SAMPAIO NETA, Nair do Amaral. Estudo da reação de produção de ésteres de ácidos graxos por via enzimática objetivando aplicações alimentícias. 2007. 99 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Tecnologia de Alimentos, Fortaleza-CE, 2007 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-05T15:42:42Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_nasampaioneta.pdf: 429587 bytes, checksum: e95171ae3ed4bc0f19b43d878deb4444 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-05T15:43:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_nasampaioneta.pdf: 429587 bytes, checksum: e95171ae3ed4bc0f19b43d878deb4444 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T15:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_nasampaioneta.pdf: 429587 bytes, checksum: e95171ae3ed4bc0f19b43d878deb4444 (MD5) Previous issue date: 2007 / Several experiments were done aiming at the study on the enzymatic esterification of the oleic acid with fructose in ethanolic medium, focusing the synthesis of biodegradable biosurfactants. For that purpose, it was utilized the enzyme, Candida antartica B., at temperature of 55 ºC, in reacting time of 48, 72, 96 e 120 hours. Accordingly to the obtained results it was verified that the related enzyme catalyzed primarily the ethanol present in the reactional medium to form the ester: ethyl oleate. This fact was confirmed through magnetic nuclear resonance spectra (1H and 13C) as well as, through infrared spectrum, by the presence of absorption peak at 1738, 4 cm- 1, characteristic of that ester. The results of the reaction of ethyl oleate production indicate that the highest yield was observed in about 96 hours time, and for the 120 hours time it was observed also an inferior yield. The experiments accomplished for the obtention of fructose esters from oleic acids in ethanolic medium were not successful like in other solvents not recommended for food use. The ethyl oleate shows a lipophilic character and in the food industry it finds application in the osmotic dehydration of tomatoes and peppers “dedo de moça”, improving water release, sugar yield and solar brightness. The use of ethyl oleate in the dehydration process decreases the drying time increases its efficiency without leaving any traces pf chemical residues / Diversos experimentos foram realizados com o objetivo de estudar a reação de esterificação enzimática do ácido oléico com a frutose em meio etanólico, visando a síntese de biosurfactantes biodegradáveis. Para tanto, foi utizada a enzima Cândida Antartica B na temperatura de 55 °C e em tempos de reação variando entre 48, 72, 96 e 120 horas. De acordo com os resultados obtidos, constatou-se que a citada enzima catalisou preferencialmente o etanol presente no meio reacional para a formação do éster oleato de etila. Este fato foi confirmado através do espectro de ressonância magnética nuclear (1H e 13C), bem como do espectro de infravermelho pela presença de um pico de absorção em 1738,4 cm-1, característico deste éster. Os resultados da reação de formação do oleato de etila indicam que o maior rendimento da reação foi observado no tempo de 96 horas e que o tempo de 120 horas o rendimento foi inferior. Os experimentos realizados com o objetivo de se obter ésteres de frutose a partir do ácido oléico em meio etanólico não lograram êxito, apesar da literatura indicar a possibilidade de se realizar esta reação em outros meios que utilizam solventes não recomendados para o uso alimentício. O oleato de etila apresenta caráter lipofílico e na indústria de alimentos encontra aplicação na desidratação osmótica de tomates e pimentas do tipo “dedo de moça”, facilitando a perda de água, ganho de açúcar e cor mais luminosa. O uso do oleato de etila no processo de desidratação diminui o tempo de secagem, aumenta sua eficiência sem deixar nenhum tipo de resíduo químico.

A presente dissertação tem por objetivo o estudo de interações eletrônicas entre o grupo carbonila e o átomo de enxofre em α em alguns alquiltio-tioacetatos de etila (I a,b,c,d,e) ainda não descritos na literatura.RSCH2COSEt I R=C3H7 (a); C4H9 (b); (CH3)2CHCH2 (c); (CH3)2CH (d); (CH3)3C (e) É apresentado um apanhado bibliográfico sôbre a transferência de carga que ocorre intramolecularmente, no espaço, nos compostos carbonílicos contendo na molécula uma dupla etilênica, um átomo de nitrogênio, enxôfre ou selênio. Êle demonstra que a posição relativa dos grupos tem grande importância na interação eletrônica existente. São descritas as sínteses e as caracterizações dos cinco alquiltio-tioacetatos de etila (I a,b,c,d,e). São apresentadas as medidas no infravermelho e ultravioleta dêstes mesmos compostos. Os espectros no infravermelho demonstram um deslocamento da banda de carbonila para frequências menores de aproximadamente 16 cm-1, em relação à dos tioésteres não substituídos. Os espectros no ultravioleta, medidos em n-hexano, não são superposições dos espectros de tioésteres e tioéteres, desde que contêm uma banda larga, em aproximadamente 290 mµ (log ε ~ 2,6) que é ausente nestas duas classes de compostos. São, também, descritas as tentativas de obter uma inforomação sôbre a natureza da banda de absorção no ultravioleta pelas medidas em solventes polares. Porém, tanto o emprêgo de solventes próticos como apróticos não permitiu perceber qualquer deslocamento da ,banda de absorção, fato este que se deve, principalmente, a dificuldade de se determinar os máximos de absorção. Os resultados espectroscópicos obtidos no presente trabalho estão de acôrdo com os obtidos, anteriormente, pelo grupo orientado pela Profª. Wladislaw, para compostos semelhantes ( I; R = C2H5 ou CH2C6H5). O fato de não se observar qualquer deslocamento da banda de absorção no ultravioleta em t-butiltio-tioacetato de etila (Ie) em relação aos outros alquiltio-derivados permite concluir que o aumento da densidade eletrônica no enxôfre pelo efeito indutivo dos grupos metila não tem influência sobre a interação eletrônica ocorrente nêstes compostos. São apresentadas três possíveis conformações dos compostos estudados e sugeridas as prováveis transições eletrônicas que posSam ocorrer em cada uma delas. A possibilidade de decisão entre estas transições pelo estudo de compostos com as conformações fixas é aventada. / Abstract not available.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4525.pdf: 16386951 bytes, checksum: 926ea82b7597b00a9c7a5c90054798d1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / Copper is a typical catalyst for dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde. However, copper supported on ZrO2 was found to be extremely active and selective to convert ethanol directly to ethyl acetate. Several reports in the literature have been made attempting to explain the catalytic properties of the solid Cu/ZrO2. Nevertheless, the nature of active sites, the role of copper, ZrO2 and their interface require further study with the use of more accurate techniques. Since the precise identification of the active sites for the occurrence of this reaction is the first step to propose mechanisms that help to understand it. In this work, we conducted a study using copper supported on three different polymorphs of ZrO2: monoclinic (m-ZrO2), tetragonal (t-ZrO2) and amorphous (am-ZrO2). Thus, the interaction of copper phase with ZrO2 would be limited to changes in textural, structural and electronic properties intrinsic to each polymorph, and not to the chemical composition in the case of we chose other support oxide. With an innovative and challenging proposal, this thesis developed by itself conducting in advanced characterizations of the structure and electronic state of the Cu/ZrO2 activated in H2. The analytical approach adopted for the characterization of the Cu/ZrO2 was performed by monitoring its in situ activation by the temperature programmed reduction in H2 with technique using synchrotron radiation like X-ray Absorption spectroscopy. Although reactions in heterogeneous catalysis proceed on the surface of an active catalyst, the properties of the surface can be influenced or determined by the bulk of the catalyst. X-ray photoelectron spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy of adsorbed CO were used for Cu/ZrO2 active surface characterization. Catalytic tests show that the direct and efficient formation of ethyl acetate from ethanol depends on the chemical interface between Cu-ZrO2. However, it was found that higher performance of these catalysts to ethyl acetate does not occur at any interface. The property of Cu-ZrO2 interface varies according to the ZrO2 polymorphism, with the best performance in the ethyl acetate formation observed in the catalyst Cu/m-ZrO2. The premature loss in ethyl acetate selectivity observed at temperatures above 250 °C in Cu/m-ZrO2 revealed that the origin of its interface property can be associated with the oxygen mobility and lability from the bulk of the catalyst. Through the redox mechanism promoted by oxygen vacancies in am-ZrO2 and in m-ZrO2, an electron transfer between support and Cu surface would be established as to form highly active species to ethyl acetate. / O cobre é um catalisador típico para desidrogenação do etanol a acetaldeído. Entretanto, o cobre suportado na ZrO2 revelou ser um catalisador extremamente ativo e seletivo para transformar o etanol diretamente em acetato de etila. Diversos relatos na literatura têm sido feitos na tentativa de explicar a propriedade catalítica do sólido Cu/ZrO2. Contudo, a natureza dos sítios ativos, o papel do cobre, da ZrO2 e de sua interface necessitam de estudos mais aprofundados com o emprego de técnicas mais precisas. Pois, a identificação precisa dos sítios ativos para a ocorrência desta reação é o primeiro passo para a proposição de mecanismos que ajudem a compreendê-la. Neste trabalho estudamos o cobre suportado em três diferentes polimorfos puros da ZrO2: monoclínica (m-ZrO2), tetragonal (t-ZrO2) e amorfa (am-ZrO2). Dessa forma, a interação da fase cobre com a ZrO2 estaria limitada às variações nas propriedades texturais, estruturais e eletrônicas intrínsecas de cada polimorfo, e não de composição química caso optássemos por outros suportes óxidos. Com uma proposta inovadora e desafiadora, o presente trabalho se desenvolveu pelo uso de técnicas de caracterizações avançadas da estrutura e do estado eletrônico do Cu/ZrO2 ativado em H2. A abordagem analítica adotada para a caracterização do Cu/ZrO2 foi centrada no monitoramento de sua ativação in situ durante redução à temperatura programada em H2 por meio da técnica Síncrotron - Absorção de raios X. Apesar das reações em catálise heterogênea procederem sobre a superfície do sólido ativo, as propriedades de superfície podem ser influenciadas ou determinadas pelo seu volume mássico interno (bulk). Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X e espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier do CO adsorvido foram utilizadas para caracterização superficial dos catalisadores Cu/ZrO2 ativos. Testes catalíticos mostram que a formação direta e eficiente de acetato de etila a partir do etanol depende de uma interface química entre Cu-ZrO2, contudo constatou-se que não seria qualquer interface que levaria ao alto desempenho ao acetato de etila nesses catalisadores. A propriedade de interface Cu-ZrO2 varia conforme o tipo polimórfico da ZrO2, sendo o melhor desempenho na formação do acetato de etila observado no catalisador Cu/m-ZrO2. A perda precoce em seletividade ao acetato de etila observada em temperaturas superiores a 250 oC no Cu/m-ZrO2 revelou que a origem da propriedade dessa interface pode estar associada com a mobilidade e labilidade do oxigênio do bulk do catalisador. Por meio do mecanismo redox promovido pelas vacâncias oxigênio no am-ZrO2 e no m-ZrO2, uma transferência eletrônica entre suporte e Cu superficial seria estabelecida a ponto de formar espécies altamente ativas ao acetato de etila.

Ésteres produzidos por via biotecnológica são considerados e classificados como naturais e sua demanda tem aumentado. Várias leveduras podem produzir ésteres e seu método de seleção é altamente importante para inúmeros tipos de indústrias. Trinta e quatro cepas de leveduras, isoladas de vinhos tintos em barris de carvalho elaborados na Serra Gaúcha e de queijos artesanais do Sul do Brasil, foram utilizadas neste trabalho. Cada cepa foi inoculada na superfície de meio sólido inclinado rico em glicose e nitrogênio, diretamente no frasco utilizado para a microextração em fase sólida (SPME) seguida pela injeção num cromatógrafo gasoso com detecção por espectrometria de massas (GC/MS) e quantificação utilizando detector de ionização de chama (GC-FID). O método foi desenvolvido e validado, sendo que a fibra DVB/PDMS/CAR, temperatura de extração de 80˚C e 20 minutos de aquecimento da amostra antes da extração foram as condições ótimas estabelecidas. A metodologia de superfície e resposta foi usada para a otimização da produção de acetato de etila pela levedura Zygosaccharomyces bailii BCV 08, e um planejamento fatorial 22 foi aplicado para determinar as melhores condições de temperatura de cultivo (X1, 20 até 36 ˚C) e agitação (X2, 0 a 200 rev/min). Os melhores resultados foram obtidos com a temperatura de 28 ˚C e 0 rev/min, onde houve um aumento de 60% na produção de acetato de etila. Foram avaliados os efeitos das fontes de carbono (glicose e frutose) e do mosto de uva sobre a produção de acetato de etila. A máxima concentração de acetato de etila produzida foi de 71,11 mg/L, utilizando o mosto de uva como meio. Experimentos utilizando biorreatores de 4L levaram à produção máxima de 133,74 mg/L de acetato de etila, 14,57 mg/L de hexanoato de etila, 4.093,74 mg/L de octanoato de etila e 3.775,28 mg/L de decanoato de etila. / Esters produced by biotechnological means are legally labeled as natural and there is an increasing demand for these products. Several yeasts can accumulate esters, and their selection is highly interesting for many industries. Thirty-four yeast strains isolated from red wine oak barrels of Serra Gaúcha winemaking region and from homemade cheeses of Southern Brazil were used in this research. The yeasts were inoculated in agar slants of a solid medium rich in glucose and nitrogen, directly inside the extraction transparent glass vials, using a headspace solid phase microextraction (SPME) method followed by injection of gas chromatography with mass spectrometric detection (GC/MS), and quantification by flame ionization detector (GC/FID). The analytical method was developed and validated, and the DVB/PDMS/CAR fiber, extraction temperature of 80˚C, and 20 minutes of sample heating time volatilization prior to the extraction step were the best conditions. A response surface methodology was used to optimize the production of ethyl acetate by Zygosaccharomyces bailii BCV 08, which was selected, and a 22 full factorial central composite design was applied to determine the best conditions for the cultivation temperature (X1, 20 to 36 ˚C) and stirring speed (X2, 0 to 200 rev/min). The best results were found with temperature of 28 ˚C and medium agitation of 0 rev/min, with a 60% increase in ethyl acetate production. We evaluated the effect of the carbon sources (glucose and fructose) and grape must on ethyl acetate formation; the maximal yield was reached with grape must and the highest concentration of ethyl acetate produced was 71.11 mg/L. Employing experiments on bioreactors of 4L, it was possible to improve the esters production by this yeast; a maximal production of 133.74 mg/L of ethyl acetate, 14.57 mg/L of ethyl hexanoate, 4093.74 mg/L of ethyl octanoate, and 3775.28 mg/L of ethyl decanoate was reached.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Diversos experimentos foram realizados com o objetivo de estudar a reaÃÃo de esterificaÃÃo enzimÃtica do Ãcido olÃico com a frutose em meio etanÃlico, visando a sÃntese de biosurfactantes biodegradÃveis. Para tanto, foi utizada a enzima CÃndida Antartica B na temperatura de 55 ÂC e em tempos de reaÃÃo variando entre 48, 72, 96 e 120 horas. De acordo com os resultados obtidos, constatou-se que a citada enzima catalisou preferencialmente o etanol presente no meio reacional para a formaÃÃo do Ãster oleato de etila. Este fato foi confirmado atravÃs do espectro de ressonÃncia magnÃtica nuclear (1H e 13C), bem como do espectro de infravermelho pela presenÃa de um pico de absorÃÃo em 1738,4 cm-1, caracterÃstico deste Ãster. Os resultados da reaÃÃo de formaÃÃo do oleato de etila indicam que o maior rendimento da reaÃÃo foi observado no tempo de 96 horas e que o tempo de 120 horas o rendimento foi inferior. Os experimentos realizados com o objetivo de se obter Ãsteres de frutose a partir do Ãcido olÃico em meio etanÃlico nÃo lograram Ãxito, apesar da literatura indicar a possibilidade de se realizar esta reaÃÃo em outros meios que utilizam solventes nÃo recomendados para o uso alimentÃcio. O oleato de etila apresenta carÃter lipofÃlico e na indÃstria de alimentos encontra aplicaÃÃo na desidrataÃÃo osmÃtica de tomates e pimentas do tipo âdedo de moÃaâ, facilitando a perda de Ãgua, ganho de aÃÃcar e cor mais luminosa. O uso do oleato de etila no processo de desidrataÃÃo diminui o tempo de secagem, aumenta sua eficiÃncia sem deixar nenhum tipo de resÃduo quÃmico. / Several experiments were done aiming at the study on the enzymatic esterification of the oleic acid with fructose in ethanolic medium, focusing the synthesis of biodegradable biosurfactants. For that purpose, it was utilized the enzyme, Candida antartica B., at temperature of 55 ÂC, in reacting time of 48, 72, 96 e 120 hours. Accordingly to the obtained results it was verified that the related enzyme catalyzed primarily the ethanol present in the reactional medium to form the ester: ethyl oleate. This fact was confirmed through magnetic nuclear resonance spectra (1H and 13C) as well as, through infrared spectrum, by the presence of absorption peak at 1738, 4 cm- 1, characteristic of that ester. The results of the reaction of ethyl oleate production indicate that the highest yield was observed in about 96 hours time, and for the 120 hours time it was observed also an inferior yield. The experiments accomplished for the obtention of fructose esters from oleic acids in ethanolic medium were not successful like in other solvents not recommended for food use. The ethyl oleate shows a lipophilic character and in the food industry it finds application in the osmotic dehydration of tomatoes and peppers âdedo de moÃaâ, improving water release, sugar yield and solar brightness. The use of ethyl oleate in the dehydration process decreases the drying time increases its efficiency without leaving any traces pf chemical residues

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-04-19T23:12:45Z No. of bitstreams: 1 Cintia_Kruger_2017.pdf: 1926572 bytes, checksum: 365416cbae7153ee1220106ae7f6204f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T23:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cintia_Kruger_2017.pdf: 1926572 bytes, checksum: 365416cbae7153ee1220106ae7f6204f (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study was to produce the lipase of Penicillium sumatrense by solid-state fermentation (SSF), in this manner taking advantage of agroindustrial residues for the production of an enzyme that is useful in biocatalysis. It was studied as a substrate, the agroindustrial residue, crambe cake (Crambe abyssinica hochst), provided by MS Foundation, Mato Grosso do Sul. The enzymatic activity was determinated by the titrimetric method, using olive oil as substrate. In order to optimize the lipase production, was performed an experimental design 22, aiming to evaluate the effects of the variables involved in the process (substrate granulometry and moisture). The response variable chosen was the enzymatic activity in U (Total Units), of each fermented enviorement. Statistical analyzes were performed by the software Statistica 7.0. The results of the experimental design indicated that the enzymatic activity was maximum (243,0 U) when using a substrate moisture of 60 % (m/m, wet basis), substrate granulometry of 28 mesh, 29°C, after 96 h of fermentation. The dry fermented solid produced from the industrial waste crambe cake (24,3 U gss-1) was used in the synthesis studies of ethyl oleate in n-heptane studying the variables temperature and molar ratio (MR, acid:alcohol). The ester yield was evaluated by the method of LowryTinsley. The best conditions for ester production were 37C, MR of 1:3 and the amount of enzyme in the reaction of 60,0 U, obtaining a yield or conversion in ester of 100,0% after 30 min of reaction. It was also found that the time required to reach equilibrium was 40 min. The crambe cake was reused 10 times for the synthesis reaction of ethyl oleate. In the sixth reuse the enzyme reached half of the yield initially obtained (half life time). The results obtained in this work are inedited, since no papers were found in the literature using lipase of Penicillium sumatrense produced by solid-state fermentation with applications in biocatalysis and show the feasibility of using fermented solids directly in reactions of ester synthesis in organic solvents. Key-words: enzymes; SSF; ethyl oleate. / O objetivo deste trabalho foi estudar a produção da lipase de Penicillium sumatrense por Fermentação no Estado Sólido (FES), utilizando como substratos resíduos agroindustriais à produção de uma enzima com características especiais para utilização em biocatálise. Foi estudado como substrato, o resíduo agroindustrial, torta de crambe (Crambe abyssinica hochst), fornecida pela Fundação MS, Mato Grosso do Sul. A atividade enzimática foi determinada pelo método titulométrico utilizando-se o óleo de oliva como substrato. Para otimizar a produção de lipases foi realizado um planejamento experimental 22, visando avaliar os efeitos das variáveis envolvidas no processo (granulometria do substrato e umidade). A variável resposta escolhida foi a atividade enzimática em U (Unidades totais), de cada meio fermentado. As análises estatísticas foram realizadas pelo software Statistica 7.0. Os resultados do planejamento experimental indicaram que a atividade enzimática foi máxima (243,0 U) quando utilizamos uma umidade do substrato de 60 % (m/m, base úmida) granulometria do substrato de 28 mesh, 29°C, após 96 h de fermentação. O sólido fermentado seco produzido a partir do resíduo industrial torta de crambe (24,3 U gss-1) foi empregado nos estudos da síntese do oleato de etila em n-heptano estudando-se as variáveis temperatura e razão molar (RM, ácido:álcool). O rendimento em éster foi avaliado pelo método de LowryTinsley. As melhores condições para a produção do éster foram 37C, RM de 1:3 e a quantidade de enzima no meio reacional de 60,0 U, obtendo-se um rendimento ou conversão em éster de 100,0% após 30 min de reação. Verificou-se também que o tempo necessário para atingir o equilíbrio químico foi de 40 min. A torta de crambe foi reutilizada 10 vezes para a reação de síntese do oleato de etila. Na sexta reutilização a enzima atingiu a metade do rendimento obtido inicialmente (tempo de meia vida). Os resultados obtidos neste trabalho são inéditos, uma vez que não foram encontrados trabalhos na literatura utilizando-se a lipase de Penicillium sumatrense produzida por FES com aplicações em biocatálise e mostram a viabilidade de utilização de sólidos fermentados diretamente em reações de síntese de ésteres em solventes orgânicos.

Ésteres produzidos por via biotecnológica são considerados e classificados como naturais e sua demanda tem aumentado. Várias leveduras podem produzir ésteres e seu método de seleção é altamente importante para inúmeros tipos de indústrias. Trinta e quatro cepas de leveduras, isoladas de vinhos tintos em barris de carvalho elaborados na Serra Gaúcha e de queijos artesanais do Sul do Brasil, foram utilizadas neste trabalho. Cada cepa foi inoculada na superfície de meio sólido inclinado rico em glicose e nitrogênio, diretamente no frasco utilizado para a microextração em fase sólida (SPME) seguida pela injeção num cromatógrafo gasoso com detecção por espectrometria de massas (GC/MS) e quantificação utilizando detector de ionização de chama (GC-FID). O método foi desenvolvido e validado, sendo que a fibra DVB/PDMS/CAR, temperatura de extração de 80˚C e 20 minutos de aquecimento da amostra antes da extração foram as condições ótimas estabelecidas. A metodologia de superfície e resposta foi usada para a otimização da produção de acetato de etila pela levedura Zygosaccharomyces bailii BCV 08, e um planejamento fatorial 22 foi aplicado para determinar as melhores condições de temperatura de cultivo (X1, 20 até 36 ˚C) e agitação (X2, 0 a 200 rev/min). Os melhores resultados foram obtidos com a temperatura de 28 ˚C e 0 rev/min, onde houve um aumento de 60% na produção de acetato de etila. Foram avaliados os efeitos das fontes de carbono (glicose e frutose) e do mosto de uva sobre a produção de acetato de etila. A máxima concentração de acetato de etila produzida foi de 71,11 mg/L, utilizando o mosto de uva como meio. Experimentos utilizando biorreatores de 4L levaram à produção máxima de 133,74 mg/L de acetato de etila, 14,57 mg/L de hexanoato de etila, 4.093,74 mg/L de octanoato de etila e 3.775,28 mg/L de decanoato de etila. / Esters produced by biotechnological means are legally labeled as natural and there is an increasing demand for these products. Several yeasts can accumulate esters, and their selection is highly interesting for many industries. Thirty-four yeast strains isolated from red wine oak barrels of Serra Gaúcha winemaking region and from homemade cheeses of Southern Brazil were used in this research. The yeasts were inoculated in agar slants of a solid medium rich in glucose and nitrogen, directly inside the extraction transparent glass vials, using a headspace solid phase microextraction (SPME) method followed by injection of gas chromatography with mass spectrometric detection (GC/MS), and quantification by flame ionization detector (GC/FID). The analytical method was developed and validated, and the DVB/PDMS/CAR fiber, extraction temperature of 80˚C, and 20 minutes of sample heating time volatilization prior to the extraction step were the best conditions. A response surface methodology was used to optimize the production of ethyl acetate by Zygosaccharomyces bailii BCV 08, which was selected, and a 22 full factorial central composite design was applied to determine the best conditions for the cultivation temperature (X1, 20 to 36 ˚C) and stirring speed (X2, 0 to 200 rev/min). The best results were found with temperature of 28 ˚C and medium agitation of 0 rev/min, with a 60% increase in ethyl acetate production. We evaluated the effect of the carbon sources (glucose and fructose) and grape must on ethyl acetate formation; the maximal yield was reached with grape must and the highest concentration of ethyl acetate produced was 71.11 mg/L. Employing experiments on bioreactors of 4L, it was possible to improve the esters production by this yeast; a maximal production of 133.74 mg/L of ethyl acetate, 14.57 mg/L of ethyl hexanoate, 4093.74 mg/L of ethyl octanoate, and 3775.28 mg/L of ethyl decanoate was reached.

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_DanieleSouzade_D.pdf: 1437090 bytes, checksum: 0180b2360e22ff70ee43cdb53897997b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A produção de compostos de aroma por via biotecnológica é um campo emergente pois diferentemente da tradicional síntese química, os compostos produzidos por micro-organismos são classificados como naturais, indo de encontro à busca dos consumidores por alimentos saudáveis, isentos de aditivos sintéticos. O gênero Neurospora, pertencente a um grupo de fungos filamentosos, é relatado como produtor de hexanoato de etila, um éster caracterizado por possuir intenso um aroma frutal amplamente utilizado na indústria de alimentos. A produção deste aroma por via biotecnológica apresenta ainda alguns entraves, relacionados principalmente ao custo de produção e extração, que podem ser minimizados com o uso de resíduos agroindustriais, diminuindo assim, os custos da etapa fermentativa e tornando-o factível. Considerando que a produção de hexanoato de etila por via biotecnológica é pouco explorada e poucas publicações podem ser encontradas, os objetivos desta tese de doutorado compreenderam o isolamento e seleção de linhagens de Neurospora potencialmente produtoras de hexanoato de etila, em diferentes meio de cultura. Observou-se que o melhor meio sintético foi constituído de 5% extrato de malte e a maior concentração de éster obtida foi mediada pela linhagem Neurospora sitophila GFSC1135. A partir desses resultados foi realizada a otimização do processo de produção de hexanoato de etila visando maior rendimento para possíveis aplicações industriais. Utilizando delineamento composto central rotacional onde os parâmetros otimizados foram: temperatura, agitação, concentração de óleo de soja e inoculo, observou-se um incremento na produção cerca de cinco vezes (45mg.L-1) quando comparado com o primeiro estudo (8mg.L-1). Para os dois métodos de preparo de amostra, extração líquido-líquido e microextração em fase sólida, alguns parâmetros de validação foram determinados visando segurança analítica e credibilidade aos resultados, já que as matrizes são muito complexas. Também foi realizada a otimização do método de extração de hexanoato de etila do meio fermentativo, empregando a técnica de microextração em fase sólida (SPME). Dessa forma, pode-se observar os compostos produzidos pelo micro-organismo, os quais poderiam ser mascarados pelo pico do solvente, quando utilizada a técnica de extração líquido-líquido. Além disso, muitas vezes a concentração dos compostos produzidos é baixa, necessitando de uma técnica mais sensível. De forma semelhante ao realizado com meios sintéticos, a seleção de linhagens foi realizada utilizando resíduos agroindustriais como substrato (manipueira e bagaço de malte), visando minimizar custos relacionados ao meio de cultura, agregar valor ao produto final e suavizar o impacto ambiental gerado por esses resíduos. Comparando-se os resultados obtidos entre o bagaço e o extrato de malte, observou-se que não houve diferença estatística na produção de hexanoato de etila, ficando esta em torno de 45 mg.L-1. Os resultados obtidos mostraram-se promissores, tendo em vista a produção biotecnológica de hexanoato de etila, um éster de aroma impactante e elevado valor agregado, abrindo precedentes aos estudos de elevação da escala de produção e futura aplicação industrial / Abstract: The biotechnological production of aroma compounds is an emerging field and it was stimulated by the increasing preference of alienated consumers for products bearing the label ''natural¿¿. The genus Neurospora belongs to a group of fungus filamentosus, is reported as a producer of ethyl hexanoate and it is characterized by having strong fruity aroma is much used in food industry. The production of this flavor by biotechnological process also presents some difficulties, mainly related to the cost of production and extraction, which can be minimized with the use of agro-industrial waste, reducing costs and making feasible fermentation step. Considering the production of ethyl hexanoate by means of biotechnological processes is rarely explored and few papers can be found, the aims of this research included the isolation and selection of strains of Neurospora potentially producing ethyl hexanoate in different culture media. Observed the best synthetic medium consisted of malt 5% extract and the highest concentration produced by strain Neurospora sitophila GFSC1135. Then the optimization of the production of ethyl hexanoate was carried out in order to increase production to possible industrial applications. Using central composite rotational design where the optimized parameters were temperature, agitation, concentration of soybean oil and inoculum, there was an increase in production about five times (45mg.L-1) compared to the first study (8mg.L -1). For both methods of sample preparation, liquid-liquid extraction and solid phase microextraction, some validation parameters were determined with security and reliability to analytical results, since the matrices are very complex. Was also performed to optimize the extraction method of ethyl hexanoate fermentation media, employing the technique of solid phase microextraction (SPME), because that way, could be observed the compounds produced by microorganism, which could be masked the peak of the solvent, when used the technique of liquid-liquid extraction. In addition, many times the concentration of the compounds produced is low, requiring a more sensitive technique. Likewise, strain selection was accomplished using as substrate (cassava wastewater and bagasse malt) in order to minimize costs related to the culture medium, to add-value to the final product and minimize the environmental impact generated by these agroindustrial residues. Comparing the results between the bagasse and malt extract, it was observed that there was no statistical difference in the production of ethyl hexanoate, it being around 45 mg.L-1.The results were promising of the biotechnological production of ethyl hexanoate, ester of a fruit aroma and high value added, opening previous studies of increased scale of production and its creating opportunity for the industry / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / As macroalgas marinhas sÃo consideradas fontes promissoras de compostos bioativos para estudos fitoquÃmicos. Tais compostos possuem diferentes propriedades biolÃgicas, funcionando como antibacterianos, antifÃngicos, antivirais, anti-inflamatÃrios, anti-helmÃnticos, antileishmaniose, antimalÃria, antioxidantes, antitumorais cuja utilizaÃÃo como fÃrmacos tem despertado o interesse de muitos pesquisadores. O objetivo deste trabalho foi realizar a investigaÃÃo fitoquÃmica do extrato etanÃlico da macroalga marinha verde Ulva fasciata. O material foi coletado em abril de 2008, na Praia do Pacheco, no municÃpio de Caucaia-CE. As macroalgas in natura foram desidratadas em estufa com recirculaÃÃo de ar a 40ÂC por 15 horas e, em seguida, trituradas, obtendo-se 500 g, os quais foram submetidos primeiramente a uma extraÃÃo a frio com hexano (UFH), e posteriormente com etanol a 70% (UFE). Para o isolamento e a purificaÃÃo dos constituintes fixos foi empregada uma combinaÃÃo de tÃcnicas cromatogrÃficas clÃssicas em que foram isolados UF-1, UF-2 e UF-3. Na amostra UF-1 foi observada a presenÃa de um constituinte majoritÃrio (86,17%) com tempo de retenÃÃo de 24,940 min, cujo espectro de massas o caracterizou por apresentar o Ãon molecular M+ 284. A sugestÃo fornecida pela anÃlise CG-EM e a comparaÃÃo visual do espectro do composto analisado com os da literatura, bem como pela proposta mecanÃstica de formaÃÃo dos principais fragmentos reforÃaram sua identificaÃÃo como hexadecanoato de etila com um Ãndice de similaridade de 96%. Os compostos UF-2 e UF-3 foram encaminhados para o Centro Nordestino de AplicaÃÃo e Uso da RessonÃncia MagnÃtica Nuclear (CENAUREMN) da Universidade Federal do CearÃ, para a determinaÃÃo sua estrutura quÃmica atravÃs de tÃcnicas espectroscÃpicas de RMN 1H e 13C uni- e bidimensionais (1H, 1H-COSY, gs-HMQC, gs-HMBC, ROESY, NOESY e TOCSY), bem como por espectrometria de massa (EM). / Marine macroalgae have been considered promising sources of bioactive compounds. These compounds exhibit different biological properties, such as antibacterial, antifungal, antiviral, anti-inflammatory, antihelminthic, antileshmaniose, antimalaria, antioxidants, and antitumor. Their use as medicine has spurred the interest of many researches. The objective of this work was to carry out a phytochemistry investigation of the ethanolic extract of green marine macroalga Ulva fasciata. The plant material was collected in April 2008 at Pacheco Beach, Caucaia-CE. Macroalgae in natura were dehydrated in an air-circulation oven at 40ÂC for 15 hours. After the drying process, the material was cut into small pieces. 500 grams were submitted to a cold extraction with hexane (UFH) followed by an extraction with 70% ethanol (UFE). Both isolation and purification from fixed constituents were performed using a combination of classic chromatographic techniques. Three samples were isolated and named UF-1, UF-2 and UF-3. The presence of a major constituent (86.17%) with retention time of 24.940 min was observed in the first sample (UF-1), and its mass spectrum was characterized by the molecular ion M+ 284. The GC-MS analysis suggestion and the comparison of its spectrum with literature reinforce its identification as ethyl hexadecanoate with a similarity index of 96%. Compounds UF-2 and UF-3 have been taken to the Northeastern Center of Application and Use of Nuclear Magnetic Resonance (CENAUREMN) of Federal University of Ceara, to determine the chemical structure by spectroscopy techniques such as uni- and bidimensional (1H, 1H-COSY, gs-HMQC, gs-HMBC, ROESY, NOESY and TOCSY) 1H-NMR and 13C-NMR, as well as mass spectrometry (MS).

No presente trabalho foram realizados estudos de regiosseletividade das reações de abertura de 2,3-epoxipropanoato de etila (1) utilizando diferentes nucleófilos de selênio e algumas dessas reações foram desenvolvidas com a adição do ácido de Lewis trifluoreto de boro dietil éter (BF3·Et2O). A abertura desse oxirano ao utilizar os nucleófilos MeSeMgCl e MeSeLi-BF3·Et2O ocorreu seletivamente no Carbono C-3 formando o composto de interesse (3-metilseleno 2-hidroxipropanoato de etila), já ao utilizar MeSeLi (em ausência ácido de Lewis) a abertura procedeu-se seletivamente no carbono C-2 formando 2-metilseleno-3-hidroxipropanoato de etila. A reação com o nucleófilo (Na[PhSeB(OEt)3]) levou à mistura desses regioisômeros. O ácido de Lewis BF3·Et2O em presença do selenolato levou a inversão de regiosseletividade da reação de abertura do epóxido 1 e a razão estequiométrica de BF3·Et2O adicionada ao meio reacional correspondeu, proporcionalmente, a porcentagem de obtenção do produto de abertura em C-3 (Tabela 1). Os resultados obtidos sugeriram que BF3·Et2O altera a nucleofilicidade do selenolato (RMN de 77Se) a partir de uma interação selênio-boro. A formação da ligação Se-B pode ocorrer com ou sem a liberação de fluoreto e esse mecanismo foi investigado por meio do emprego de uma sonda fluorescente seletiva desse haleto. O mecanismo dessas reações também foram investigados por cálculos teóricos, os quais mostram-se totalmente coerentes com os resultados experimentais. / In the present work was studied reactions of regioselective opening of 2,3-epoxyester using different selenolatos and some of this reactions were developed by adding Lewis acid BF3·Et2O. The opening reaction of this oxirane using the nucleofilms MeSeMgCl and MeSeLi-BF3·Et2O occurred selectively in carbon C-3 forming the compound of interest (ethyl 3-methylselene 2-hydroxypropanoato of ethyl), already using MeSeLi (in Lewis acid absence) the reaction was selectively on C-2 carbon to form ethyl 2-methylselene-3-hydroxypropanoate. The reaction with the nucleophile (Na[PhSeB(OEt)3]) formed a mixing of these regioisomers. The Lewis acid BF3·Et2O in presence of selenolate reverses the regioselectivity of opening epoxide (1) reaction and the stoichiometric value of BF3·Et2O added in the reaction corresponded proportionally with the percentage of C-3 product (Table 1). The results suggested that BF3·Et2O alters the nucleophilicity of selenolate (77Se NMR) from a selenium-boron interaction. Se-B bond formation may occur with or without fluoride release and this mechanism has been investigated by the use of a selective fluorescent probe of that halide. The mechanism of these reactions was also investigated by theoretical calculations, which are fully consistent with the experimental results.