Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram utilizados micro-organismos fotoautotróficos para a bioacumulação de cobre em regime de batelada. Para tal, utilizou-se micro-organismos dos gêneros Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium e Scenedesmus, em função da sua disponibilidade, facilidade de cultivo e diferenças morfológicas. Ensaios preliminares foram realizados utilizando diferentes concentrações de biossorvente, com o intuito de verificar a influência deste fator na eficiência do processo de captação. Os testes realizados em batelada incluíram também o estudo cinético e do equilíbrio, nos quais foi possível verificar que para todos os gêneros testados, o processo de captação do metal em soluções diluídas atingiu o equilíbrio quase instantaneamente. Em soluções de Cu2+ mais concentradas, observou-se diferenças entre os gêneros estudados, no tempo necessário para estabelecimento do equilíbrio. Além disso, observou-se uma alta eficiência no processo de captação de íons Cu2+ em solução por parte dos micro-organismos, com elevada captação de metal por grama de biomassa. As diferenças morfológicas entre os gêneros pareceram não influenciar significativamente a cinética e o equilíbrio do processo. Os ensaios em batelada foram realizados também empregando-se células de Golenkinia imobilizadas em alginato de cálcio, além de testes com o próprio alginato isento de micro-organismos como experimento-controle afim de verificar a influencia da imobilização nos parâmetros cinéticos e na capacidade de captação. A partir dos resultados obtidos nos ensaios em batelada com todos os biossorventes, testou-se em cada caso a aplicação de modelos cinéticos (pseudo 1 e 2 ordem) e modelos de equilíbrio (isoterma de Langmuir e Freundlich). Verificou-se que para o 4 gêneros que empregando-se células livres o modelo cujo os resultados se adequaram melhor foi o de Langmuir, enquanto que para células imobilizadas ambos modelos se mostraram adequados / In the present work photoautothrophic microorganisms were used for the bioaccumulation of copper in batch system. To reach this goal, microorganisms from the genera Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium and Scenedesmus were used, as a function of their availability, easiness of cultivation and morphological differences. Preliminary tests were performed using distinct biosorbent concentrtions, with the purpose of observing the effect of this factor in the efficiency of copper uptake process. Tests performed in batch conditions, also included kinetics and equilibrium studies, where it was observed that all genera tested, reached equilibrium instantaneously. For more concentrated Cu2+ solutions differences were observed among the genera tested in the time needed to reach equilibrium. Beyond this fact, it was observed a high uptake copper capacity by the microorganisms, with a high mg/g ratio. Morphological differences among the genera seemed not to significantly affect the kinetics and equilibrium of the process. Batch studies performed with the genus Golenkinia immobilized in calcium alginate, beyond the tests performed with alginate beads themselves (control experiment) aimed at verifying the effect of the immobilization in the kinetic parameters and uptake capacity. From the results obtained in batch studies with all biosorbent materials tested, kinetic models were tested for each cell (pseudo-1 and 2 order models) as well as equilibrium models (Langmuir and Freundlich isotherms). It was observed that for all genera tested, Langmuir best represented the uptake, when free cells were used, while for immobilized cells, both models could represent the experimental data

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram utilizados micro-organismos fotoautotróficos para a bioacumulação de cobre em regime de batelada. Para tal, utilizou-se micro-organismos dos gêneros Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium e Scenedesmus, em função da sua disponibilidade, facilidade de cultivo e diferenças morfológicas. Ensaios preliminares foram realizados utilizando diferentes concentrações de biossorvente, com o intuito de verificar a influência deste fator na eficiência do processo de captação. Os testes realizados em batelada incluíram também o estudo cinético e do equilíbrio, nos quais foi possível verificar que para todos os gêneros testados, o processo de captação do metal em soluções diluídas atingiu o equilíbrio quase instantaneamente. Em soluções de Cu2+ mais concentradas, observou-se diferenças entre os gêneros estudados, no tempo necessário para estabelecimento do equilíbrio. Além disso, observou-se uma alta eficiência no processo de captação de íons Cu2+ em solução por parte dos micro-organismos, com elevada captação de metal por grama de biomassa. As diferenças morfológicas entre os gêneros pareceram não influenciar significativamente a cinética e o equilíbrio do processo. Os ensaios em batelada foram realizados também empregando-se células de Golenkinia imobilizadas em alginato de cálcio, além de testes com o próprio alginato isento de micro-organismos como experimento-controle afim de verificar a influencia da imobilização nos parâmetros cinéticos e na capacidade de captação. A partir dos resultados obtidos nos ensaios em batelada com todos os biossorventes, testou-se em cada caso a aplicação de modelos cinéticos (pseudo 1 e 2 ordem) e modelos de equilíbrio (isoterma de Langmuir e Freundlich). Verificou-se que para o 4 gêneros que empregando-se células livres o modelo cujo os resultados se adequaram melhor foi o de Langmuir, enquanto que para células imobilizadas ambos modelos se mostraram adequados / In the present work photoautothrophic microorganisms were used for the bioaccumulation of copper in batch system. To reach this goal, microorganisms from the genera Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium and Scenedesmus were used, as a function of their availability, easiness of cultivation and morphological differences. Preliminary tests were performed using distinct biosorbent concentrtions, with the purpose of observing the effect of this factor in the efficiency of copper uptake process. Tests performed in batch conditions, also included kinetics and equilibrium studies, where it was observed that all genera tested, reached equilibrium instantaneously. For more concentrated Cu2+ solutions differences were observed among the genera tested in the time needed to reach equilibrium. Beyond this fact, it was observed a high uptake copper capacity by the microorganisms, with a high mg/g ratio. Morphological differences among the genera seemed not to significantly affect the kinetics and equilibrium of the process. Batch studies performed with the genus Golenkinia immobilized in calcium alginate, beyond the tests performed with alginate beads themselves (control experiment) aimed at verifying the effect of the immobilization in the kinetic parameters and uptake capacity. From the results obtained in batch studies with all biosorbent materials tested, kinetic models were tested for each cell (pseudo-1 and 2 order models) as well as equilibrium models (Langmuir and Freundlich isotherms). It was observed that for all genera tested, Langmuir best represented the uptake, when free cells were used, while for immobilized cells, both models could represent the experimental data

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-16T01:20:30Z No. of bitstreams: 1 JulianaElisa.pdf: 797306 bytes, checksum: 6777b1d4dc1bed955412dbeba92c4279 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-16T01:20:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JulianaElisa.pdf: 797306 bytes, checksum: 6777b1d4dc1bed955412dbeba92c4279 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atualmente, há uma necessidade crescente pela busca por alternativas viáveis energeticamente, de baixo custo e sustentáveis que substituam o uso de combustíveis fósseis. Uma opção é a produção de biomassa energética através de microalgas, considerada uma alternativa limpa em relação a outras que demandam amplas áreas para cultivo e são geradoras de impactos ambientais. Nesse contexto, a pesquisa teve como objetivo avaliar a influência da temperatura e nutrientes no teor de lipídios de culturas de espécies de microalgas de água doce, visando o uso destes lipídios para a produção de biodiesel. Para isso, duas cepas de Monoraphidium contortum, uma cepa contendo as espécies de Chlorella vulgaris e Desmodesmus quadricauda e outra de Microcystis aeruginosa, foram mantidas em laboratório, por seis dias, em cinco meios de cultura ASM-1 modificados (controle com altas concentrações de fosfato e nitrato; sem fosfato; com concentração intermediária não limitante de fosfato; sem nitrato; e o último com concentração intermediária não limitante de nitrato). Posteriormente, foram submetidas às temperaturas de 13 ºC, 25 ºC (controle) e 37 ºC, durante oito dias (n=3). A extração dos lipídios foi realizada no 1°, 4° e 8° dias de experimento, seguindo metodologia comumente utilizada, através de solventes a frio, com a mistura de metanol e clorofórmio. Não foi observada variação lipídica significativa entre as cepas (p>0,05). Em média, as maiores produções lipídicas totais foram observadas quando as cepas foram mantidas em 13 ºC e no meio com concentração intermediária não limitante de nitrato. Foi encontrada variação significativa no percentual lipídico total em relação ao fator dia em que foi realizada a extração (p<0,05). O percentual lipídico variou em função da concentração de biomassa algal (p<0,05). A cepa de Microcystis aeruginosa obteve altos teores lipídicos totais, quando mantida em meio de cultura com alteração das concentrações de nitrato e fosfato, contrariando os resultados encontrados na literatura. As cepas testadas podem ser consideradas como potenciais produtoras de lipídios, desde que o meio de cultura, a temperatura e o dia de extração lipídica sejam corretamente estabelecidos. Este estudo mostrou que manipulações de fatores determinantes podem induzir maior concentração lipídica, otimizando a produção total com vistas à utilização desta matéria-prima para o biodiesel. / Currently, there is a growing need for the search of viable alternative energy, affordable and sustainable substitute for fossil fuels. One option is the production of energetic biomass by microalgae, which is considered a clean alternative compared to others that require large areas for cultivation and that generate environmental impacts. In this context, the research aimed to evaluate the influence of temperature and nutrients on lipid content of cultured species of freshwater microalgae, in order to use these lipids for biodiesel production. For this purpose, two strains of Monoraphidium contortum, a strain containing Chlorella vulgaris and Desmodesmus quadricauda and other of Microcystis aeruginosa, were maintained in the laboratory for six days, in five culture media, modified ASM-1 (control, with high concentrations of phosphate and nitrate; Pdeficient; non-limiting concentration of phosphate; N-deficient; non-limiting nitrate). Later, they were exposed to temperatures of 13 ° C, 25 ° C (control) and 37 ° C for eight days (n = 3). The lipid extraction was performed on the 1st, 4th and 8th day of the experiment following the method commonly used with cold solvent (a mixture of methanol and chloroform). There was no significant lipid variation among strains (p> 0.05). On average, the highest total lipid yields were observed when the strains were maintained at 13 ° C and in the medium with intermediate concentration and nonlimiting nitrate. We found significant variation in total lipid percentage in relation to day that the extraction was performed (p<0,05). The lipid percentage varied depending on the concentration of algal biomass (p<0,05). The strain of Microcystis aeruginosa showed high total lipid content, when maintained in culture medium with abnormal concentrations of nitrate and phosphate, contrary to the literature data. The strains can be considered as potential lipid producers since the culture medium, the temperature and the time for extraction of lipids are correctly established. This study showed that manipulations of determining factors might induce higher lipid concentration, optimizing the total production in order to use this raw material for biodiesel.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-18T11:18:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 483031 bytes, checksum: fdee08ea45b1d6006db79159f59bcb16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T11:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 483031 bytes, checksum: fdee08ea45b1d6006db79159f59bcb16 (MD5) Previous issue date: 2015-07-13 / Existe um crescente interesse na utilização de microalgas para a produção de biocombustíveis, alimentos e outros produtos de valor comercial. As microalgas possuem grande capacidade de fixar CO2 atmosférico e acumular carbono, sobretudo na forma de amido e lipídeos. Entretanto, ainda pouco é conhecida a regulação da biossíntese de amido e lipídeos ao longo do curso diário da fotossíntese e as relações das variações desses metabólitos com o crescimento e a produção final de biomassa. Assim, faz-se necessário uma maior compreensão das vias metabólicas e sua regulação para compreender a fisiologia e os mecanismos envolvidos na biossíntese de amido e lipídeos. Dessa forma o presente trabalho objetivou estudar a biossíntese e degradação do amido, de açúcares e lipídeos ao longo do dia. Foram selecionadas duas espécies de microalgas verdes com diferentes taxas de crescimento e contrastantes quanto a produção de amido e lipídeos totais. Com base nestes critérios foram utilizadas Chlamydomonas reinhardtii CC125, que possui um elevado acúmulo de amido e baixo teor lipídico, e Monoraphidium irregulare BR023, que possui menor conteúdo de amido e maior conteúdo de lipídeo. A cepa de M. irregulare apresentou ao final do cultivo 2,5x106 células/mL, sendo inferior ao verificado para o cultivo de C. reinhardtii (3,5x106 células/mL). Para proteínas foram encontrados valores médios inferiores em M. irregulare aos observadoss em C. reinhardtii. Comportamento similar entre as cepas foi observado para os teores de aminoácidos totais. Verificou-se menores taxas de síntese e degradação de amido para M. irregulare em ambas as fases quando comparado com as respectivas taxas para C. reinhardtii. Foram observadas maiores intensidades de fluorescência para lipídeos em M. irregulare, o que indica que esta espécie apresenta maior teor de lipídeo durante o cultivo em relação a C. reinhardtii. Conclui-se que: (i) os teores de proteínas e aminoácidos estão relacionados diretamente com a taxa de crescimento celular; (ii) lipídeo apresenta variação constante ao longo do dia; (iii) amido apresenta comportamento em ritmo circadiano; (iv) a taxa de degradação mais rápida do amido acompanha o aumento do crescimento, como em C. reinhardtii. / There is a growing interest in using microalgae as a resource for biofuel production, food and other value products. Microalgae have great ability to fix atmospheric CO2 and accumulate carbon, mostly in the form of starch and lipids. However, it is still little known regulation of starch biosynthesis and lipid along the daily course of photosynthesis and the relationship of variations of these metabolites to the growth and final biomass production. Thus, a greater understanding of metabolic pathways it is necessary and its regulation to understand the physiology and the mechanisms involved in the biosynthesis of starch and lipids. Thus the present study investigated the biosynthesis and degradation of starch, sugars and lipids throughout the day. Two species of green microalgae with different growth rates and contrasting as the production of starch and total lipids selected. Based on these criteria were used Chlamydomonas reinhardtii CC125, which has a high accumulation of starch and low- fat, and Monoraphidium irregulare BR023, which has a lower starch content and higher content of lipid. The strain of M. irregulare showed at the end of cultivation 2.5x106 cells/ml, being lower than that for the cultivation of C. reinhardtii (3,5x106 cells/ml). For proteins found average in M. irregulare average values lower to observed for the C. reinhardtii. Similar behavior was observed among strains for total amino acid content. It was found lower rates of starch synthesis and degradation M. irregulare in both phases compared to the respective rates for C. reinhardtii. There was higher fluorescence intensities for lipids in M. irregulare, indicating that this species has a higher lipid content during cultivation. It concludes that: (i) the levels of proteins and amino acids are directly related to the rate of cell growth; (ii) lipid presents constant change throughout the day; (iii) starch shows behavior circadian rhythm; (iv) the faster degradation rate of the starch accompanies increased growth, as in C. reinhardtii.