A crescente demanda por tecnologias que produzam biocombustíveis de maneira sustentável vem incentivando a utilização de diversos materiais lignocelulósicos para tal finalidade. O objetivo deste trabalho foi comparar o potencial de produção de açúcares (glicose e xilose) da palha e do bagaço de cana-de-açúcar. Inicialmente, as duas biomassas foram caracterizadas, mostrando percentuais muito similares de celulose e hemicelulose (42,1% e 22,6% para o bagaço e 39,2% e 22,7% para a palha, respectivamente). Isto evidencia potenciais similares de produção de açúcares. Posteriormente, foram realizados experimentos em laboratório para comparar os resultados de rendimento de xilose e produção de furfural após as reações de hidrólise ácida das duas biomassas, com o intuito de verificar se este processo, comumente utilizado para o bagaço, pode ser utilizado para a palha. As variáveis que foram avaliadas foram a concentração de ácido (0,5-3,0%m/m), o tempo reacional (15-60min) e a relação sólido-líquido (RSL - 0,1-0,2m/m). Concentrações de 42,72g/L e de 41,31g/L de xilose foram encontradas para a palha e para o bagaço, respectivamente, alcançando rendimentos de xilose superiores a 80%, em reações em laboratório. Também foram realizados ensaios de hidrólise ácida em planta piloto e de hidrólise enzimática em laboratório para avaliar os resultados de rendimento de glicose da palha. Os resultados de rendimento de xilose e produção de inibidores para estas reações foram avaliados e comparados com os dados obtidos em laboratório. Concentrações de 35,2g/Lde xilose e de 27,3g/L de glicose foram encontradas para a palha, alcançando rendimentos de xilose próximos a 100% e de glicose superiores a 64%, em reações de pré-tratamento em planta piloto e em reações de hidrólise enzimática em laboratório. Os resultados evidenciaram que as variáveis concentração de ácido e relação sólido:líquido são as mais influenciam na produção de xilose e glicose / The growing demand for technologies that produce sustainable biofuels encourages the use of various lignocellulosic materials for this purpose. The aim of this study was to compare the potential production of sugars (glucose and xylose) from sugarcane straw and bagasse. First, the biomasses were characterized, showing very similar percentage of cellulose and hemicellulose (42.1% and 22.6% for the bagasse and 39.2% and 22.7% for the straw, respectively). This is a evidence that the potential of sugar production for bagasse and straw are almost the same. Laboratory experiments were carried out to compare the results of xylose yield and production of furfural after acid hydrolysis reactions for both biomasses in order to determine whether this process, commonly used for bagasse, can be used for straw. The variables that were evaluated were acid concentration (0.5 to 3.0 wt.%), reaction time (15-60min) and liquid-solid ratio (RSL - 0.1-0.2 wt.%). Concentrations of 42.72 g/L to 41.31 g/L of xylose were found to straw and bagasse, respectively, reaching xylose yields higher than 80% in laboratory reactions. Also acid hydrolysis reactions in pilot plant and enzymatic hydrolysis reactions in laboratory were carried out to evaluate the results of straw glucose yields. Also the results of xylose yields and production of inhibitors for these reactions were evaluated and compared to the data obtained in the laboratory. Concentrations of 35.2g/L of xylose and 27.3g/L of glucose were found for straw, reaching xylose yields close to 100% and glucose yields up to 64%, in pretreatment reactions in pilot plant and in enzymatic hydrolysis reactions in the laboratory. It was observed that acid concentration and solid: liquid ratio are the variables that most influence in the results of formation of xylose and glucose

Submitted by FRANCIANE CRISTINA DE FIGUEIREDO null (francf_4@hotmail.com) on 2016-05-09T18:39:20Z No. of bitstreams: 1 Efeito prebiótico de xilo-oligossacarídeos produzidos a partir da hemicelulose do bagaço de cana-de-açúcar utilizando extração alcalina e hidrólise de xilanases fúngicas.pdf: 1560444 bytes, checksum: 8ceefe052a8a84e57864dcbc36d1e6d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-12T19:20:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 figueiredo_fc_me_rcla.pdf: 1560444 bytes, checksum: 8ceefe052a8a84e57864dcbc36d1e6d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T19:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 figueiredo_fc_me_rcla.pdf: 1560444 bytes, checksum: 8ceefe052a8a84e57864dcbc36d1e6d0 (MD5) Previous issue date: 2016-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os xilo-oligossacarídeos (XOs) e fruto-oligossacarídeos (FOs) apresentam atividades prebióticas, favorecendo a melhora nas funções intestinais, ação imunológica, antimicrobiana e outros benefícios à saúde. A produção dos XOs pode ser realizada pela utilização de materiais lignocelulósicos (MLCs). O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar a extração de hemicelulose a partir do bagaço de cana-de-açúcar, além de comparar a produção de XOs com xilanases de Trichoderma reesei QM 9414 e Aspergilus fumigatus M51. Foram feitos testes de digestibilidade “in vitro” e também de fermentação “in vitro” com bactérias probióticas e patogênicas para avaliar o potencial prebiótico de XOs produzidos por tratamento alcalino e compará-los com XOs e FOs comerciais. Os pré-tratamentos alcalinos desenvolvidos com 10% de KOH a 70ºC (tratamento 1) e com 5% de KOH a 121ºC (tratamento 3) se mostraram similares ao método que utiliza 24% de KOH a 35ºC (método ZD) para extração de hemicelulose, porém são mais simplificados e econômicos. O tratamento 1 apresentou redução de 54,1% de KOH e 1,98% de etanol e o tratamento 3 reduziu em 76,2% o KOH e 40,9% o etanol. Estes três experimentos de extração de hemicelulose foram selecionados para os testes de hidrólise enzimática com xilanases dos fungos T. reesei e A. fumigatus para produção de XOs. A hidrólise com enzimas de T. reesei se mostrou mais vantajosa apenas para produção de xilose (54,9%) em 24 horas, utilizando-se hemicelulose produzida pelo tratamento número 3. Testes com enzimas de A. fumigatus apresentaram melhor rendimento de XOs (27,1%) em 24 horas e menor rendimento de xilose (19,6%), com hemicelulose do tratamento 1 (XOs LABI). Experimentos de fermentação “in vitro” demonstraram a capacidade de Lactobacillus e Bifidobacterium fermentarem XOs e FOs comerciais, destacando-se a preferência de B. breve e L. brevis por XOs comercial, enquanto B. lactis e L. acidophilus demonstraram preferência por FOs comercial. B. longum cresceu tanto nos XOs e FOs comerciais e B. animalis não cresceu em nenhum oligossacarídeo comercial. Salmonella enterica em 4 horas não cresceu quando os oligossacarídeos estavam presentes, diferentes dos meios com outras fontes de carboidratos, comprovando-se a seletividade destes prebióticos por linhagens probióticas. Os XOs LABI não foram capazes de estimular o crescimento da maioria das bactérias probióticas, embora tenham inibido o crescimento de S. enterica e resistido à ação de enzimas digestivas. Estes dados indicam a provável ação prebiótica dos XOs LABI e a necessidade de purificação do produto para eliminar possíveis resíduos da extração, os quais inibem fortemente o crescimento dos micro-organismos estudados. / The xylo-oligosaccharides (XOs) and fructo-oligosaccharides (FOs) have prebiotic activities, improving bowel function, immunological and antimicrobial activity and other health benefits. XOs production can be accomplished by the use of lignocellulosic materials (LCMs). The goal of this work was to improve the hemicellulose extraction from sugarcane bagasse and to compare the XOs production using xylanases from Trichoderma reesei QM 9414 and Aspergillus fumigatus M51. We performed "in vitro" digestibility tests and also "in vitro" fermentation with probiotic and pathogenic bacteria to evaluate the prebiotic potential of XOs produced by alkali treatment and compared it with commercial XOs and FOs. Alkaline pretreatments developed with 10% KOH at 70° C (treatment 1) and 5% KOH at 121° C (treatment 3) were similar to the method using 24% KOH at 35° C (ZD method) for hemicellulose extraction, but they were more simplified and economical. Treatment 1 presented a reduction of 54.1% KOH and 1.98% ethanol and treatment 3 reduced KOH in 76.2% and ethanol in 40.9%. These three hemicellulose extraction experiments were selected for XOs production in the enzymatic hydrolysis tests with fungal xylanases of T. reesei and A. fumigatus. Hydrolysis with T. reesei enzymes proved advantageous only for xylose production (54.9%) at 24 hours, using hemicellulose produced by treatment number 3. Testing with A. fumigatus enzymes showed better XOs production (27.1%) at 24 hours and lower release of xylose (19.6%), using hemicellulose obtained by treatment 1 (XOs LABI). Fermentation experiments "in vitro" showed the ability of Lactobacillus and Bifidobacterium to ferment commercial XOs and FOs, emphasizing the preference of L. brevis and B. breve for commercial XOs while B. lactis and L. acidophilus demonstrated preference for commercial FOs. B. longum grew in both XOs and commercial FOs and B. animalis did not grow in any commercial oligosaccharide. Regarding the cultivation of Salmonella enterica, in four hours there was no growth where oligosaccharides were present, opposed to medium with other sources of carbohydrate, confirming the selectivity of this prebiotic by probiotic bacteria. XOs LABI were not able to stimulate the growth of most probiotic bacteria, although they inhibited the growth of S. enterica and resisted the digestives enzymes. These results indicate the probable prebiotic action of XOs LABI and the need of purification to eliminate possible residues from the extraction, which strongly inhibit the growth of the microorganisms studied.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5970.pdf: 5125436 bytes, checksum: d76a64e8b67b6eb80ac6a87036cd5be2 (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / This research proposed the obtainment of cellulose whiskers from cotton fibers and their application in low density polyethylene matrix (LDPE). Cellulose whiskers was obtained from acid hydrolysis of cotton fibers and the reaction conditions were defined after study of different acid in hydrolysis reaction (under 45°C and 75 minutes, with HCl sample WCl, or H2SO4 sample WS, or mix of them in a proportion 1:1 sample WSCl). The main difference observed was the amount sulfate groups on whiskers surface due the use sulphuric acid in hydrolysis. These groups affected the properties of samples, increasing stability of whiskers in aqueous suspension, decreasing the tendency to agglomeration. However, due to these groups, cellulose is degraded at low temperatures. Once the nanocellulose (hydrophillic) needs to interact with LDPE (hydrophobic), two strategies was studied to compatibilize them: (i) production a nanocomposite based EVA poly (ethylene-covinyl acetate), a copolymer compatible with matrix and filler, since it have a polar phases (vinyl acetate monomer) and a nonpolar phase (ethylene monomer), and (ii) surface modification of cellulose whiskers by esterification reactions. Nanocomposites based EVA was prepared by polymeric solution where EVA was solubilized in mineral oil and then, the whiskers without surface modification (WS) was added, with aim dispersing them in LDPE. The characterizations this study showed that the solvent remained inside the structure polymeric, modifying their original properties and difficulting the interaction between cellulose and copolymer molecules. The sample WS and WCl was applied in esterification reactions with acetic acid, propionic acid and maleic anhydride. Whiskers extracted by hydrochloric acid and modified by maleic anhydride (WClMal), was produced by a simple methodology and presented thermal stability at processing temperatures. Thus, this sample was used to obtain nanocomposites with cellulose whiskers and LDPE, which was produced as films by extrusion process. Nanocomposites with LDPE and whiskers not modified (WCl) was produced to comparison. The characterizations of these materials confirmed the incorporation of whiskers in a polymeric matrix. The concentration that showed good dispersion and lower clusters was 1% (w/w) cellulose whiskers in LDPE matrix. / Este trabalho buscou a obtenção de whiskers de celulose a partir de fibras de algodão e sua incorporação em matriz de polietileno de baixa densidade (PEBD). Os whiskers de celulose foram obtidos a partir da hidrólise ácida das fibras de algodão e as condições reacionais foram determinadas após estudo de variação da natureza do ácido reagente (a 45°C e 75 minutos, com HCl amostra WCl, ou H2SO4 amostra WS, ou mistura de ambos na proporção 1:1 amostra WSCl). A principal diferença observada foi a quantidade grupos sulfatos incorporados como consequência do uso de ácido sulfúrico na hidrólise. Estes grupos interferiram nas propriedades dos whiskers, de modo a aumentar a estabilidade em suspensão aquosa, diminuindo a tendência à aglomeração. Entretanto, estes grupos deslocaram a degradação termooxidativa da celulose para temperaturas inferiores. Devido à necessidade de interação entre a nanocelulose (hidrofílica) e o PEBD (hidrofóbico), foram estudadas duas estratégias de compatibilização: (i) produção de nanocompósito com EVA (poli [etileno(co-acetato de vinila)]), uma vez que este copolímero é composto por uma fase polar (meros de acetato de vinila) e uma fase apolar (meros etilênicos), e (ii) modificação superficial dos whiskers de celulose via reações de esterificação. O nanocompósito a base de EVA foi preparado via solução polimérica de EVA em óleo mineral, e após adição de whiskers sem modificação (WS), visando a dispersão dos whiskers de celulose no PEBD. As caracterizações relativas a este estudo mostraram que o solvente permaneceu adsorvido à estrutura do EVA, modificando suas propriedades originais e dificultando a interação entre as moléculas de celulose e do copolímero. As amostras WS e WCl foram aplicadas em reações de esterificação com ácido acético, ácido propiônico e com anidrido maleico. Assim, esta amostra foi utilizada na formulação de nanocompósitos com PEBD sob a forma de filmes planos a partir de extrusão. Nanocompósitos com PEBD e whiskers não modificados (WCl) foram produzidos para fins comparativos. As caracterizações destes materiais confirmaram a incorporação e interação destes à matriz polimérica. A concentração com melhor dispersão e menor formação de aglomerados foi a de 1% (m/m) de whiskers de celulose em PEBD.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-06Bitstream added on 2014-06-13T21:06:25Z : No. of bitstreams: 1 alves_acn_dr_jabo.pdf: 601773 bytes, checksum: def18f1963f8b49473ff4e83d2c5329b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O trabalho foi conduzido no Instituto de Zootecnia - Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, em Ribeirão Preto. Os tratamentos foram constituídos de quatro dietas experimentais. Dieta I contendo semente de girassol e cana-de-açúcar “in natura”; Dieta II contendo semente de girassol e cana hidrolisada; Dieta III contendo farelo de girassol e cana hidrolisada e Dieta IV contendo óleo de girassol e cana hidrolisada. O período experimental teve duração de 84 dias, composto de três estágios denominados, inicio, meio e fim, de 28 dias cada, sendo os últimos quatro dias utilizados para coleta de dados. Os animais foram distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado, composto por quatro tratamentos e seis repetições. A análise estatística dos dados foi realizada utilizando-se o Statistical Analisys System (SAS, 2003). A comparação entre as dietas foi realizada por meio de teste de Tukey. O objetivo deste trabalho constituiu-se em analisar os efeitos da utilização de dietas contendo cana-de-açúcar “in natura” e hidrolisada com Ca(OH)2, associadas a semente, farelo e óleo de girassol na alimentação de vacas mestiças em lactação, sobre os parâmetros metabólicos e fisiológicos, composição do leite e viabilidade econômica. Os tratamentos contendo cana hidrolisada com semente e óleo de girassol apresentaram maiores produções de leite (16,49L e 16,79L). As dietas contendo cana hidrolisada apresentaram maiores teores de Ca. As vacas alimentadas com cana hidrolisada e óleo de girassol apresentaram perfil de gordura no leite de melhor qualidade para consumo. A dieta contendo cana de açúcar hidrolisada e semente de girassol proporcionou maior produção leiteira e melhor receita bruta / The sugar cane is a good food in energy, presents high productivity, is available in the dry season and after the maturation keeps its practically constant the nutritional value. However limitations how the low digestibility of fiber can decrease the voluntary dry matter intake. The alkaline treatment in the sugar-cane with Ca(OH)2 can increase the fiber digestibility good efficiency improvements on its digestibility, but the use of lime has raised questions about high levels of calcium in the diet of lactating cows, which could lead to metabolic diseases and losses productivity. This work consisted in analyzing the effects of diets containing sugarcane ‘in natura” and hydrolyzed with Ca (OH)2, associated with sunflower meal, sunflower oil, sunflower seed in the diet of lactating cows on the metabolic and physiological parameters, milk composition and economic viability. The present research was carried in Institute de Zootecnia at Ribeirão Preto city to evaluate diets with raw and hydrolyzed sugarcane associated with sunflower (seed, meal and oil).The diets were: I- raw plus seed; II – hydrolyzed plus seed; III – hydrolyzed plus meal and IV – hydrolyzed plus oil. The research was conducted in 84 days, with 3 stages of 28 days included 4 last days to collect data. Twenty four dairy cows were distributed in a randomized design with four treatments and 6 repetitions. Means were compared by Tukey

B-caroteno corresponde a um pigmento natural que além de possuir amplo poder corante, possui atividade antioxidante e pró-vitamínica, porém devido ao seu alto grau de insaturações, esse carotenóide é propenso à isomerização e oxidação durante o processamento e a estocagem, dificultando sua utilização na indústria de alimentos. A microencapsulação pode amenizar essa situação, aumentando sua estabilidade e tornando possível sua incorporação em sistemas alimentícios sem a perda de suas propriedades funcionais. O presente trabalho objetivou a produção, caracterização e a verificação da estabilidade das cápsulas formadas por liofilização utilizando um novo material de parede, o amido de pinhão. Amido nativo, amido hidrolisado com dextrose equivalente (DE) 6, amido hidrolisado DE 12 e a mistura destes com a gelatina foram utilizados como agentes encapsulantes. Os primeiros testes realizados foram em relação à modificação do amido via hidrólise ácida através de um planejamento fatorial 22, onde as variáveis independentes corresponderam à temperatura (30 a 44°C) e à concentração de ácido (3 a 5 mol.L-1) e a variável de resposta correspondeu à dextrose equivalente (DE). Neste estudo, verificou-se que sob maiores valores de temperatura e concentração de ácido, maiores valores de DE foram encontrados. As cápsulas foram caracterizadas quanto à sua eficiência, conteúdo superficial, morfologia, umidade, solubilidade, tamanho de partícula, temperatura de transição vítrea e isotermas de sorção. As mesmas também foram avaliadas quanto à estabilidade, em relação ao -caroteno livre, em diferentes condições: exposição à luz UV, e a 10 e 30°C. As diferentes formulações do material encapsulante resultaram em diferentes retenções de -caroteno, sendo que a formulação com amido DE 12 apresentou a melhor eficiência e a menor foi apresentada pela formulação com amido nativo. As partículas produzidas por liofilização mostraram formas indefinidas e tamanhos variados, típicos do método de encapsulação empregado. Através da análise do tamanho de partícula, verificou-se que as formulações com gelatina apresentaram um diâmetro de partícula médio superior às outras amostras. O amido nativo e hidrolisado apresentaram temperaturas de transição vítrea (Tg) similares resultando em microencapsulados com Tg também similares, porém maiores valores foram obtidos quando a gelatina foi incorporada às formulações. Todas as amostras apresentaram baixa solubilidade em água fria, e uma maior solubilidade em água quente. As isotermas de sorção dos encapsulados preparados com amido DE 12, nas temperaturas de 10°, 20° e 30°C apresentaram isoterma sigmoidal do tipo II. Quanto aos testes de estabilidade, a cinética de degradação do B-caroteno livre e encapsulado seguiu o modelo cinético de primeira ordem em todas as condições analisadas. O amido hidrolisado DE 12 foi considerado o melhor material de parede testado, visto que diminuiu de forma considerável a velocidade de degradação (k), até mesmo na presença da luz UV, onde o -caroteno foi menos estável. Os resultados encontrados neste estudo demonstraram que o amido de pinhão hidrolisado pode ser considerado um potencial agente encapsulante a ser utilizado na indústria de alimentos. / The B-carotene represents a natural pigment that besides having broad coloring power, also presents antioxidant and provitamin activity. However, due to the high degree of insaturations, this dye is propense to isomeration and oxidation during the processing and storage, being difficult its use in food industry. Microencapsulation can improve this situation, increasing its stability and rendering possible its incorporation into food systems without loss of its functional properties. The purpose of this research was to produce, characterize and investigate the stability of the microcapsules produced by freeze drying, using a new wall material corresponding to pinhão starch. The-caroteno was microencapsulated using native pinhão starch, hydrolyzed pinhão starch DE 6, hydrolyzed pinhão starch DE 12 and the mixture of both with gelatin, as coating material. First tests were related to the modification of starch via acid hydrolysis using a 22 factorial central design, where the independent variables were temperature (from 30 to 44°C) and acid concentration (from 3 to 5 mol.L-1) and the response variable corresponded to dextrose equivalent (DE). In this study, it was observed that higher temperatures and acid concentration, resulted in higher DE values. The capsules efficiency, surface content, moisture, morphology, solubility, particle size, glass transition temperature and sorption isotherms were analyzed. Also the stability of the microencapsulates were evaluated and compared to synthetic free -carotene at the storage condition: exposure to UV light, and temperatures of 10 and 30 °C. Different coating material formulations resulted in differents B-carotene retention, the formulation with hydrolyzed starch 12 DE presented the highest total content of B-carotene (>90 %) and the lowest surface B-carotene while the lowest total content of B-carotene and the highest surface of this compound was presented using native starch. All capsules showed undefined shapes and varied sizes and these characteristics are related to the process used for the preparation of microcapsules. By the particle size distribution analysis, it was verified that encapsulates with gelatin presented an average particle diameter higher than the others encapsulated. Both capsules prepared with native starch and hydrolyzed starch presented similar glass transition temperature, while capsules with gelatin showed higher Tg values (~90°C). All samples presented low cold water solubility and the hot water solubility for all samples was higher than the cold water solubility. The moisture sorption isotherms determined at 10°, 20° and 30°C of hydrolyzed starch DE 12 showed isotherms kind II. The kinetic of degradation of -carotene in encapsulates followed the first-order model. UV light, the microcapsules were less stable than the in the other conditions. The results indicated that the hydrolyzed pinhão starch is a potential encapsulating material.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Ao longo dos anos e de inúmeras pesquisas na área biotecnológica os biossurfactantes começaram a ser sintetizados por uma gama de microrganismos que, atuando sobre uma fonte de carbono, e auxiliado por uma fonte de nitrogênio e minerais, produzem compostos com características superiores quando comparados aos surfactantes. O uso destes tem sido ampliado, porém o custo produtivo dos biossurfactantes ainda é alto quando comparado aos surfactantes sintéticos. Nesse sentido, pesquisas que contribuam para a melhoria do bioprocesso de produção dos biosurfactantes se fazem necessárias. Neste trabalho, as ferramentas quimiométricas de planejamento experimental multivariado foram de fundamental importância para acelerar e otimizar as condições experimentais. O planejamento Doehlert auxiliou na otimização do tipo do ácido e suas melhores condições experimentais para a hidrólise do melaço de cana-de-açúcar. Os resultados apontaram que o ácido sulfúrico 10% com um tempo de reação de 60 minutos proporciona um aumento na concentração de açúcares redutores. A etapa de clarificação do melaço hidrolisado (MH) foi otimizada através de planejamento fatorial 22. Os clareamentos utilizando subacetato de chumbo e ultrafiltração foram considerados na etapa de produção do biosurfactante. Ao longo do bioprocesso observou-se a formação crescente do biosurfactante e uma redução na quantidade de açúcares redutores disponíveis. Uma avaliação estatística mostrou diferença significativa no início do bioprocesso realizado a partir do MH clarificado com subacetato de chumbo e a partir do MH clarificado por ultrafiltração. Entretanto, a diferença não é estatisticamente significativa, no nível de 99%, ao final da bioreação. A PCA, aplicada com a fusão dos dados de espectroscopia NIR e resultados laboratoriais para biomassa, produto, proteína e açúcar redutor, ao longo da bioreação, permitiu explorar de forma mais objetiva o bioprocesso. Foi possível inferir sobre a formação de biosurfactante até o tempo de 108 horas de bioreação quando ocorre uma estabilização no bioprocesso. Além disso, até o tempo de 60 horas de bioreação as variáveis que apresentam maior influência no bioprocesso são o açúcar redutor e as absorções na região do NIR correspondente ao segundo overtone das ligações CH, CH2, CH3 e ArOH entre 1200 – 1400 nm e, ao primeiro overtone da ligação ArCH em torno de 1600 nm. Após 72 horas de bioprocesso as variáveis que mais influenciam a bioreação são a biomassa e o produto. Tais variáveis estão correlacionadas com as regiões do NIR entre 900 -1100 nm (absorção do terceiro overtone das ligações CH, CH2, CH3, ArOH, ROH, H2O, RNH2 e ArCH) e 1400 -1500 nm (absorções do segundo overtone das ligações CH, CH2, CH3, CONHR, ArOH, ROH, H2O, RNH2 e CONH2). O borbulhamento realizado em 3 etapas aumentou a concentração de produto e apresentou diferença estatística significativa, no nível de 95%, no teste de Tukey. / Over the years and numerous researches in the biotechnology area biosurfactants began to be synthesized by a range of microorganisms that, acting on a carbon source, and aided by a source of nitrogen and minerals, produce compounds with superior characteristics when compared to synthetic surfactants. Its uses have been expanded, but the production cost of biosurfactants is still high when compared to synthetic surfactants. In this sense, research that contributes to the improvement of bioprocess production of biosurfactants is necessary. In this work, the chemometric tools of multivariate experimental design were of fundamental importance to optimize the experimental conditions. The Doehlert experimental design contributed in the optimization of the acid type and its experimental conditions for the hydrolysis of sugarcane molasses. The results indicated that 10% sulfuric acid with a reaction time of 60 minutes provides an increase in the concentration of reducing sugars. The clarification step of hydrolyzed molasses (MH) was optimized through factorial design 22. Clarification using lead subacetate and ultrafiltration were considered in the biosurfactant production stage. Throughout the bioprocess the growing formation of the biosurfactant and a reduction in the amount of reducing sugars were observed. A statistical evaluation showed a significant difference at the beginning of the bioprocess made from MH clarified with lead subacetate and from MH clarified by ultrafiltration. However, the difference is not statistically significant, at the 99% level, at the end of the bioreaction. PCA, applied to data fusion of NIR spectroscopy and laboratory results for biomass, product, protein and reducing sugar, allowed to explore the bioprocess in a more objective way. It was possible to infer about the formation of biosurfactant until the time of 108 hours of bioreaction when a stabilization occurs in the bioprocess. Moreover, until 60 hours of bioreaction, the variables that have the significant influence on the bioprocess are the reducing sugar and absorptions in the NIR region corresponding to the second overtone of the CH, CH2, CH3, and ArOH between 1200-1400 nm, and to the first overtone of the ArCH around 1600 nm. After 72 hours of bioprocess, the variables that most influence bioreaction are biomass and the product. These variables are correlated with NIR regions between 900-1100 nm (absorption of the third overtone of CH, CH2, CH3, ArOH, ROH, H2O, RNH2 and ArCH) and 1400-1500 nm (absorptions of the second overtone of CH bonds CH2, CH3, CONHR, ArOH, ROH, H2O, RNH2 and CONH2). The bubbling performed in 3 steps increased the product concentration and presented a statistically significant difference, at the 95% level, in the Tukey test.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-08Bitstream added on 2014-06-13T18:56:00Z : No. of bitstreams: 1 fugita_tpl_me_jabo.pdf: 1083835 bytes, checksum: 1acdc1c63d2cbddf0b36ce15061b74ee (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se avaliar a produção de etanol por leveduras assimiladoras de xilose, usando como substrato hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Foram realizados dois experimentos, em delineamento inteiramente casualizado, com esquema fatorial 2x3, com 4 repetições. O primeiro fator analisado foram dois mostos (mosto proveniente do hidrolisado hemicelulósico do bagaço de cana e mosto sintético), e o segundo três estirpes de levedura (J10, J19.1 e CG). No primeiro experimento empregou-se o hidrolisado original, obtido após hidrólise da fração hemicelulósica do bagaço de cana-de-açúcar e no segundo utilizou-se o hidrolisado concentrado, com maiores concentrações de açúcares. Foram analisadas o consumo dos açúcares, a produção de etanol e de ácido acético e a viabilidade celular e o brotamento das leveduras. Observou-se que as três cepas estudadas produziram etanol a partir da xilose e glicose, sendo que a J10 apresentou maior produção. Também houve produção de ácido acético nas fermentações em que o hidrolisado foi empregado como mosto. A viabilidade celular e o índice de brotamento das leveduras não foram influenciados pelos tratamentos / The objective of this research was evaluate the ethanol production by xylose-fermenting yeasts, using as substrate hemicellulosic hydrolysate from sugarcane bagasse. Two experiments were conducted, in a 2 x 3 factorial as a completely randomized design. Treatments corresponded to the musts (sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate and sintetic must) and three yeasts strains (CG, J10 and J19.1). Analyses were performed in four replications. In the first experiment, original hydrolysate, obtained after hydrolyse of the hemicellulosic fraction from sugarcane bagasse and in the second, the concentrate hydrolysate (with high sugars concentration) were used. Sugars consumption, ethanol and acetic acid production and yeast viability and buds rate. Results shown that the three yeasts strains produce ethanol from xylose metabolism, and J10 strain presents high ethanol yield. Also, there was acid acetic production during fermentations process when hydrolysate was used as a must. Cellular viability and bud rates were not affected by treatments

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-04Bitstream added on 2014-06-13T20:50:22Z : No. of bitstreams: 1 miguel_aa_me_sjrp.pdf: 2325666 bytes, checksum: 8b6fa039cce2815ec617bf91fe3898ed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho foi avaliada a utilização de pré-tratamentos com micro-ondas e ultrassom, associados ou não a agentes químicos, sobre o bagaço de cana-de-açúcar para posterior sacarificação enzimática para produção de açúcares fermentescíveis. Os sobrenadantes dos pré-tratamentos foram analisados por HPLC-RI para quantificação de açúcares e HPLC-UV para determinação de compostos fenólicos, provenientes da degradação da lignina e inibidores da sacarificação. Os bagaços pré-tratados foram hidrolisados com dois complexos enzimáticos fornecidos pela Novozymes, o complexo NS50012 contendo diversas enzimas como celulases, xilanases e hemicelulases e o complexo NS50013 mais específico, contendo maior atividade de -glicosidase. Verificou-se que as amostras controle tratadas com micro-ondas e ultrassom sofreram perda de massa de 3% e 1,6% respectivamente, porém, variações consideráveis ocorreram com as amostras tratadas com ácidos minerais, chegando a 55,8 % de perda de massa com ácido clorídrico, seguido do ácido nítrico, com perda de 51,5%, ambas com liberação de açúcares, como glicose e xilose. Em meio alcalino, a maior perda foi com o tratamento de NaOH , com 17,3%. O uso de peróxido de hidrogênio seguido de hidróxido de sódio mostrou-se eficiente na deslignificação, com perdas de massa na ordem de 22 e 17%, com o uso de micro-ondas e ultrassom, respectivamente. O uso de CaO proporcionou perda de massa de 45,7 % e o tratamento realizado com sais cujos cátions são ácidos de Lewis como o CaCl2 e o FeCl2 resultaram em redução de 30-35% na massa do bagaço. No tratamento ultrassônico destacam-se valores entre 11-29% para os ácidos, mas, de modo geral, os tratamentos com uso de ultrassom demonstraram serem menos efetivos... / In this work it was tested the utilization of microwave and ultrasound as pretreatments of the sugarcane bagasse associated or not with chemical agents, for later enzymatic saccharification for the production of fermentable sugars. The supernatants of the pretreatments was analyze by HPLC-RI for sugars quantification and HPLC-UV for determination of fenolic compounds, from the lignin degradation and fermentation inhibitors. The treated bagasse was hydrolyzed with two different enzymatic complexes provided by Novozymes, the NS50012 complex that content some different enzymes like cellulases, xylanases and hemicellulases, and the NS50013 complex that is more specific, with larger values of -glucosidase. It was checked that the control samples treated with microwave and ultrasound suffered weight loss of 3% and 1,6% respectively, and considerable variations occurred with the samples treated with mineral acids, reaching to 55,8% of weight loss with chloridric acid, followed of nitric acid, with loss of 51,5%, both with sugar liberation, as such as glucose and xylose. In alkaline medium, the larger weight loss was with the treatment with NaOH, com 17,3%. The utilization of hydrogen peroxide followed by NaOH showed efficiency in the delignification, with weight losses in the order of 22% and 17%, with microwave and ultrasound, respectively. The utilization of CaO provided weight loss of 45,7% and the treatment realized with salts that the cation are Lewis acids like CaCl2 and FeCl2 resulting in reductions of 30-35% in bagasse weight. In the ultrasound treatment stand out values between 29-11% for the acids, but, in overall, the ultrasound treatments showed be fewer effective in weight loss when compared with microwave utilization. Was detect liberation of sugars like glucose, xylose and cellobiose, after treatments... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Flavio_2014.pdf: 3655156 bytes, checksum: bc501cb0db43c7e6e45c2a4f1a0e6042 (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / The search for materials and fuels from renewable sources is a widespread alternative and have been intensified over the past few years. One of the most studied material is a renewable bio-polymer from the most varied sources and more abundant in nature, called cellulose. Studies have been performed in order to extract the maximum potential of this material, which is mostly being used as structural reinforcement in thermoset panels (composite) by the automotive and aerospace industry, in the manufacture of fabrics using sisal fiber, for example, and energy source, is the in-kind form or after physicalchemical treatments. Lignocellulosic biomass consists primarily of cellulose (glucose-glucose dimer, cellobiose called), hemicellulose and lignin. As a result of the process of controlled acid hydrolysis of cellulose is obtained various products, including saccharides that can be recovered or treated to obtain fuels. The generation of energy from biofuels is a huge leap toward energy sustainability, since this energy is renewable. By suggesting solutions that are not dependent on finite capacities of our planet, we are demonstrating beyond real need for an alternative to this problem, an environmental sensitivity that until recently rarely watched the top of the list of priorities. The central objective of this work is the analysis of the chemical composition of a plant studied by our research group, the Typha domingensis, quantifying the presence of glucose after controlled acid hydrolysis process and verify its possible potential for recovery of saccharide or biofuel production from the same. Using the experimental design techniques to determine the most favorable experiments line, and two quantification methods, a novel and other traditional, obtained as a result of the identification of the presence of glucose after hydrolysis process to obtain whiskers from the young sample of macrophyte Typha domingensis. It was possible to obtain an amount of residual solution after removal of fibrils containing glucose at concentrations near 0.5 g.L-1. These results revealed a percentage of valuable products with the potential to be exploited. / A busca por materiais e combustíveis provenientes de fontes renováveis é uma alternativa amplamente difundida e que vêm sendo intensificada ao longo dos últimos anos. Um dos materiais mais estudados é um bio-polimero renovável proveniente das mais variadas fontes e mais abundante na natureza, denominado celulose. Em sua maioria está sendo utilizado como reforço estrutural em painéis termorrígidos (compósitos) pela indústria automobilística e aeroespacial, na confecção de tecidos usando a fibra de sisal, por exemplo, e fonte energética, esteja na forma in-natura ou após tratamentos físicoquímicos. A biomassa lignocelulósica é constituída basicamente por celulose (dímero glicose-glicose, denominado celobiose), hemicelulose e lignina. Como resultado do processo de hidrólise ácida controlada da celulose obtêm-se vários produtos, dentre eles sacarídeos que podem ser recuperados ou tratados para se obter combustíveis. A geração de energia a partir de biocombustíveis é um salto enorme em direção à sustentabilidade energética, uma vez que tal energia é renovável. Ao sugerir soluções que não sejam dependentes das capacidades finitas do nosso planeta, estamos demonstrando além da necessidade real de uma alternativa para esse problema, uma sensibilidade ambiental que até pouco tempo raramente observávamos no topo das listas de prioridades. O objetivo central deste trabalho é a análise da composição química de uma planta estudada pelo nosso grupo de pesquisa, a Typha domingensis, quantificar a presença de glicose após o processo de hidrólise ácida controlada e verificar sua eventual potencialidade para recuperação do sacarídeo ou produção de biocombustível a partir do mesmo. Utilizando a técnica de planejamento fatorial, para determinar a linha de experimentos mais favorável, assim como dois métodos de quantificação, um inovador e outro tradicional, obtivemos como resultado a identificação da presença de glicose após o processo de hidrólise para obtenção de whiskers, a partir da amostra jovem da macrofita Typha domingensis. Foi possível obter um montante de solução residual que após a retirada das fibrilas contém glicose em concentrações próximas de 0,5 g.L-1. Esses resultados revelaram um percentual de produtos valiosos com potencial de serem explorados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ethanol production from cassava undergoes two-stage hydrolysis and fermentation. The starch hydrolysis may be made of acidic or enzymatic way, the latter presents the greatest advantages. In the production of starch hydrolysates by enzymatic conversion enzymes represent a high cost, so the study of new technologies aimed at increasing the efficiency of amylolytic enzymes is of paramount importance to reduce process costs. This study aimed to evaluate the influence of ultrasound on enzymatic hydrolysis of cassava fresh and characterization of the enzymes α-amylase (Liquozyme® SC DS) and glucoamylase (Spirizyme® Fuel) used in the reactions. We determined the temperature and optimum pH, kinetic parameters and thermal stability of enzymes by the hydrolysis of soluble starch, using a water bath and ultrasonic bath. Results showed a small increase in enzyme activities when treated individually during the experiments with ultrasound compared to those made only with the bath under the same conditions of temperature and pH at the time of 30 minutes. The hydrolysis reactions of fresh cassava with both enzymes simultaneously, showed that the use of ultrasound caused a significant increase in the release of total reducing sugars, 24.64 to 64.48% higher compared to the conventional method used in the temperature conditons of 55°C, pH 5.5, and equal amounts of substrate and enzymes. This way the use of ultrasound may reduce the cost of ethanol production using cassava as a carbohydrate source, and a promising technology to be used. / A produção de etanol a partir de mandioca passa por duas fases, a hidrólise e a fermentação. A hidrólise do amido pode ser feita de forma ácida ou enzimática, sendo a última a que apresenta maiores vantagens. Na produção de hidrolisados de amido por conversão enzimática as enzimas representam um alto custo, portanto o estudo de novas tecnologias visando o aumento da eficiência das enzimas amilolíticas é de suma importância para redução de custos do processo. Este trabalho objetivou a avaliação da influência do ultra-som na hidrólise enzimática de mandioca in natura e a caracterização das enzimas α-amilase (Liquozyme® SC DS) e glicoamilase (Spirizyme® Fuel) utilizadas nas reações. Foram determinadas a temperatura e pH ótimo, parâmetros cinéticos e termo-estabilidade das enzimas através de reações de hidrólise de amido solúvel comercial, com utilização de banho-maria e banho de ultra-som. Os resultados mostraram um pequeno aumento nas atividades das enzimas quando tratadas individualmente durante os experimentos com ultra-som em relação aos realizados somente com o banho-maria, nas mesmas condições de temperatura e pH, no tempo de 30 minutos. Já as reações de hidrólise da mandioca in natura com as duas enzimas simultaneamente, mostraram que o uso do ultra-som provocou um aumento significativo na liberação de açúcares redutores totais, de 24,64 a 64,48% maior em relação ao método convencional utilizado, nas condições de temperatura 550C, pH 5,5 e mesmas quantidades de substrato e enzimas. Desta forma o uso do ultra-som pode reduzir os custos de produção de etanol utilizando-se a mandioca como fonte de carboidratos, sendo uma tecnologia promissora a ser utilizada.