O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de H2 a partir de diferentes substratos orgânicos da indústria sucroalcooleira, como caldo, melaço e vinhaça da cana-de-açúcar, incluindo a sacarose como uma fonte de carbono sintética. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios de leito fluidificado, sendo reator mesofílico caldo (RMC), reator mesofílico melaço (RMM), reator mesofílico sacarose (RMS) e reator mesofílico vinhaça (RMV) mantidos em condição mesofílica (30 ºC) e em concentrações iniciais no substrato de alimentação de 5 gDQO. L-1. O pH do reatores foi mantido entre 4 e 5, os tempos de detenção hidráulica (TDH) empregados foram de 8, 6, 4, 2 e 1 h e a inoculação foi através de um lodo proveniente de um abatedouro de aves, que sofreu tratamento térmico. Em RMC o rendimento de H2 (HY) máximo obtido foi de 1,2 mol H2. mol sacarose-1, ocorrido no TDH de 8 h. O reator (RMM) apresentou um melhor consumo de substrato atingindo um HY de 1,4 mol H2. mol sacarose-1, observado no TDH de 4 h. RMS apresentou o melhor HY em relação aos demais reatores atingindo 3,3 mol H2. mol sacarose-1 no TDH de 6 h. A melhor produção volumétrica de H2 (PVH) obtida foi observada no RMS, onde no TDH de 2 h o reator atingiu 11 L H2. L-1. D-1. RMV, que utilizou vinhaça que passou por tratamento físico-químico através da adição de óxido de cálcio, não apresentou produção de H2. Dentre os principais produtos metabólitos solúveis observados nos reatores durante a operação houve predominância nas concentrações de ácido acético, butírico, isobutírico, propiônico, e succínico, em RMM. No RMC observaram-se maiores concentrações de ácido acético, butírico, lático e propiônico. RMV apresentou predominância de ácido acético, succínico, propiônico e butírico. Em RMS as maiores concentrações foram de ácido propiônico, acético, isobutírico, butírico e etanol. / This study aimed to evaluate the production of H2 from different organic substrates sugar industry, like juice, molasses and vinasse from cane sugar, including sucrose as a source of synthetic carbon. four anaerobic fluidized bed were used, mesophilic broth reactor (RMC), mesophilic molasses reactor (RMM), reactor mesophilic sucrose RMS) and reactor mesophilic vinasse (RMV) maintained at mesophilic condition (30ºC) and at initial concentrations feed substrate 5 gCOD. L-1. The pH of the reactor was kept between 4 and 5, the hydraulic detention time (HDT) used were 8, 6, 4, 2 and 1 h and the inoculation through a sludge from a poultry slaughterhouse, which underwent heat treatment. In MRC H2 yield (HY) maximum obtained was 1.2 mol H2. mol sucrose-1, occurred in HRT of 8 h. The reactor (RMM) showed a better substrate consumption reaching a HY 1.4 mol H2. mol-1 sucrose, HDT observed in 4 h. RMS presented the best HY compared to other reactors reaching 3.3 mol H2. mol-1 sucrose in HRT of 6 h. The best volumetric H2 production (PVH) obtained was observed in the RMS where the TDH 2 h the reactor reached 11 L H2. L-1. D-1. RMV that used vinasse which has undergone physical-chemical treatment by adding calcium oxide, showed no H2 production. Among the main products soluble metabolites observed in the reactors during operation predominated in acetic acid concentrations, butyric, isobutyric, propionic, and succinic in RMM. In MRC were observed higher concentrations of acetic, butyric, lactic and propionic acid. RMV showed predominantly acetic, succinic, propionic and butyric acid. RMS higher concentrations were propionic acid, acetic, isobutyric, butyric acid and ethanol.

Foram conduzidos dois experimentos com objetivo de avaliar o efeito da substituição do milho moído por diferentes co-produtos da indústria sobre o desempenho e metabolismo de bezerros em aleitamento. No primeiro experimento, 24 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em três tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de polpa cítrica desidratada (PC): (1) concentrado contendo 64% de milho e 0% de PC (0PC); (2) concentrado contendo 32% de milho e 32% de PC (50PC); e (3) concentrado contendo 0% de milho e 64% de PC (100PC). No segundo experimento, 36 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em quatro tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de melaço de cana líquido (ME) e xarope de glicose (XG): (1) concentrado contendo 65% de milho, 0% de ME e 0% XG (0ME); (2) concentrado contendo 60% de milho e 5% ME (5ME); (3) concentrado contendo 55% de milho e 10% de ME (10ME); e (4) concentrado contendo 60% de milho e 5% de XG (5XG). Os animais de ambos os experimentos receberam diariamente 4 L de sucedâneo lácteo, além de concentrado e água ad libitum. O consumo do concentrado e o escore fecal foram controlados diariamente. Semanalmente os animais foram pesados e tiveram as medidas corporais aferidas. Amostras de sangue foram colhidas semanalmente para determinação de glicose, lactato e ?-hidroxibutirato. Amostras de fluído ruminal foram colhidas nas semanas 4, 6 e 8 para determinação de pH, N-amoniacal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Na oitava semana de vida os animais foram abatidos para avaliação do desenvolvimento do trato digestório superior (peso e volume dos compartimentos e tamanho, área e número das papilas ruminais). No primeiro experimento não houve diferença entre tratamentos (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho, parâmetros sanguíneos e ruminais, exceto para a concentração de butirato, onde os tratamentos 50PC e 100PC apresentaram maior (P<0,05) concentração que 0PC. Este resultado está relacionado ao maior (P<0,05) peso do trato digestório superior total, maior proporção do retículo-rúmen e área das papilas ruminais dos tratamentos com inclusão de PC, uma vez que o butirato é o principal AGCC estimulador do desenvolvimento ruminal. Dessa forma, a substituição parcial ou total do milho por PC no concentrado inicial não altera o desempenho de bezerros leiteiros, podendo ainda apresentar efeitos positivos no metabolismo ruminal e desenvolvimento do trato digestório superior. No segundo experimento não houve efeito de tratamento (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho e escore fecal. Porém, observou-se aumento (P<0,05) na concentração total de AGCC, acetato e propionato do tratamento 5ME quando comparado à 0ME, sendo que os demais não diferiram de 5ME e 0ME. Essa alteração no metabolismo ruminal não foi acompanhada (P>0,05) por mudanças nos parâmetros sanguíneos ou de desenvolvimento do trato digestório superior. Pode-se concluir que a substituição do milho por 5 e 10% de ME ou 5% de XG no concentrado não prejudica o desenvolvimento corporal de bezerros leiteiros, sendo uma alternativa ao uso do milho na composição de dietas sólidas para esta classe animal. / Two studies were conducted to evaluate the effect of replacing corn grain by co-products, on the performance and changes in the metabolism of dairy calves. In the first study, 24 Holstein calves were divided into three groups, according to level of inclusion of citrus pulp (CP): (1) starter containing 64% corn and 0% CP (0CP), (2) starter containing 32% corn and 32% CP (50CP), and (3) starter containing 0% corn and 64% CP (100CP). In the second study, 36 Holstein calves were allocated four treatments according to level of inclusion of liquid sugar cane molasses (MO) or glucose syrup (GS): (1) starter containing 65% corn, 0% MO and 0% GS (0MO), (2) starter containing 60% corn and 5% MO (5MO), (3) starter containing 55% corn and 10% MO (10MO), and (4) starter containing 60% corn and 5% GS (5GS). The animals of both experiments received 4 L milk replacer daily. Starter and water were provided ad libitum. Starter intake and fecal score were monitored daily. Weekly, the animals were weighed and had their body measurements monitored until eight weeks. Blood samples were taken weekly for glucose, lactate and ?-hydroxybutyrate analysis. Ruminal fluid samples were collected at weeks 4, 6 and 8 of age to pH, ammonia-N and short chain fatty acids (SCFA) determination. In the eighth week of life animals were slaughtered to evaluate the development of the upper digestive tract (weight and volume of the compartments, as well as size, area and number of ruminal papillae). In the first experiment there were no differences among treatments (P>0.05) for starter intake, performance, ruminal and blood parameters, except for the concentration of butyrate, where treatments 50CP and 100CP had higher concentration (P<0.05) than 0CP. This result is related to the higher (P<0.05) weight of total upper digestive tract, proportion of the reticulum-rumen and rumen papillae area of treatments including CP, since butyrate is the main SCFA stimulating rumen development. Thus, the partial or total replacement of corn by citrus pulp in the starter does not change the performance of calves, and may present positive effects on ruminal metabolism and development of the upper digestive tract. In the second study there was no effect of the starter composition (P>0.05) for starter intake, performance or fecal scores. However, there was an increase (P<0.05) in the total SCFA, acetate and propionate concentration for treatment 5MO compared to 0MO, whereas the other treatments did not differ from 5MO and 0MO. This change in ruminal metabolism was not accompanied (P>0.05) by changes in blood parameters and development of the upper digestive tract. It may be concluded that the substitution of corn for 5 and 10% MO or 5% GS in the starter has no detrimental effect on body development of dairy calves, being an alternative to the use of corn in solid feed composition for these animals.

Foram estudados os processos descohtínuo e descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana de açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente, do tempo de enchimento e do nível de inóculo no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: - produtividades em etanol e em células - rendimento em etanol - fator de conversão de substrato em células. Para o processo descontínuo alimentado, o valor máximo atingido para a produtividade em etanol foi de 16,9 g/L.h. Os resultados obtidos de rendimentos e produtividades em etanol foram semelhantes para os processos descontínuo e descontínuo alimentado (com tempo de enchimento de 3 h e constante de tempo de 1,6 h-1). / The batch and fed-batch fermentations of sugar -cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae(pressed yeast) were studied. The influence of exponentially decreasing feeding rates, fermentar filling-up time and levei of inocullum on the behavior was analysed considering the following parameters: - ethanol and cell productivities - ethanol yield - yield yeast. At fed-batch fermentation, the maximum ethanol productivity obtained was 16.9 g/L.h. The results of ethanol productivities and yield achieved for batch and fedbatch (with fermentar filling-up time of 3 h and time constant of 1.6 h-1</SUP).

O lançamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados tem um importante impacto sobre a saúde e o meio ambiente, tornando necessária a incorporação de processos de remoção desses compostos nos sistemas de tratamento de águas residuárias. Neste trabalho, foram estudadas as condições de operação para promover a remoção conjunta de nitrogênio e matéria orgânica em reator biológico de leito móvel, contínuo, operado sob aeração intermitente, alimentado com água residuária sintética contendo nitrogênio amoniacal (90 a 110 mg/L) e melaço como matéria orgânica (DQO de 450 a 550 mg/L). Foram utilizados dois reatores em escala de bancada, cada um com dois litros de volume útil, contendo diferentes meios suportes para a imobilização da biomassa: matrizes de espuma de poliuretano e anéis plásticos. Na primeira etapa experimental, o reator contendo anéis plásticos apresentou eficiências de remoção de nitrogênio muito baixas. Na segunda etapa, trocou-se o material suporte por matrizes de espuma de poliuretano inoculadas com lodo aeróbio de estação de tratamento de águas residuárias. A partir de então, trabalhou-se com dois reatores de mesma configuração, exceto pelas origens, idades e características dos lodos de inóculo. Inicialmente, a alimentação foi realizada utilizando-se apenas os micronutrientes contidos no melaço. Posteriormente, a composição da água residuária foi alterada, introduzindo-se solução de micronutrientes, pois se concluiu que a instabilidade no processo de nitrificação devia-se ao fato de o melaço comercial apresentar deficiências nutricionais. Como resultado, em condições de estabilidade operacional, foram obtidas eficiências de remoção de DQO superiores a 85%, oxidação total do nitrogênio amoniacal e eficiências de remoção de nitrogênio de aproximadamente 55%. Variações posteriores nas condições de operação, como o aumento do período anóxico (de 1h para 1h15min) e redução do tempo de detenção hidráulica (para valores inferiores a 12 horas), resultaram em melhora no desempenho dos reatores. Os resultados obtidos permitem admitir que as melhores condições de operação não foram atingidas durante o experimento, abrindo a possibilidade para a otimização do processo em pesquisas futuras. Constatou-se que o desenvolvimento das populações microbianas imobilizadas no meio suporte foi diferente do observado na biomassa em suspensão. Verificou-se, também, que a biomassa responsável pela nitrificação e desnitrificação ocorreu predominantemente no meio suporte, enquanto que a biomassa heterotrófica predominou no lodo em suspensão. / The operating conditions for the combined removal of nitrogen and organic matter in moving- bed biological reactor were investigated. Two bench-scale reactors, two liters each, were operated under intermittent aeration and continuously fed with synthetic wastewater containing ammonia nitrogen (90 to 110 mg/L) and molasses as organic carbon source (COD of 450 to 550 mg/L). Each reactor received different moving-bed materials: polyurethane foam matrices and plastic rings, respectively. During the first experimental period, the reactor containing plastic rings maintained very low nitrogen removal efficiencies during large period. For this reason, the moving-bed was replaced by polyurethane foam matrices and the reactor was re-inoculated with aerobic wastewater plant sludge. Thereafter, the two reactors were similar except for the origin, age and characteristics of the inoculum sludge. First, the wastewater micronutrients were just those contained in the carbon source (molasses). After, the synthetic wastewater composition was changed by adding a solution of micronutrients. This procedure was adopted to achieve a stable nitrification process, because commercial molasses is a very poor regarding its micronutrient composition. As a result of the stable conditions prevalence just after adding micronutrients, organic matter (as COD) removal efficiencies were higher than 85% and complete nitrogen ammonia oxidation was achieved. In nitrogen removal efficiencies were approximately 55%. The performance of the reactors improved after the increase of the anoxic period from1h to 1h15min, and reduction of the hydraulic detention time to less than 12 h. The results obtained in the last operating period indicated the optimum operating conditions was not achieved in this experiment, thus opening the possibility of process improvement in further researches. Microbial populations with different characteristics were developed in suspended growth and attached biomass. Nitrification and denitrification bacteria predominated as attached biomass whereas heterotrophic bacteria predominated as suspended growth biomass.

Foram estudados os processos descohtínuo e descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana de açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente, do tempo de enchimento e do nível de inóculo no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: - produtividades em etanol e em células - rendimento em etanol - fator de conversão de substrato em células. Para o processo descontínuo alimentado, o valor máximo atingido para a produtividade em etanol foi de 16,9 g/L.h. Os resultados obtidos de rendimentos e produtividades em etanol foram semelhantes para os processos descontínuo e descontínuo alimentado (com tempo de enchimento de 3 h e constante de tempo de 1,6 h-1). / The batch and fed-batch fermentations of sugar -cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae(pressed yeast) were studied. The influence of exponentially decreasing feeding rates, fermentar filling-up time and levei of inocullum on the behavior was analysed considering the following parameters: - ethanol and cell productivities - ethanol yield - yield yeast. At fed-batch fermentation, the maximum ethanol productivity obtained was 16.9 g/L.h. The results of ethanol productivities and yield achieved for batch and fedbatch (with fermentar filling-up time of 3 h and time constant of 1.6 h-1</SUP).

Estudou-se o processo descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana-de-açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente e do tempo de enchimento do fermentador no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: 1. produtividade em etanol e em células, 2. rendimento em etanol e 3. razão de crescimento celular. / The fed-batch ethanol fermentation of sugar-cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae (pressed yeast) was studied. The influence of exponencialy decreasing feeding rates and of the fermentor filling up time on the system behavior was analysed considering the following parameters: 1. ethanol and cell productivities, 2. ethanol yield and 3. cell growth ratio.

In this study, process development for glucose isomerase (GI) was aimed. In this context, firstly, thermostable xyl genes, PCR amplified from Thermus thermophilus and Pyrococcus furiosus cells, were recombined to the E.coli BL21 (DE3) and P.pastoris strains, respectively. But significant increase in the term of GI activity compared with wild type cells only detected in recombinant E.coli strain so this strain was selected for further experiments. Then, the effect of different natural and artificial inducers on the production of rGI under control of LacUV5 promoter was investigated in laboratory-scale bioreactors. Lactose was shown to be more efficient in the term of operon induction for long time bioprocesses. Thereafter, in order to increase thermostable rGI production rate, to achieve high cell density culture of E.coli BL21 (DE3) pLysS pRSETA::xylT as well as to evade acetate accumulation, the effect of exponential feeding strategy of carbon source on the production of thermostable GI enzyme, cell concentration and acetate formation by recombinant E.coli BL21 (DE3) pLysS was investigated at four sets of fed-batch bioreactor experiments at three different predetermined specific growth rates 0.1 h-1 (M-0.1), 0.15 h-1 (M-0.15), 0.2 h-1 (M-0.2) and a glucose based exponential feeding at specific growth rate of 0.15 h-1(G-0.15) were performed by recombinant E.coli BL21 (DE3) pLysS cells. The highest biomass was obtained in M-0.15 condition as 9.6 kg m&minus / 3 at t=32 h and the highest rGI activity was achieved in M-0.1 operation as A=16399 U L-1 at t=32 h of bioprocess. Moreover, peptide ligand with specific affinity toward histidin-tag peptide was selected by phage display technology. Isothermal titration calorimetry and surface plasmon resonance analyses were carried out to determine peptide-peptide interaction properties.

Foram conduzidos dois experimentos com objetivo de avaliar o efeito da substituição do milho moído por diferentes co-produtos da indústria sobre o desempenho e metabolismo de bezerros em aleitamento. No primeiro experimento, 24 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em três tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de polpa cítrica desidratada (PC): (1) concentrado contendo 64% de milho e 0% de PC (0PC); (2) concentrado contendo 32% de milho e 32% de PC (50PC); e (3) concentrado contendo 0% de milho e 64% de PC (100PC). No segundo experimento, 36 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em quatro tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de melaço de cana líquido (ME) e xarope de glicose (XG): (1) concentrado contendo 65% de milho, 0% de ME e 0% XG (0ME); (2) concentrado contendo 60% de milho e 5% ME (5ME); (3) concentrado contendo 55% de milho e 10% de ME (10ME); e (4) concentrado contendo 60% de milho e 5% de XG (5XG). Os animais de ambos os experimentos receberam diariamente 4 L de sucedâneo lácteo, além de concentrado e água ad libitum. O consumo do concentrado e o escore fecal foram controlados diariamente. Semanalmente os animais foram pesados e tiveram as medidas corporais aferidas. Amostras de sangue foram colhidas semanalmente para determinação de glicose, lactato e ?-hidroxibutirato. Amostras de fluído ruminal foram colhidas nas semanas 4, 6 e 8 para determinação de pH, N-amoniacal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Na oitava semana de vida os animais foram abatidos para avaliação do desenvolvimento do trato digestório superior (peso e volume dos compartimentos e tamanho, área e número das papilas ruminais). No primeiro experimento não houve diferença entre tratamentos (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho, parâmetros sanguíneos e ruminais, exceto para a concentração de butirato, onde os tratamentos 50PC e 100PC apresentaram maior (P<0,05) concentração que 0PC. Este resultado está relacionado ao maior (P<0,05) peso do trato digestório superior total, maior proporção do retículo-rúmen e área das papilas ruminais dos tratamentos com inclusão de PC, uma vez que o butirato é o principal AGCC estimulador do desenvolvimento ruminal. Dessa forma, a substituição parcial ou total do milho por PC no concentrado inicial não altera o desempenho de bezerros leiteiros, podendo ainda apresentar efeitos positivos no metabolismo ruminal e desenvolvimento do trato digestório superior. No segundo experimento não houve efeito de tratamento (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho e escore fecal. Porém, observou-se aumento (P<0,05) na concentração total de AGCC, acetato e propionato do tratamento 5ME quando comparado à 0ME, sendo que os demais não diferiram de 5ME e 0ME. Essa alteração no metabolismo ruminal não foi acompanhada (P>0,05) por mudanças nos parâmetros sanguíneos ou de desenvolvimento do trato digestório superior. Pode-se concluir que a substituição do milho por 5 e 10% de ME ou 5% de XG no concentrado não prejudica o desenvolvimento corporal de bezerros leiteiros, sendo uma alternativa ao uso do milho na composição de dietas sólidas para esta classe animal. / Two studies were conducted to evaluate the effect of replacing corn grain by co-products, on the performance and changes in the metabolism of dairy calves. In the first study, 24 Holstein calves were divided into three groups, according to level of inclusion of citrus pulp (CP): (1) starter containing 64% corn and 0% CP (0CP), (2) starter containing 32% corn and 32% CP (50CP), and (3) starter containing 0% corn and 64% CP (100CP). In the second study, 36 Holstein calves were allocated four treatments according to level of inclusion of liquid sugar cane molasses (MO) or glucose syrup (GS): (1) starter containing 65% corn, 0% MO and 0% GS (0MO), (2) starter containing 60% corn and 5% MO (5MO), (3) starter containing 55% corn and 10% MO (10MO), and (4) starter containing 60% corn and 5% GS (5GS). The animals of both experiments received 4 L milk replacer daily. Starter and water were provided ad libitum. Starter intake and fecal score were monitored daily. Weekly, the animals were weighed and had their body measurements monitored until eight weeks. Blood samples were taken weekly for glucose, lactate and ?-hydroxybutyrate analysis. Ruminal fluid samples were collected at weeks 4, 6 and 8 of age to pH, ammonia-N and short chain fatty acids (SCFA) determination. In the eighth week of life animals were slaughtered to evaluate the development of the upper digestive tract (weight and volume of the compartments, as well as size, area and number of ruminal papillae). In the first experiment there were no differences among treatments (P>0.05) for starter intake, performance, ruminal and blood parameters, except for the concentration of butyrate, where treatments 50CP and 100CP had higher concentration (P<0.05) than 0CP. This result is related to the higher (P<0.05) weight of total upper digestive tract, proportion of the reticulum-rumen and rumen papillae area of treatments including CP, since butyrate is the main SCFA stimulating rumen development. Thus, the partial or total replacement of corn by citrus pulp in the starter does not change the performance of calves, and may present positive effects on ruminal metabolism and development of the upper digestive tract. In the second study there was no effect of the starter composition (P>0.05) for starter intake, performance or fecal scores. However, there was an increase (P<0.05) in the total SCFA, acetate and propionate concentration for treatment 5MO compared to 0MO, whereas the other treatments did not differ from 5MO and 0MO. This change in ruminal metabolism was not accompanied (P>0.05) by changes in blood parameters and development of the upper digestive tract. It may be concluded that the substitution of corn for 5 and 10% MO or 5% GS in the starter has no detrimental effect on body development of dairy calves, being an alternative to the use of corn in solid feed composition for these animals.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 511649 bytes, checksum: bafb6e1f723d31526306e1605d68727b (MD5) Previous issue date: 2008-07-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The production of biossurfactants on an industrial scale is usually limited by the high cost of the media components for the microorganisms cultivation. The use of agroindustrial substrates as the basic culture mean for the production of these compounds has been suggested as an alternative to making the process. The objective was to study the production and the tensoatives properties of biossurfactants in culture medias based on manipueira and molasses by bacterial isolates previously identified as biossurfactants producer. The low values of surface tension and the high values of Critical Micellar Dilution (CMD) showed that three isolates, Pseudomonas aeruginosa LBBMA 88A, Bacillus subtilis LBBMA 155 and B. subtilis subsp. spizizenii LBBMA 283, stood out as the best among the ten selected for the study. The culture medias for each of the selected bacterial isolates and mixed cultures containing these same isolates was optimized using the Response Surface Methodology (RSM) through the Central Composite Rotational Design (CCRD). P. aeruginosa LBBMA 88A and the mixed culture composed by the three selected isolates were potentially the greater interest to the production of biossurfactant, since they were the only which the biossurfactants production was influenced only by the concentration of molasses and the only who reached values of DMC at least 10 times. The surfactant produced by P .aeruginosa LBBMA 88A formed emulsions considered stable with kerosene. Temperatures over 70°C and pH values of 4.0 reduced the viscosity of culture media destabilizing the emulsions formed between aqueous solutions of biossurfactants and kerosene. NaCl concentrations above 10 g L-1 altered the tensoative activity because of estabilization of the present.surfactant micelles. The media based on molasses and manipueira achieved satisfactory results for the production of surfactant by the tested isolates with desirable characteristics for environmental applications, particularly the stability in wide ranges of salinity, temperature and pH. / A produção de biossurfactantes em escala industrial é usualmente limitada pelo alto custo dos componentes do meio para o cultivo dos microrganismos. A utilização de substratos agroindustriais como meio de cultura básico para a produção desses compostos tem sido sugerida como alternativa para viabilizar o processo. O objetivo deste trabalho foi o de estudar a produção e as propriedades tensoativas de biossurfactantes em meios de cultura à base de manipueira e melaço por isolados de bactérias previamente identificadas como produtoras de biossurfactantes. Os baixos valores de tensão superficial e os altos valores de Diluição Micelar Crítica (DMC) demonstraram que três isolados, Pseudomonas aeruginosa LBBMA 88A, Bacillus subtilis LBBMA 155 e B. subtilis subsp. spizizenii LBBMA 283, destacaram-se como os melhores entre os dez selecionados para o estudo. Os meios de cultura para cada um dos isolados bacterianos selecionados e para culturas mistas contendo esses mesmos isolados foi otimizado usando-se a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) por meio do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). P. aeruginosa LBBMA 88A e a cultura mista composta pelos três isolados selecionados foram potencialmente os de maior interesse para a produção de biossurfactante, uma vez que foram os únicos cuja produção de biossurfactantes foi influenciada apenas pela concentração de melaço e que alcançaram valores de DMC de pelo menos 10 vezes. O surfactante produzido por P.aeruginosa LBBMA 88A formou emulsões consideradas estáveis com querosene. Temperaturas acima de 70°C e valores de pH 4,0 reduziram a viscosidade do meio de cultura desestabilizando as emulsões formadas entre soluções aquosas dos biossurfactantes e o querosene. Concentrações de NaCl acima de 10 g L-1 alteraram a atividade tensoativa em razão da desestabilização das micelas presentes. O meio a base de melaço e manipueira alcançou resultados satisfatórios para a produção de surfactante pelos isolados testados com características desejáveis a aplicações ambientais, em especial a estabilidade em amplas faixas de salinidade, temperatura e pH.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCSMO_TESE.pdf: 4366304 bytes, checksum: 034491089a42b2a0e2af84a9b17e3da3 (MD5) Previous issue date: 2010-12-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Biosurfactants are molecules produced by microorganisms mainly bacteria as Pseudomonas and Bacillus. Among the biosurfactants, rhamnolipids play an important role due to their tensoactive as well as emulsifying properties. Besides can be produced in a well consolidated way the production costs of biosurfactants are quite expansive mainly if downstream processing is goning to be considered. Actually, attention has been given to identification of biosurfactants as well as optimization of its fermentative processes including downstream ones. This work deals with the development of strategies to recovery and purification of rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa P029-GVIIA using sugar-cane molasses as substrate. Broth free of cells was used in order to investigate the best strategies to recovery and purification produced by this system. Between the studied acids (HCl and H2SO4) for the acid precipitation step, HCl was the best one as has been showed by the experimental design 24. Extraction has been carried out using petroleum ether and quantification has been done using the thioglycolic acid method. Adsorption studies were carried out with activated carbon in a batch mode using a 24 experimental design as well as combined with an hydrophobic resin Streamline Phenyl aiming to separate the produced biosurfactant. Biosurfactant partial identification was carried out using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Experiments in batch mode showed that adsorption has been controlled mainly by pH and temperature. It was observed a reduction of 41.4% for the liquid phase and the solid phase it was possible to adsorb up to 15 mg of rhamnolipd/g of activated carbon. The kinetics of adsorption has been well fitted to a pseudo-first order reaction with velocity constant (k1) of 1.93 x 10-2 min-1. Experiments in packed bed ranging concentration on eluent (acetone) has been shown the highest recovery factor of 98% when pure acetone has been used. The combined effect if using activated carbon with an hydrophobic resin Streamline Phenyl has been shown successful for the rhamnolipids purification. It has been possible to purify a fraction of the crude broth with 98% of purity when the eluted of activated carbon packed bed was used with pure acetone / Os biossurfactantes s?o produzidos por microrganismos, principalmente, bact?rias do tipo Pseudomonas e Bacillus. Entre os biossurfactantes, o rhamnolip?deo ? o mais estudado devido as suas propriedades tensoativas e emulsificantes. Apesar do processo biotecnol?gico de produ??o de biossurfactante, j? tenha sido estabelecido h? alguns anos, o alto custo de produ??o e o caro processo de downstream t?m impedido sua ampla utiliza??o. Deste modo, os ?ltimos estudos est?o concentrados na identifica??o de potenciais surfactantes, na avalia??o de suas propriedades e na otimiza??o dos processos fermentativos para sua produ??o, bem como das etapas de purifica??o. Assim, o presente estudo tem como objetivo desenvolver estrat?gias para a recupera??o e purifica??o de ramnolip?deos produzidos por Pseudomonas aeruginosa P029-GVIIA utilizando mela?o de cana como substrato. Com o caldo fermentado livre de c?lulas estudou-se as melhores t?cnicas de recupera??o e purifica??o do biossurfactante produzido para este sistema. Dentre os ?cidos estudados (HCl e H2SO4) para a etapa de precipita??o ?cida o HCl foi o que obteve melhor resultado atrav?s de um planejamento experimental 24. A extra??o foi realizada com o ?ter de petr?leo e a quantifica??o atrav?s do m?todo do ?cido tioglic?lico. Estudos de adsor??o foram realizados com carv?o ativado tanto em batelada atrav?s de um planejamento experimental 24 como em leito fixo com carv?o ativado e o seu efeito combinado com uma resina de intera??o hidrof?bica Streamline Phenyl, com a finalidade de separar o biossurfactante produzido. Para a identifica??o parcial foi utilizada a cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE). Os ensaios em batelada mostraram que a adsor??o ? governada pelo pH e pela temperatura. A redu??o da concentra??o de ramnolip?deo para a fase liquida foi de 41,4% e para a fase s?lida, foi poss?vel adsorver os biossurfactantes na propor??o de 15 mg de ramnolip?deo/ g de carv?o. A cin?tica em batelada foi ajustada ao modelo cin?tico de pseudo-primeira ordem obtendo o valor da constante de velocidade k1= 1,93 x 10-2 min.-1. Os ensaios em leito fixo variando a concentra??o da acetona (eluente), obteve fator de recupera??o de ramnolip?deo de 98% de recupera??o foi para a acetona pura. O efeito combinado em leito fixo do carv?o ativado com a resina de intera??o hidrof?bica mostrou-se eficiente na purifica??o de ramnolip?deos. Foi poss?vel purificar uma fra??o do caldo bruto, cuja pureza atingiu 98% ao se utilizar o eluido do carv?o ativado com acetona pura