecular weight of 82 kDa was determined with the optimum values of pH 6.0 and 7.0 for 4-methylcatechol and catechol, respectively. The enzyme was stable for 12 and 24 hours incubation in the pH range 4.0-8.0. The optimum temperatures for activity were 35 °C and 28 °C for 4-methylcatechol and catechol, respectively. The values of activation energy (Ea) for these substrates cal/mol-1 were 87.29 and 180.97 cal/mol-1. The kinetic constants Km and Vmax were 5.52 mmol/L and 1428.57 UA/mL for 4-methylcatechol, and 79.3 mmol/L and 5000 AU / mL for catechol. The Km/Vmax determined a higher affinity of the enzyme by the first substrate. The enzyme showed negligible activity for caffeic acid and chlorogenic as any for L-DOPA, catechin... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcos Hikari Toyama / Banca: Selma Dzimidas Rodrigues / Banca: Luciana Reitz de Carvalho / Resumo: Os estudos na área de biotecnologia marinha vêm crescendo nas ultimas décadas e os trabalhos recentes têm revelado inúmeros compostos com potencial farmacológico. O Brasil apresenta um extenso litoral, bastante diversificado em espécies e recursos abundantes para uma pesquisa tecnológica dos organismos marinhos. Os polissacarídeos sulfatados de algas já vêm sendo utilizados em diversas aplicações, principalmente inibindo a atividade de determinadas enzimas, como aquelas relacionadas à cascata de coagulação. Este estudo teve como objetivo mostrar a relevância destas moléculas na modulação das atividades enzimática e inflamatórias das Fosfolipases A2 secretórias extraídas do veneno da Crotalus durissus terrificus. O estudo mostrou que os efeitos biológicos e farmacológicos estão relacionados com a fonte dos polissacarídeos sulfatados, ou seja, a macroalga de origem, mas também com sua estrutura química, a composição dos açucares e a massa molecular. Através da cromatografia por exclusão molecular foi possível identificar as massas moleculares aproximadas dos açucares e também pode revelar a interação existente entre a Fosfolipase A2 e os polissacarídeos sulfatados. Os testes enzimáticos revelaram que a ação fosfolipásica é dose dependente do açúcar, ou seja, em baixas doses de polissacarídeos sulfatados das macroalgas Botryocladia occidentalis e Codium isthmocladum, a atividade da Fosfolipase A2 diminuiu e aumentou, respectivamente. Porém, em altas doses, a atividade enzimática aumentava e diminuía, respectivamente, para as mesmas algas. A atividade enzimática diminuiu ao longo do tempo para o polissacarídeo sulfatado da Caulerpa racemosa. Para esta clorófita, a atividade edematogênica aumentou enquanto para as outras diminuíam, bem como para o teste de miotoxicidade / Abstract: Studies in the field of marine biotechnology have been growing in recent decades, and recent studies have revealed numerous compounds with pharmacological potential. Brazil has an extensive coastline, quite diverse in species and abundant resources for technological research of marine organisms. The sulfated polysaccharides of algae have already been used in several applications, mainly by inhibiting the activity of certain enzymes, such as those related to the coagulation cascade. This study aimed to show the relevance of these molecules in the modulation of inflammatory and enzymatic activities of Phospholipase A2 secretory extracted from the venom of Crotalus durissus terrificus. The study showed that the biological and pharmacological effects are related to the source of sulfated polysaccharides, or origin of the seaweed, but also their chemical structure, composition and molecular weight of sugars. Through molecular exclusion chromatography was possible to identify approximate molecular masses of sugars and can also reveal the interaction between the phospholipase A2 and sulfated polysaccharides. The tests revealed that the enzyme phospholipase action is dose-dependent sugar, or low doses of sulfated polysaccharides of macroalgae and Codium isthmocladum, Botryocladia occidentalis, the phospholipase A2 activity decreased and increased, respectively. However, at high doses, the enzyme activity increased and decreased, respectively, for the same algae. The enzyme activity decreased over time for the sulfated polysaccharide the Caulerpa racemosa. For this seaweed, the enzymatic activity increased while the edema decreased / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-02Bitstream added on 2014-06-13T19:57:22Z : No. of bitstreams: 1 bassan_jc_me_arafcf_parcial.pdf: 63703 bytes, checksum: 8b9bc74a9baab69ea2ec520e84ab90dc (MD5) Bitstreams deleted on 2015-03-12T12:02:45Z: bassan_jc_me_arafcf_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-03-12T12:03:14Z : No. of bitstreams: 1 000682632.pdf: 939229 bytes, checksum: 4f9b453ce3606382c9d71aaba154fcb5 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O leite de búfala representa 12% da produção mundial de leite, com maiores teores de proteínas e gorduras que o de vaca. O soro de leite é o co-produto da indústria queijeira que vem sendo, muitas vezes, descartado no meio ambiente, causando grande impacto ambiental em função de sua constituição rica em proteínas e lactose. Hidrólise enzimática é um avanço tecnológico importante por melhorar propriedades físicas, químicas e funcionais dessas proteínas. O objetivo do trabalho foi produzir hidrolisados protéicos a partir das proteínas presentes no soro do leite de búfala e simular a digestão in vitro pelo método da dialisabilidade. O soro lácteo bubalino foi dialisado para retirada de lactose e pequenos peptídeos e aminoácidos, e tratado com caulim para adsorção da gordura. Os produtos de médio e alto grau de hidrólise foram obtidos por ação da pepsina, tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase A em pHs e temperaturas específicos, adicionados ao soro conjuntamente e em separado, em diferentes tempos de hidrólise. A determinação quantitativa de proteínas, aminoácidos, lactose e gordura foram realizadas segundo os métodos Bradford (1976), cromatografia líquida de alta eficiência, Miller (1959) e Gerber, respectivamente. A caracterização qualitativa das proteínas e produtos de hidrólise fez-se por eletroforese não-desnaturante (PAGE) e desnaturante (SDS-PAGE). Os ensaios de biodisponibilidade dos produtos de hidrólise foram realizados pelo método in vitro da dialisabilidade segundo metodologia descrita por Luten et al. 1996. Os resultados encontrados para o soro deslactosado e desengordurado foram 6,53g prot.L -1 , redução de 99% de lactose e < 0,10 % de gordura. Bandas protéicas... / Buffalo milk represents 12% of world production of milk, with high protein and fat content of the cow. The whey is the co-product of cheese industry that has been often discarded into the environment, causing great environmental impact due to its rich protein and lactose constitution. Enzymatic hydrolysis is an important technological advance to improve the physical, chemical and functional properties of these proteins. The objective of this research was to produce protein hydrolysates from whey proteins present in buffalo milk and to simulate the digestion in vitro by the method of dialyzability. The whey was dialyzed to remove lactose and small peptides and amino acids, and treated with kaolin for fat adsorption. The partial and total hydrolysates were obtained by the action of pepsin, trypsin, chymotrypsin and carboxypeptidase A in specific pH and temperature, added to the whey together or separately at different times of hydrolysis. Quantitation of proteins, amino acids, lactose and fat were performed according to Bradford (1976), HPLC, Miller (1959) and Gerber respectively. The qualitative characterization of proteins and hydrolysis products was made by PAGE and SDS-PAGE. Tests of absorption of hydrolysis products were performed in vitro by dialyzability. The results for dialyzed and defatted whey was 6.53 g prot L -1 , reduction of 99% lactose and <0.10% fat. Protein bands... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T20:57:56Z : No. of bitstreams: 1 lellis_at_me_jabo.pdf: 839359 bytes, checksum: d967484e3cd4695d4e244de8a6db06bc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se produzir enzimas fibrolíticas por fermentação em estado sólido com os fungos Trichoderma reesei e Thermoascus aurantiacus e avaliar a ensilagem do milho com adição de doses dos extratos enzimáticos produzidos (0; 143,4; 286,8 e 573,6 U CMCase/Kg de matéria natural e 0; 1800,9; 3601,8 e 7203,6 U CMCase//Kg de matéria natural, respectivamente), em delineamento interamente casualizado, com quatro repetições para cada tratamento. Avaliou-se o valor nutritivo da forragem antes da ensilagem e após a abertura dos silos. Após 168h de fermentação, em substrato contendo bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1), foi retirado cada extrato enzimático bruto. O extrato do fungo T. reesei continha 14,34 U/mL de CMCase, 1,03 U/mL de β– glicosidase, 74,60 U/mL de Xilanase e 0,48 U/mL de β–xilosidase e do T. aurantiacus continha 180,91 U/mL de CMCase, 6,02 U/mL de β–glicosidase, 719,98 U/mL de Xilanase e 0,17 U/mL de β–xilosidase. A adição dos extrato enzimáticos dos fungos T. reesei e T. aurantiacus, possibilitou queda na recuperação de matéria seca, com Y=96,02–0,1205x (R²=0,48) e Y=95,625– 0,1262x (R²=0,56), aumento nas perdas por gás com Y=23,27+0,0843x (R²=0,29) e Y=19,983+0,2863x (R²=0,39) e queda no teor de N-NH3/NT com Y=3,9243– 0,0434x (R2=0,54) e Y=3,355–0,141x+0,0028x2 (R2=0,56) respectivamente. Também se observou menor recuperação de FDN com Y=72,611–0,1247x (R²=0,52) e Y=74,819–0,1683x (R²=0,50) e FDA com Y=89,841–0,2642x (R²=0,53) e Y=97,181–0,3717x (R²=0,72) para os fungos T. reesei e T. aurantiacus, respectivamente. Como conseqüência propiciou menores valores de DIVMS com Y=75,364–0,1034x (R²=0,51) para o T. aurantiacus. Esses valores podem ser atribuídos pela atuação das enzimas presentes no extrato, removendo barreiras estruturais, com um maior aproveitamento do conteúdo celular pelas bactérias fermentadoras no material ensilado / The aim of this research is to product fibrolitic enzymes by solid state fermentation with Trichoderma reesei and Thermoascus aurantiacus fungi and to analyze the corn ensiling with crescent concentrations of enzymatic extracts produced (0; 143,4; 286,8 e 573,6 U CMCase/Kg of wet material and 0; 1800,9; 3601,8 e 7203,6 U CMCase//Kg of wet material, respectively), in delineation completely casualized, with four replications for each treatment. We evaluated the nutritional value of forage was measured before and after opening silos. After 168h of fermentation using sugar cane bagasse and wheat bran (1:1) as substrate it was collected each crude enzymatic extract. The T. reesei crude extract contained 14,34U/ml of CMCase, 1,03 U/mL of β–glycosidase, 74,60 U/mL of Xylanase and 0,48 U/mL de β–xylosidase. The T. aurantiacus crude extract contained 180,91 U/mL of CMCase, 6,02 U/mL of β–glycosidase, 719,98 U/mL de Xylanase and 0,17 U/mL de β–xylosidase. The addiction of fungus enzymatic extract of T. reesei and T. aurantiacus enabled the overthrow in the recuperation of dry matter, with Y=96,02–0,1205x (R²=0,48) and Y=95,625– 0,1262x (R²=0,56), increase in waste by gas with Y=23,27+0,0843x (R²=0,29) and Y=19,983+0,2863x (R²=0,39) and downfall in the N-NH3/NT content with Y=3,9243–0,0434x (R2=0,54) and Y=3,355–0,141x+0,0028x2 (R2=0,56) respectively. Furthermore, it was observed less recuperation of NDF with Y=72,611–0,1247x (R²=0,52) and Y=74,819–0,1683x (R²=0,50) and ADF with Y=89,841–0,2642x (R²=0,53) and Y=97,181–0,3717x (R²=0,72) for T. reesei and T. aurantiacus, respectively. As a consequence, it propitiated lower values of DIVMS with Y=75,364–0,1034x (R²=0,51) for T. aurantiacus. These values may be attributed by the action of the enzymes present in crude extract, removing structural barriers, with a major use of the cellular content by bacteria in the silage material

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-04Bitstream added on 2014-06-13T20:29:44Z : No. of bitstreams: 1 000736000.pdf: 1119345 bytes, checksum: 15a1cf62b53cf447a235fce25ed7705b (MD5) / Os estudos na área de biotecnologia marinha vêm crescendo nas ultimas décadas e os trabalhos recentes têm revelado inúmeros compostos com potencial farmacológico. O Brasil apresenta um extenso litoral, bastante diversificado em espécies e recursos abundantes para uma pesquisa tecnológica dos organismos marinhos. Os polissacarídeos sulfatados de algas já vêm sendo utilizados em diversas aplicações, principalmente inibindo a atividade de determinadas enzimas, como aquelas relacionadas à cascata de coagulação. Este estudo teve como objetivo mostrar a relevância destas moléculas na modulação das atividades enzimática e inflamatórias das Fosfolipases A2 secretórias extraídas do veneno da Crotalus durissus terrificus. O estudo mostrou que os efeitos biológicos e farmacológicos estão relacionados com a fonte dos polissacarídeos sulfatados, ou seja, a macroalga de origem, mas também com sua estrutura química, a composição dos açucares e a massa molecular. Através da cromatografia por exclusão molecular foi possível identificar as massas moleculares aproximadas dos açucares e também pode revelar a interação existente entre a Fosfolipase A2 e os polissacarídeos sulfatados. Os testes enzimáticos revelaram que a ação fosfolipásica é dose dependente do açúcar, ou seja, em baixas doses de polissacarídeos sulfatados das macroalgas Botryocladia occidentalis e Codium isthmocladum, a atividade da Fosfolipase A2 diminuiu e aumentou, respectivamente. Porém, em altas doses, a atividade enzimática aumentava e diminuía, respectivamente, para as mesmas algas. A atividade enzimática diminuiu ao longo do tempo para o polissacarídeo sulfatado da Caulerpa racemosa. Para esta clorófita, a atividade edematogênica aumentou enquanto para as outras diminuíam, bem como para o teste de miotoxicidade / Studies in the field of marine biotechnology have been growing in recent decades, and recent studies have revealed numerous compounds with pharmacological potential. Brazil has an extensive coastline, quite diverse in species and abundant resources for technological research of marine organisms. The sulfated polysaccharides of algae have already been used in several applications, mainly by inhibiting the activity of certain enzymes, such as those related to the coagulation cascade. This study aimed to show the relevance of these molecules in the modulation of inflammatory and enzymatic activities of Phospholipase A2 secretory extracted from the venom of Crotalus durissus terrificus. The study showed that the biological and pharmacological effects are related to the source of sulfated polysaccharides, or origin of the seaweed, but also their chemical structure, composition and molecular weight of sugars. Through molecular exclusion chromatography was possible to identify approximate molecular masses of sugars and can also reveal the interaction between the phospholipase A2 and sulfated polysaccharides. The tests revealed that the enzyme phospholipase action is dose-dependent sugar, or low doses of sulfated polysaccharides of macroalgae and Codium isthmocladum, Botryocladia occidentalis, the phospholipase A2 activity decreased and increased, respectively. However, at high doses, the enzyme activity increased and decreased, respectively, for the same algae. The enzyme activity decreased over time for the sulfated polysaccharide the Caulerpa racemosa. For this seaweed, the enzymatic activity increased while the edema decreased

Orientador: Flávio Dutra de Resende / Coorientador: Eleni Gomes / Banca: Ricardo Andrade Reis / Banca: Daniela Alonso Bocchini Martins / Resumo: Objetivou-se produzir enzimas fibrolíticas por fermentação em estado sólido com os fungos Trichoderma reesei e Thermoascus aurantiacus e avaliar a ensilagem do milho com adição de doses dos extratos enzimáticos produzidos (0; 143,4; 286,8 e 573,6 U CMCase/Kg de matéria natural e 0; 1800,9; 3601,8 e 7203,6 U CMCase//Kg de matéria natural, respectivamente), em delineamento interamente casualizado, com quatro repetições para cada tratamento. Avaliou-se o valor nutritivo da forragem antes da ensilagem e após a abertura dos silos. Após 168h de fermentação, em substrato contendo bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1), foi retirado cada extrato enzimático bruto. O extrato do fungo T. reesei continha 14,34 U/mL de CMCase, 1,03 U/mL de β- glicosidase, 74,60 U/mL de Xilanase e 0,48 U/mL de β-xilosidase e do T. aurantiacus continha 180,91 U/mL de CMCase, 6,02 U/mL de β-glicosidase, 719,98 U/mL de Xilanase e 0,17 U/mL de β-xilosidase. A adição dos extrato enzimáticos dos fungos T. reesei e T. aurantiacus, possibilitou queda na recuperação de matéria seca, com Y=96,02-0,1205x (R²=0,48) e Y=95,625- 0,1262x (R²=0,56), aumento nas perdas por gás com Y=23,27+0,0843x (R²=0,29) e Y=19,983+0,2863x (R²=0,39) e queda no teor de N-NH3/NT com Y=3,9243- 0,0434x (R2=0,54) e Y=3,355-0,141x+0,0028x2 (R2=0,56) respectivamente. Também se observou menor recuperação de FDN com Y=72,611-0,1247x (R²=0,52) e Y=74,819-0,1683x (R²=0,50) e FDA com Y=89,841-0,2642x (R²=0,53) e Y=97,181-0,3717x (R²=0,72) para os fungos T. reesei e T. aurantiacus, respectivamente. Como conseqüência propiciou menores valores de DIVMS com Y=75,364-0,1034x (R²=0,51) para o T. aurantiacus. Esses valores podem ser atribuídos pela atuação das enzimas presentes no extrato, removendo barreiras estruturais, com um maior aproveitamento do conteúdo celular pelas bactérias fermentadoras no material ensilado / Abstract: The aim of this research is to product fibrolitic enzymes by solid state fermentation with Trichoderma reesei and Thermoascus aurantiacus fungi and to analyze the corn ensiling with crescent concentrations of enzymatic extracts produced (0; 143,4; 286,8 e 573,6 U CMCase/Kg of wet material and 0; 1800,9; 3601,8 e 7203,6 U CMCase//Kg of wet material, respectively), in delineation completely casualized, with four replications for each treatment. We evaluated the nutritional value of forage was measured before and after opening silos. After 168h of fermentation using sugar cane bagasse and wheat bran (1:1) as substrate it was collected each crude enzymatic extract. The T. reesei crude extract contained 14,34U/ml of CMCase, 1,03 U/mL of β-glycosidase, 74,60 U/mL of Xylanase and 0,48 U/mL de β-xylosidase. The T. aurantiacus crude extract contained 180,91 U/mL of CMCase, 6,02 U/mL of β-glycosidase, 719,98 U/mL de Xylanase and 0,17 U/mL de β-xylosidase. The addiction of fungus enzymatic extract of T. reesei and T. aurantiacus enabled the overthrow in the recuperation of dry matter, with Y=96,02-0,1205x (R²=0,48) and Y=95,625- 0,1262x (R²=0,56), increase in waste by gas with Y=23,27+0,0843x (R²=0,29) and Y=19,983+0,2863x (R²=0,39) and downfall in the N-NH3/NT content with Y=3,9243-0,0434x (R2=0,54) and Y=3,355-0,141x+0,0028x2 (R2=0,56) respectively. Furthermore, it was observed less recuperation of NDF with Y=72,611-0,1247x (R²=0,52) and Y=74,819-0,1683x (R²=0,50) and ADF with Y=89,841-0,2642x (R²=0,53) and Y=97,181-0,3717x (R²=0,72) for T. reesei and T. aurantiacus, respectively. As a consequence, it propitiated lower values of DIVMS with Y=75,364-0,1034x (R²=0,51) for T. aurantiacus. These values may be attributed by the action of the enzymes present in crude extract, removing structural barriers, with a major use of the cellular content by bacteria in the silage material / Mestre

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / AlÃm de possuÃrem compostos benÃficos para a saÃde humana, as pimentas sÃo muito apreciadas pela sua pungÃncia. Devido a sua elevada conveniÃncia, uma maneira muito popular de consumo de pimentas vermelhas à na forma de molhos, cujas tÃcnicas de produÃÃo variam dependendo da empresa. O objetivo geral deste trabalho foi estudar a maceraÃÃo enzimÃtica de polpa de pimenta tabasco (Capsicum frutescens L.) para aumentar o rendimento do seu extrato, permitindo um novo processo para a elaboraÃÃo do molho. Foram avaliados a influÃncia do sal na fermentaÃÃo autÃctone da polpa de pimenta, a maceraÃÃo enzimÃtica da polpa, a fermentaÃÃo da polpa previamente macerada e o rendimento em extrato a partir da polpa tratada com enzimas e da nÃo tratada. De acordo com cada experimento, os parÃmetros analisados foram: microbiota autÃctone, atividade de enzimas endÃgenas, cor, consistÃncia, concentraÃÃo de carotenoides e de capsaicinoides. Por fim os molhos elaborados com os extratos provenientes das polpas macerada e nÃo macerada foram analisados sensorialmente. A adiÃÃo de sal à polpa de pimenta reduziu a populaÃÃo das bactÃrias Ãcido-lÃticas heterofermentativas, resultando na ausÃncia de gÃs durante o processo fermentativo. A maceraÃÃo em erlenmeyers sob agitaÃÃo, em tempos superiores a 6 horas, provocou alteraÃÃo da cor e do odor da polpa, alÃm do crescimento de fungos aerÃbicos. As condiÃÃes para a maceraÃÃo enzimÃtica que resultaram em maior reduÃÃo de consistÃncia foram: frascos de vidro tampados, adiÃÃo de 20% de Ãgua (m/m polpa), 1000 &#61549;L.gpolpa-1 de Pectinex AR e de Celluclast a 50ÂC, sem agitaÃÃo. O tratamento enzimÃtico antes da fermentaÃÃo resultou em uma polpa com coloraÃÃo mais vermelha e escura, com separaÃÃo de fases e maior rendimento de extrato. Os molhos elaborados a partir da polpa de pimenta nÃo macerada (Molho 1) e macerada (Molho 2) apresentaram aceitaÃÃo de cor e caracterÃsticas de sabor e aroma semelhantes, entretanto o Molho 2 apresentou maior intensidade de aroma frutal e menor ardÃncia (p<0,05). Ainda que a maceraÃÃo enzimÃtica da polpa de pimenta tenha promovido maior rendimento em extrato e boa recuperaÃÃo de capsaicinoides, o molho formulado a partir dessa polpa nÃo foi o mais aceito pelos julgadores, devido os consumidores de pimenta, em geral, serem apreciadores da ardÃncia em molhos de pimenta, e a maceraÃÃo enzimÃtica ter causado a reduÃÃo da percepÃÃo desse atributo. Entretanto vale ressaltar que os molhos foram igualmente aceitos quanto ao sabor. Assim, essa tecnologia pode ser aplicada para aumentar o rendimento de extrato de pimenta, com menos geraÃÃo de resÃduos, e produzir molhos de pimenta com menor pungÃncia, para agradar a um pÃblico que nÃo aprecia a elevada ardÃncia dos molhos de pimenta tradicionais. / Besides having beneficial compounds to human health, peppers are well appreciated for its pungency. Due to its high convenience, a very popular way of consumption of red peppers is in the form of sauces, which production techniques vary depending on the company. The aim of this work was to study the enzymatic maceration of tabasco pepper pulp (Capsicum frutescens L.) in order to increase the yield of its extract, allowing a new process for the preparation of the sauce. We evaluated the influence of the salt on the autochthonous fermentation; the enzymatic maceration of the pulp; the fermentation of the pulp previously macerated, and the yield of the extract from pulps treated and not treated with enzymes. According with each experiment, the analyzed parameters were: autochthonous microbiota, endogenous enzymes activity, color, consistency, carotenoids and capsacinoids concentrations. Finally, the sauces prepared with the extracts from both macerated and non-macerated pulps were sensorially analyzed. Adding salt to the pepper pulp reduced the population of heterofermentative lactic-acid bacteria, resulting in the absence of gas during the fermentation process. Enzymatic maceration in Erlenmeyer flasks under stirring, at times greater than 6 hours, resulted in changes of the pulp color and odor, and favored the growth of aerobic fungi. The conditions for the enzymatic maceration which resulted in greater reduction of pulp consistency were: capped glass vials, addition of 20% water (w/w pulp), 1000 &#61549;L.gpulp-1 Pectinex AR and Celluclast at 50ÂC, without stirring. The enzymatic treatment prior to fermentation resulted in a darker red pulp, with phase separation and a higher extract yield. Sauces made from the not macerated (Sauce 1) and macerated (Sauce 2) pepper pulps showed similar acceptability for color and similar aroma and flavor characteristics, however Sauce 2 showed higher intensity of fruity aroma and lower burning sensation (p<0.05). Although the enzymatic maceration of the pepper pulp have promoted higher extract yield and good capsaicinoids recovery, the sauce made from this pulp was not the most accepted by the panelists, mostly because the general pepper consumers appreciate the burning sensation in pepper sauces, and the enzymatic maceration have caused a reduction in the perception of that attribute. However, it is noteworthy that the sauces were equally accepted in terms of flavor. Thus, this technology can be applied to increase the yield of pepper extract, with less waste, and produce pepper sauce with less burning sensation, in order to please consumers that dislike it in the traditional pepper sauces.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Herein we describe the chemoenzymatic synthesis of active principle of the drug Levotensin (SimesÂ), a drug used in the therapy of patients with hypertension associated with heart disease. This substance has a stereogenic center and presents as eutomer the enantiomer with S configuration. The (S)-moprolol, also can be used in combination with other substances to form an eye drops, which is used to control intraocular pressure, being efficient as timolol in control of glaucoma. We used the enzymatic kinetic resolution to introduce chirality in the target molecule. Firstly, we conducted a screening with nine commercial enzymes [free lipases: Amano lipase from Pseudomonas fluorescens, lipase from Candida rugosa, Amano Lipase PS Burkholderia cepacia, Acylase I from Aspergillus Mellus and immobilized lipases: CAL-B, lipase Amano PS-IM immobilized on diatomaceous earth, Rhizopus oryzae immobilized on immobead 150, Lipozyme RM IM and the lipase from Thermomyces lanuginosus immobilized on immobead-150]. These lipases were used for kinetic resolution of rac-1-(chloromethyl)-2-(o-methoxyphenoxy) ethyl acetate by hydrolysis reaction. The kinetic resolution lead to the corresponding alcohol of S configuration and the remaining acetate of R configuration. Among the evaluated enzymes, two lipases showed the highest values of enantioselectivity, Amano lipase from Pseudomonas fluorescens in free form, with enantioselectivity (E) 72 and the immobilized CAL-B, with enantioselectivity (E) 60. These lipases were evaluated in enzymatic kinetic resolution of rac-1-chloro-3- (o-methoxyphenoxy) propan-2-ol in organic media via the reaction of acetylation. In this case, the resolutions occurred with high activity (conversions near 50%), but with low selectivity (enantiomeric excesses around 65%). Therefore, the introduction of chirality in the target molecule [(S)-moprolol)] was performed using as the intermediate R-1-(chloromethyl)-2-(o-methoxyphenoxy)ethyl acetate obtained by kinetic resolution of rac-1-(chloromethyl)-2-(o-methoxyphenoxy)ethyl acetate by hydrolysis reaction, mediated by CAL-B, with enantiomeric excess of 97% and close to 50% conversion. / No presente trabalho descrevemos a sÃntese quimioenzimÃtica do princÃpio ativo do fÃrmaco Levotensin (SimesÂ), que à utilizado na terapia de pacientes com hipertensÃo arterial associada a cardiopatias. Essa substÃncia possui um centro estereogÃnico e apresenta como eutÃmero o enantiÃmero com configuraÃÃo S. O (S)-moprolol, tambÃm, pode ser usado em combinaÃÃo com outras substÃncias para compor um colÃrio, sendo tÃo eficiente quanto o timolol no controle do glaucoma. Utilizamos a resoluÃÃo cinÃtica enzimÃtica para introduzir quiralidade na molÃcula alvo. Primeiramente, realizamos uma triagem com nove enzimas comerciais [lipases livres: Amano lipase de Pseudomonas fluorescens, lipase de Candida rugosa, Amano Lipase PS de Burkholderia cepacia e a Acilase I de Aspergillus mellus e lipases imobilizadas: Candida antarctica tipo B (CAL-B), Amano lipase PS-IM imobilizada em diatomaceous earth, lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em immobead 150, lipozyme imobilizada de Mucor miehei (Lipozyme RM IM) e a lipase de Thermomyces lanuginosus imobilizada em immobead-150]. As referidas lipases foram utilizadas na resoluÃÃo cinÃtica do rac-acetato de 1-(clorometil)-2-(o-metoxifenoxi)etila via reaÃÃo de hidrÃlise. A resoluÃÃo cinÃtica levou ao correspondente Ãlcool, como produto, com configuraÃÃo S e ao acetato remanescente com configuraÃÃo R. Dentre as enzimas avaliadas, duas lipases apresentaram os maiores valores de enantiosseletividade, a Amano lipase de Pseudomonas fluorescens na forma livre, com enantiosseletividade (E) de 72 e a CAL-B imobilizada, com enantiosseletividade (E) de 60. Tais lipases foram avaliadas na resoluÃÃo cinÃtica enzimÃtica do rac-1-cloro-3-(o-metoxifenoxi)propano-2-ol em meio orgÃnico via reaÃÃo de acetilaÃÃo. Neste caso, as resoluÃÃes ocorreram com alta atividade (conversÃes prÃximas a 50%), porÃm com baixa seletividade (excessos enantiomÃricos em torno de 65%). Portanto, a introduÃÃo da quiralidade na molÃcula alvo [(S)-moprolol)] foi realizada utilizando como intermediÃrio o R-acetato de 1-(clorometil)-2-(o-metoxifenoxi)etila obtido por resoluÃÃo cinÃtica (RC) do rac-acetato de 1-(clorometil)-2-(o-metoxifenoxi)etila, via reaÃÃo de hidrÃlise, mediada por CAL-B, com excesso enantiomÃrico de 97% e conversÃo prÃxima a 50%.

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_MarieleNairdeCampos_M.pdf: 414668 bytes, checksum: 15e538377d1bb0cb64d19192903c7b9e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Bromelina é o nome dado a um conjunto de enzimas proteolíticas encontradas nos vegetais da família Bromeliaceae, na qual abacaxi é o mais conhecido. A bromelina é encontrada na casca, no talo e no fruto do abacaxi. A enzima não está presente nos primeiros estágios de desenvolvimento do fruto, seu nível aumenta rapidamente, ficando alto até a maturação do fruto. A bromelina tem diversas aplicações nas indústrias alimentícias e farmacêuticas. Com o desenvolvimento de novas técnicas de extração e purificação da bromelina, tornou-se necessário um estudo de estabilidade desta enzima. É importante saber em que condições a bromelina se mantém estável, ou seja, ativa e por qual período de tempo. Este trabalho apresenta um estudo da condição do pH em que a Bromelina P.A e a da casca e talo do abacaxi, mantém se ativa, ou seja, não desnaturada e suas influências com o tempo. A atividade enzimática foi medida através da hidrólise da caseína. Foi observado que a bromelina P.A e a da casca e talo do abacaxi apresentam ótima atividade enzimática em pH neutro e mantém-se estável por aproximadamente quinze dias / Abstract: Bromelain is a set of proteolitics enzymes found in vegetables of the Bromeliaceae family, from which pineapple is known more. The bromelain is found in pineapple stem and fruit. The Enzyme are not presented in the early stages of fruit development, however, their levels increase quickly, remaining high until the maturation. Bromelain has several uses in food industry and pharmaceutical industry. The development of new extraction and purification processes of bromelain have been studied, however, its necessary a enzyme stabilization investigation. It is important to know the conditions and the time which bromelain remain stabilized, active. This work presents a study about pH condition which a bromelain aqueous solution and bromelain of a pineapple stem, remains with biological activity and its influences within time. The enzyme activity was tested across the casein hydrolysis. It was observed wich a bromelain aqueous solution and bromelain of a pineapple stem showed optimum activity at neutral pH and 37 °C and kept stable for around fifteen days / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química