Complexos celulolíticos possuem aplicações principalmente nas indústrias alimentícia, do vestuário e do papel; entretanto, seu uso de maior potencial é a hidrólise da celulose, componente dos resíduos lignocelulósicos, visando à produção do etanol. Dentre os microorganismos produtores de celulases, destacam-se os mutantes do gênero Trichoderma, que são os mais estudados e utilizados industrialmente. Mutantes de Penicillium echinulatum também estão entre os micro-organismos atualmente estudados para a produção de celulases. Neste trabalho, são apresentados dados de produção de celulases por P. echinulatum em cultivos submersos em frascos agitados e em biorreatores com agitação mecânica e airlift de circulação interna, na presença de celulose e sorbitol. A caracterização do meio e o tempo de adição do indutor e fontes de carbono também foram estudados, inicialmente, em frascos sob agitação recíproca. As condições que apresentaram os melhores resultados em frascos foram testadas em biorreatores com agitação mecânica e airlift. Estudaram-se condições hidrodinâmicas, como velocidade de fluxo e aeração em biorreator airlift para a otimização da produção de celulases, bem como composições de meios em biorreator com agitação mecânica, onde o oxigênio dissolvido foi mantido em níveis mínimos de 20% da saturação. Como indicadores de avaliação, foram realizadas análises enzimáticas de FPA (atividade sobre papel filtro), β-glicosidase, endoglicanase e xilanase; concentração de biomassa; consumo da fonte de carbono e variação do pH. Os resultados obtidos em frascos sob agitação mostraram que sorbitol, ao ser empregado como substituto parcial da celulose, apresenta vantagem na produção enzimática e na reologia do cultivo. Também, constatou-se que o tempo de adição da celulose influencia a produção enzimática em cultivos submersos e que a lactose, associada ao sorbitol, promove maiores títulos enzimáticos. Em relação ao uso dos biorreatores, verificaram-se melhores resultados em airlift para o meio contendo 0,25% (m/v) de sorbitol e 0,75% (m/v) de celulose, quando comparado ao biorreator com agitação mecânica. Ensaios com alimentação em três estágios não apresentaram resultados relevantes quanto à produção enzimática e à produtividade volumétrica. Testes iniciados com sorbitol e alimentados com celulose apresentaram melhores resultados com relação aos realizados em regime de batelada. Ensaios iniciados com 0,25% (m/v) de sorbitol apresentaram maior produtividade volumétrica quando comparados aos iniciados com 1% (m/v). Constatou-se que a celulose pode ser substituída, também, por uma fonte de carbono insolúvel, de baixo custo e de fácil obtenção, o bagaço de cana de açúcar. Em frascos sob agitação, a atividade de celulases e xilanases em cultivos com bagaço apresentaram atividade similar a cultivos contendo celulose cristalina. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-29T19:10:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Eliana Todero Ritter.pdf: 1645876 bytes, checksum: 6a9ed7c12fe070ac0185405e87dfc3f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-29T19:10:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Eliana Todero Ritter.pdf: 1645876 bytes, checksum: 6a9ed7c12fe070ac0185405e87dfc3f6 (MD5) / Cellulolytic enzymes have many uses, particularly in the food, textile, and paper industries. However, their major potential use is in the hydrolysis of cellulose a component of lignocellulosic residues for ethanol fuel production. Among the cellulase-producing microorganisms, mutants of the Trichoderma genus are the most studied and most widely used in the industry. Penicillium echinulatum mutants are also among those microorganisms currently being studied for cellulase production. The present study provides data on cellulase production by P. echinulatum in submerged culture in flasks under agitation and in stirred tank and internal circulation airlift bioreactors, in the presence of cellulose and sorbitol. Medium composition and supplementation timing of inducers and carbon sources, initially for flasks under agitation, were also studied. Assay conditions showing the best results in flasks were tested in bioreactors with mechanical agitation and airlift. Hydrodynamic conditions, such as flow speed and aeration in airlift bioreactor for cellulase production optimization, as well as medium formulations in bioreactor with mechanical agitation, with oxygen maintained at a minimum 20% saturation level, were studied. Enzymatic analyses of FPA (filter paper activity), β-glucosidase, endogluconase, and xylanase; biomass concentration; carbon source consumption; and pH variation were used as evaluation indicators. Results obtained in flasks under agitation showed that sorbitol might be used as a partial substitute of cellulose, in favor of enzymatic production and cultivation rheology. It was further observed that cellulose supplementation influences the enzymatic production in submerged cultures, and that lactose in association with sorbitol produces higher enzymatic titers. With regard to bioreactors, the best results were obtained with the airlift bioreactor for a medium containing 0.25% (w/v) sorbitol and 0.75% (w/v) cellulose, when compared to the bioreactor with mechanical agitation. Assays with 3-phase supplementation did not show any relevant results with regard to enzymatic production and volumetric productivity. Assays initiated with sorbitol and supplemented with cellulose showed better results when compared to those conducted in the batch-production model. Assays initiated with 0.25% (w/v) sorbitol showed higher volumetric productivity compared to those initiated with 1% (w/v) sorbitol. It was found that cellulose might be replaced by sugar cane bagasse, a low-cost and readily available source of insoluble carbon.

Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-11T11:53:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fatima Grasiela Pozzan.pdf: 445130 bytes, checksum: d3c7263c66d9b4d453854f63a7e25e14 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T11:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fatima Grasiela Pozzan.pdf: 445130 bytes, checksum: d3c7263c66d9b4d453854f63a7e25e14 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Pectinases são enzimas que atuam sobre a pectina, um polissacarídeo presente na parede celular vegetal. Estas enzimas são amplamente utilizadas em diversos segmentos industriais, como indústria de alimentos, sucos e vinhos, tecidos, papel, café e óleos, entre outras. As pectinases de uma cepa de Penicillium oxalicum isolada de casca de laranja foram estudadas. Investigamos o efeito na atividade de pectinases de diferentes resíduos agroindustriais como fonte de pectina, o melhor pH e temperatura para estimular a produção de poligalacturonases, pectina liases e pectinesterases. Procedemos a caracterização dos preparados enzimáticos otimizados para as três enzimas e suas aplicações para a extração de sucos de frutas. Investigamos ainda a produção das micotoxinas aflatoxina e ocratoxina. A produção máxima de poligalacturonase foi obtida com P. oxalicum cultivado em meio contendo casca de maracujá. Casca de laranja estimulou a atividade de pectinesterase e pectina liase. Demonstramos ainda que os preparados enzimáticos produzidos por P. oxalicum promovem a extração de sucos, de cor e reduzem a turbidez e a viscosidade dos sucos, tendo alto potencial de aplicação industrial. / Pectinases are enzymes that degraded pectin, a polysaccharide present in plant cell wall. These enzymes are used in different industrial applications, as in the production of juices and wines, degumming tissues, paper, coffee and oil. Pectinases from a strain of Penicillium oxalicum isolated from orange peel was studied. The effect of different agroindustrial residues as source of pectin, the best pH and temperature to improve polygalacturonase, pectin lyase and pectinesterase production where analyzed. We also characterized enzymatic extracts for three enzymes and its application for juice extraction. The production of mycotoxins, alflatoxin and ochratoxin from P.oxalicum were also analyzed. The maximum polygalacturonase production was achieved with P. oxalicum growing in a medium containing passion fruit peel; for pectinesterase and pectin lyase orange peel have highest activity. We demonstrate that enzymatic extracts produced by P. oxalicum promote the extraction of juice, color and reduced the turbidity and viscosity of juices, having industrial application potential.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo918_1.pdf: 580682 bytes, checksum: b12f10fa83b5ebe63b7d20c267f8d8cd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O querosene é um produto derivado da destilação do petróleo, formado por uma mistura de hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos. O presente trabalho objetivou avaliar o potencial de Aspergillus tamarii (UFPEDA 870), Curvularia lunata (UFPEDA 885), Penicillium aurantiogriseum (UFPEDA 884), P. corilophylum (UFPEDA 886)e P. griseofulvum (UFPEDA 880), isolados de uma lagoa poluída na região portuária de Suape, Pernambuco, em degradar o querosene. Inicialmente foi feito um ensaio primário de degradação utilizando o indicador redox 2,6 diclorofenol indofenol. Em seguida os fungos foram adaptados em concentrações crescentes de querosene (1% a 30%) e os produtos da degradação foram analisados por fitotoxicidade. Os fungos que se destacaram foram submetidos ao ensaio de bioestímulo, onde foram empregados três meios de cultura: Bushnell-Haas: tradicional (BH1) e modificados com relações carbono:nitrogênio de 50:1 (BH2) e de 100:1 (BH3). Nos ensaios preliminares A. tamarii e P.griseofulvum apresentaram menor tempo de mudança do indicador, com 14 horas de contato e ainda promoveram um efeito sinérgico para com as demais linhagens, quando em consórcio. Nos ensaios de adaptação, os mesmos cresceram em até 30% de querosene, enquanto que as demais linhagens não sobreviveram a concentrações superiores a 5% (C. lunata) ou produziram baixos teores de biomassa (P. aurantiogriseum e P. corilophyllum), a partir de 15%. Nos ensaios de fitotoxicidade, os resíduos da biodegradação por A. tamarii e por P. griseofulvum, causaram menor impacto às sementes de Brassica oleracea var. capitata (repolho roxo) até a concentração de 12%, obtendo-se 62,6% e 83,6% para o índice de germinação, respectivamente, embora todas as sementes tenham germinado. Para os resíduos degradados por C. lunata, P. aurantiogriseum e P. corilophyllum, as sementes não cresceram apenas germinaram, indicando toxicidade dos produtos da degradação. Os experimentos de bioestímulo realizados com A. tamarii e P. griseofulvum, mostraram maior degradação dos hidrocarbonetos alifáticos do querosene no meio de BH 1 para A. tamarii, enquanto que para P. griseofulvum a melhor composição de meio foi em BH 3. Os resultados obtidos destacam A. tamarii (UFPEDA 870) e P.griseofulvum (UFPEDA 880) como microrganismos promissores na biorremediação de ambientes impactados por querosene

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3089_1.pdf: 770384 bytes, checksum: 9c54cc6a2a126071254fd185f79c29bd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As colagenases são enzimas, obtidas a partir de procariotos e eucariotos, que clivam a cadeia protéica do colágeno em pH e temperatura fisiológicos. Estas enzimas são empregadas em diversas aplicações industriais com destaque para a indústria farmacêutica, onde são aplicadas no tratamento médico de feridas, cicatrizes e queimaduras. A proposta para a utilização do sistema de duas fases aquosas (SDFA) é devido à alta relação custo-benefício, baixa tensão interfacial, fácil escalonamento e a sua capacidade de purificar uma proteína em um ambiente rico em água (80-90%), o que favorece a estrutura protéica e retém assim a sua atividade biológica após purificação. Este trabalho visa à purificação de colagenase produzida por Penicillium aurantiogriseum (URM-4622) utilizando SDFA PEG/fosfato. O planejamento experimental (23) foi usado para selecionar as variáveis significativas no processo de purificação, e a massa molar do PEG (MMPEG), concentração do PEG (CPEG) e concentração do fosfato (CFOS) foram as variáveis estudadas. O sistema de duas fases aquosas foi composto de PEG 550, 1500 e 4000 g/mol nas concentrações de 15, 17,5 e 20% (m/m) e concentrações de fosfato de 12,5, 15 e 17,5% (m/m). As variáveis de resposta escolhidas foram: coeficiente de partição (K), rendimento de atividade (Y) e fator de purificação (PF). Os dados e gráficos obtidos passaram por análise estatística. Observou-se que PEG de massa molar 550 (g/mol) em concentração de 20% (p/p), concentração de fosfato 17,5% (p/p) e pH 6.0 foram as melhores condições para purificação de colagenase. Estas condições geraram um coeficiente de partição de 1,01, um rendimento de atividade de 242% e fator de purificação de 23,5. Os resultados mostraram que SDFA foi seletivo para colagenase e esta enzima particionou para a fase rica em polímero

Complexos celulolíticos possuem aplicações principalmente nas indústrias alimentícia, do vestuário e do papel; entretanto, seu uso de maior potencial é a hidrólise da celulose, componente dos resíduos lignocelulósicos, visando à produção do etanol. Dentre os microorganismos produtores de celulases, destacam-se os mutantes do gênero Trichoderma, que são os mais estudados e utilizados industrialmente. Mutantes de Penicillium echinulatum também estão entre os micro-organismos atualmente estudados para a produção de celulases. Neste trabalho, são apresentados dados de produção de celulases por P. echinulatum em cultivos submersos em frascos agitados e em biorreatores com agitação mecânica e airlift de circulação interna, na presença de celulose e sorbitol. A caracterização do meio e o tempo de adição do indutor e fontes de carbono também foram estudados, inicialmente, em frascos sob agitação recíproca. As condições que apresentaram os melhores resultados em frascos foram testadas em biorreatores com agitação mecânica e airlift. Estudaram-se condições hidrodinâmicas, como velocidade de fluxo e aeração em biorreator airlift para a otimização da produção de celulases, bem como composições de meios em biorreator com agitação mecânica, onde o oxigênio dissolvido foi mantido em níveis mínimos de 20% da saturação. Como indicadores de avaliação, foram realizadas análises enzimáticas de FPA (atividade sobre papel filtro), β-glicosidase, endoglicanase e xilanase; concentração de biomassa; consumo da fonte de carbono e variação do pH. Os resultados obtidos em frascos sob agitação mostraram que sorbitol, ao ser empregado como substituto parcial da celulose, apresenta vantagem na produção enzimática e na reologia do cultivo. Também, constatou-se que o tempo de adição da celulose influencia a produção enzimática em cultivos submersos e que a lactose, associada ao sorbitol, promove maiores títulos enzimáticos. Em relação ao uso dos biorreatores, verificaram-se melhores resultados em airlift para o meio contendo 0,25% (m/v) de sorbitol e 0,75% (m/v) de celulose, quando comparado ao biorreator com agitação mecânica. Ensaios com alimentação em três estágios não apresentaram resultados relevantes quanto à produção enzimática e à produtividade volumétrica. Testes iniciados com sorbitol e alimentados com celulose apresentaram melhores resultados com relação aos realizados em regime de batelada. Ensaios iniciados com 0,25% (m/v) de sorbitol apresentaram maior produtividade volumétrica quando comparados aos iniciados com 1% (m/v). Constatou-se que a celulose pode ser substituída, também, por uma fonte de carbono insolúvel, de baixo custo e de fácil obtenção, o bagaço de cana de açúcar. Em frascos sob agitação, a atividade de celulases e xilanases em cultivos com bagaço apresentaram atividade similar a cultivos contendo celulose cristalina. / Cellulolytic enzymes have many uses, particularly in the food, textile, and paper industries. However, their major potential use is in the hydrolysis of cellulose a component of lignocellulosic residues for ethanol fuel production. Among the cellulase-producing microorganisms, mutants of the Trichoderma genus are the most studied and most widely used in the industry. Penicillium echinulatum mutants are also among those microorganisms currently being studied for cellulase production. The present study provides data on cellulase production by P. echinulatum in submerged culture in flasks under agitation and in stirred tank and internal circulation airlift bioreactors, in the presence of cellulose and sorbitol. Medium composition and supplementation timing of inducers and carbon sources, initially for flasks under agitation, were also studied. Assay conditions showing the best results in flasks were tested in bioreactors with mechanical agitation and airlift. Hydrodynamic conditions, such as flow speed and aeration in airlift bioreactor for cellulase production optimization, as well as medium formulations in bioreactor with mechanical agitation, with oxygen maintained at a minimum 20% saturation level, were studied. Enzymatic analyses of FPA (filter paper activity), β-glucosidase, endogluconase, and xylanase; biomass concentration; carbon source consumption; and pH variation were used as evaluation indicators. Results obtained in flasks under agitation showed that sorbitol might be used as a partial substitute of cellulose, in favor of enzymatic production and cultivation rheology. It was further observed that cellulose supplementation influences the enzymatic production in submerged cultures, and that lactose in association with sorbitol produces higher enzymatic titers. With regard to bioreactors, the best results were obtained with the airlift bioreactor for a medium containing 0.25% (w/v) sorbitol and 0.75% (w/v) cellulose, when compared to the bioreactor with mechanical agitation. Assays with 3-phase supplementation did not show any relevant results with regard to enzymatic production and volumetric productivity. Assays initiated with sorbitol and supplemented with cellulose showed better results when compared to those conducted in the batch-production model. Assays initiated with 0.25% (w/v) sorbitol showed higher volumetric productivity compared to those initiated with 1% (w/v) sorbitol. It was found that cellulose might be replaced by sugar cane bagasse, a low-cost and readily available source of insoluble carbon.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3258_1.pdf: 1438184 bytes, checksum: e790e29b283dba1591294bf666c0a4fe (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / O inhame é uma cultura de importância econômica e social para a região nordeste do Brasil. A produção e exportação dessa Dioscoreaceae são igualmente afetadas por doenças e pragas no campo e armazenamento, especialmente pela podridão-verde , causada pelo fungo Penicillium sclerotigenum, microrganismo relacionado à produção da micotoxina patulina, um metabólito secundário. Diante deste fato, foi proposto um estudo de detecção do mencionado metabólito, em amostras de túberas comerciais de inhame da Costa, obtidas na Central de abastecimento de Pernambuco (CEASA-PE). Após a obtenção do isolamento do fungo e preservação por meio de três diferentes técnicas, os mesmos foram utilizados para inoculações artificiais de túberas sadias. Após o período de incubação, foram realizados ensaios moleculares por meio de PCR para detecção do gene idh da via de síntese da referida micotoxina, em três amostras de DNA, a saber: 1- isolado fúngico, 2- inhames naturalmente infectado e 3- inhame artificialmente infectado. Foi realizado ainda ensaio analítico por meio de CLAE nas referidas amostras. Os testes de PCR e CLAE foram positivos independente dos três de tipos de amostras utilizadas, em 65,6% indicando relação entre presença do gene idh no fungo ou inhame infectado, com produção da patulina. A metodologia de PCR para detecção do gene idh em inhame infectado mostrou-se sensível (10 a 30ng de DNA total incluindo o DNA do fungo), reprodutível (obtenção de mesmo resultado em diferentes reações de PCR para as mesmas amostras) e específico para detecção de espécies toxigênicas em inhame, por ter sido positivo apenas para P. sclerotigenum e negativo para outras espécies de Penicillium que infectam o inhame e que até o momento não foram registradas no Brasil

This project forms part of a collaborative effort between the marine natural products chemists at Rhodes University and the medical biochemists at the University of Cape Town’s School of Medicine. Our UCT collaborators tested the cytotoxicity of a group of toluhydroquinones and toluquinones (9-15) against the oesophageal cancer cell line WHCO1 and revealed that the triprenylated toluhydroquinone 11 and it’s oxidised analogue 12 were the most active. This thesis presents an investigation into the role of the polyprenyl side-chain in the cytotoxicity of compound 11 and it’s oxidised analogue 12 by synthesizing and testing the cytotoxicity of simplified analogues of this compound. The synthesis of the two ortho-prenylated toluhydroquinone analogues 5-methyl-2-[(2'E,6'E)-3',7' -dimethyl-2',6'-octadienyl]-1,4-benzenediol (19) and 5-methyl-2-[(2'E,6'E)-3',7',11'-trimethyl-2',6',10'-dodecatrienyl]-1,4-benzenediol (21) and their two ortho-prenylated toluquinone analogues, 5-methyl-2-[(2'E,6'E)-3',7'-dimethyl-2',6'-octadienyl]-2,5-cyclohexadiene-1,4-dione (20) and 5-methyl-2-[(2'E,6'E)-3',7',11'-trimethyl-2',6',10'-dodecatrienyl]-2,5-cyclohexadiene-1,4-dione (22) is described. Our initial attempts to couple geranyl bromide, farnesyl bromide and farnesal to the aromatic precursors m-cresol and 1,4-dimethoxy-2-methylbenzene using directed ortho-prenylation and phenoxide carbon-alkylation were unsuccessful. The four target analogues were eventually synthesized via the initial metal halogen exchange reaction between 1-bromo-2,5-dimethoxy-4-methylbenzene and geranyl bromide/farnesyl bromide using n-BuLi and TMEDA in ditheyl ether at 0 °C to yield 92 and 104 respectively in moderate yield. The demethylation of both compounds preceded smoothly using AgO giving the target analogues 20 and 22 in good yield (approx. 90 %). The reduction of quinones 20 and 22 with sodium dithionite gave 19 and 21 in quantitative yield. The synthesis reported here is the first regioselective synthesis of these compounds. The anti-oesophageal cancer activity of 19-22 and two commercially available non-prenylated analogues 17 and 18 were tested against WHCO1. The conclusion drawn from the anti-oesophageal cancer study was that the polyprenyl side-chain plays a negligable role in the cytotoxicity of compounds such as 11 and 9 against the oesophageal cancer cell line WHCO1.

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