Typescript, etc. / Digitized by Kansas Correctional Industries

Microbiological leaching of sulfide minerals in fermenters is believed to have commercial potential. The oxygen transfer rate has been assumed to be one of the most important factors affecting the leach rate. The mass-transfer rate at various solution pH's was studied by using an unsteady gassing out process. The sulfite-oxidation process was also studied in an attempt to explain the absorption mechanism. A 7.5 inch I.D. methyl methacrylate tank with 4 baffles and a 4-inch diameter paddle type impeller were used. The impeller was driven by a motor mounted on a dynamometer which allowed measurement of the power used in agitation. All the experiments were carried out under highly turbulent conditions and covered the liquid temperature range 25°C to 40°C. The results showed that pH had no effect on mass-transfer coefficient. The values of K[subscript L]a increased as temperature increased. The relationship between K[subscript L]a, power input and superficial gas velocity was found to be of the form: K[subscript L]a = c(HP/V)[superscript x] (V[subscript s])[superscript y] A comparison of the K[subscript L]a observed in an unsteady gassing out process and that in a sulfite-oxidation process showed that the interfacial area/unit volume of liquid, a, is directly proportional to (V[subscript s])º‧⁵º which coincides with Calderbank's result. / Applied Science, Faculty of / Chemical and Biological Engineering, Department of / Graduate

M.Tech / Mr. E. van Zyl Prof. C. Rey

A study was undertaken to investigate developing biofilms in a petrochemical wastewater treatment plant encompassing the architecture, microflora and the chemical nature of the matrix. Biofilms were developed on glass slides immersed in the activated sludge unit and analysed at known time intervals using a range of techniques. Initially, biofilms were investigated using conventional and emerging microscopic approaches to select a suitable technique. Scanning Confocal Laser Microscopy (SCLM) allowed visualisation of biofilms in situ with minimal background interference and non-destructive and optical sectioning which were amenable to quantitative computer-enhanced microscopy. SCLM was superior over Light microscopy and Scanning Electron Microscopy. This study demonstrated biofilm growth, presence of extracellular polymer substances (EPS) in early biofilms associated with cells and the development of porous nature of mature biofilms including channel-like structures. Overall new information has been obtained on developing biofilms in an Australian petrochemical wastewater treatment plant / Doctor of Philosophy (PhD) (Biological Sciences)

Submitted in complete fulfillment for the Degree of Master of Technology: Biotechnology, Durban University of Technology, 2010. / Xanthomonas campestris pv phaseoli produced an extracellular endoinulinase on various carbon sources. The highest inulinase production of 9.24 ± 0.03 IU ml¯¹by X. campestris pv. phaseoli was attained using an optimized medium comprising of 3% sucrose and 2.5% tryptone. Inulinase production in X. campestris pv. phaseoli was further enhanced through ethylmethanesulfonate mutagenesis. The resulting mutant, X. campestris pv. phaseoli KM 24 demonstrated enhanced inulinase production of 22.09 ± 0.03 IU ml¯¹after 24 h, which was 2.4 – fold higher than that of the wild type. Inulinase production by this mutant was scaled up in a 5 L fermenter yielding a final activity of 21.87 ± 0.03 IU ml¯¹with an inulinase/invertase (I/S) ratio of 2.6 after 18 h. Maximum volumetric (21 865 IU 1¯¹ h¯¹) and specific (119 025 IU g¯¹ h¯¹) productivities of inulinase were attained in a fermenter after 18h growth. Inulin hydrolysis by the crude inulinase and subsequent detection of mono- and oligosaccharides indicated the presence of an endoinulinase. The extracellular endoinulinase from the mutant KM 24 was purified to homogeneity by gel filtration chromatography and had a specific activity of 174.74U/mg. the optimum pH and temperature of the purified enzyme were found to be 6.0 and 50°C, respectively. The enzyme was stable up to 60°C, retaining over 60% activity for 30 min, but activity rapidly declined at temperatures above 60°C. The pure inulinase enzyme was also found to be stable between pH 6-9. The Lineweaver-Burk plots showed that the apparent Km and Vmax values of the inulinase for inulin were 1.15 mg/ml and 15µM/min, respectively. The Kcat value was found to be 0.145 min¯¹ with an enzyme catalytic efficiency of 0.126 mg¯¹.ml.min¯¹.This mutant demonstrated good potential for large scale production of inulinase and fructooligosaccharides. / National Research Foundation

O óxido de etileno é um agente esterilizante dos mais importantes para materiais termo-sensíveis, dentre eles os artigos médico-hospitalares. Fios para sutura cirúrgica foram submetidos à exposição, em autoclave, a misturas gasosas com capacidade anti-microbiana, monitorando-se o processo através de Bacillus subtilis como indicador biológico. O objetivo deste estudo foi determinar a relação da letalidade do ciclo em função dos parâmetros de processo temperatura, tempo e pressão, expressando-a através de equações polinomiais decorrentes de modelo de ajuste pelo método da regressão linear múltipla. Os resultados analíticos e suas representações gráficas permitiram delimitar a região de letalidade, com simultânea confirmação da manutenção das características físicas farmacopeicas dos fios para sutura cirúrgica. Concluiu-se que o método estatístico empregado é adequado para a obtenção de equações de previsibilidade da atividade anti-microbiana em função dos parâmetros de processo. Além disto, a integridade física dos artigos médico-hospitalares foi preservada, assegurando-se sua utilização eficaz e segura. / Ethylene oxide is one of the most important sterilizing agents for thermo-sensitive materials, including the medical-hospital products. Strings for surgical sutures were exposed by autoclave to gaseous mixtures with anti-microbial properties, being the process monitored by Bacillus subtilis as a biological indicator. The purpose of this study was to determine the relation of cycle lethality in terms of process parameters (temperature, time and pressure) expressing them through polynomial equations decurrent of an adjustment model, by the multiple linear regression method. The analytical results and its graphic representations enabled us to delimit the lethal region having simultaneously the confirmation that the physical pharmacopeia requirements of the strings for surgical suture are maintained. It was concluded that the statistical method used is adequate to obtain equations of foreseeable anti-microbial activity in terms of process parameters. Besides, the physical integrity of the medical/hospital articles was preserved, so asserting its safe and effective use.

O óxido de etileno é um agente esterilizante dos mais importantes para materiais termo-sensíveis, dentre eles os artigos médico-hospitalares. Fios para sutura cirúrgica foram submetidos à exposição, em autoclave, a misturas gasosas com capacidade anti-microbiana, monitorando-se o processo através de Bacillus subtilis como indicador biológico. O objetivo deste estudo foi determinar a relação da letalidade do ciclo em função dos parâmetros de processo temperatura, tempo e pressão, expressando-a através de equações polinomiais decorrentes de modelo de ajuste pelo método da regressão linear múltipla. Os resultados analíticos e suas representações gráficas permitiram delimitar a região de letalidade, com simultânea confirmação da manutenção das características físicas farmacopeicas dos fios para sutura cirúrgica. Concluiu-se que o método estatístico empregado é adequado para a obtenção de equações de previsibilidade da atividade anti-microbiana em função dos parâmetros de processo. Além disto, a integridade física dos artigos médico-hospitalares foi preservada, assegurando-se sua utilização eficaz e segura. / Ethylene oxide is one of the most important sterilizing agents for thermo-sensitive materials, including the medical-hospital products. Strings for surgical sutures were exposed by autoclave to gaseous mixtures with anti-microbial properties, being the process monitored by Bacillus subtilis as a biological indicator. The purpose of this study was to determine the relation of cycle lethality in terms of process parameters (temperature, time and pressure) expressing them through polynomial equations decurrent of an adjustment model, by the multiple linear regression method. The analytical results and its graphic representations enabled us to delimit the lethal region having simultaneously the confirmation that the physical pharmacopeia requirements of the strings for surgical suture are maintained. It was concluded that the statistical method used is adequate to obtain equations of foreseeable anti-microbial activity in terms of process parameters. Besides, the physical integrity of the medical/hospital articles was preserved, so asserting its safe and effective use.

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Resumo: A xilanase de Thermoascus aurantiacus codificada pelo gene xynA é uma enzima termofílica com uma promissora aplicação industrial. Neste trabalho, foi realizada a clonagem desse gene, que foi isolado pela técnica de RT-PCR, seguido de expressão heteróloga em Pichia pastoris. Realizada a caracterização da enzima nativa no extrato bruto do fungo filamentoso assim como da enzima recombinante antes e depois da purificação parcial, a qual foi realizada pelo processo de troca iônica. A atividade ótima das enzimas foi em pH 5,0 e as mesmas foram estáveis diante de ampla faixa de pH (3,5- 10,5, por 24h). Em relação à temperatura ótima e termoestabilidade houve algumas diferenças entre as três condições da xilanase. A xilanase nativa apresentou-se mais ativa a 75°C sendo estável na faixa de 35°C a 75°C após 1 hora de incubação, a xilanase recombinante antes e depois do processo de purificação apresentou temperatura ótima em 60°C, no entanto antes da purificação permaneceu estável entre 35°C e 80°C, e após a purificação entre 35°C e 65°C, em ambos os casos após a incubação por 1 hora. Esse foi o primeiro relato de expressão do gene xynA em P. pastoris. Com a purificação da enzima recombinante serão viabilizados estudos estruturais que requerem grandes quantidades da enzima. Além disso as características observadas de XynA em nossas análises mostraram-se bastante interessantes do ponto de vista biotecnológico. Nossos dados permitirão então outros estudos para adequação a aplicação dessa xilanase em processos industriais / Abstract: A xilanase de Thermoascus aurantiacus codificada pelo gene xynA é uma enzima termofílica com uma promissora aplicação industrial. Neste trabalho, foi realizada a clonagem desse gene, que foi isolado pela técnica de RT-PCR, seguido de expressão heteróloga em Pichia pastoris. Realizada a caracterização da enzima nativa no extrato bruto do fungo filamentoso assim como da enzima recombinante antes e depois da purificação parcial, a qual foi realizada pelo processo de troca iônica. A atividade ótima das enzimas foi em pH 5,0 e as mesmas foram estáveis diante de ampla faixa de pH (3,5- 10,5, por 24h). Em relação à temperatura ótima e termoestabilidade houve algumas diferenças entre as três condições da xilanase. A xilanase nativa apresentou-se mais ativa a 75°C sendo estável na faixa de 35°C a 75°C após 1 hora de incubação, a xilanase recombinante antes e depois do processo de purificação apresentou temperatura ótima em 60°C, no entanto antes da purificação permaneceu estável entre 35°C e 80°C, e após a purificação entre 35°C e 65°C, em ambos os casos após a incubação por 1 hora. Esse foi o primeiro relato de expressão do gene xynA em P. pastoris. Com a purificação da enzima recombinante serão viabilizados estudos estruturais que requerem grandes quantidades da enzima. Além disso as características observadas de XynA em nossas análises mostraram-se bastante interessantes do ponto de vista biotecnológico. Nossos dados permitirão então outros estudos para adequação a aplicação dessa xilanase em processos industriais / Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Fernando Araripe Gonçalves Torres / Banca: Fabio Squina / Banca: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Mestre