Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Sindelia Freitas Azzoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bussamra_BiancaConsorti_M.pdf: 2624016 bytes, checksum: d09caf6db1941dc3b8ff17c802bb5ddb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O alto custo da hidrólise enzimática para a conversão de biomassa lignocelulósica é um problema recorrente que limita a produção de bioetanol a partir desta fonte renovável e altamente energética. Muitos fatores afetam a eficiência do processo de hidrólise, como a recalcitrância do substrato lignocelulósico, eficiência do pré-tratamento, proporções e cargas das enzimas, inibidores e perda de atividade devido à adsorção não específica. Somado a estes fatores, o alto custo de produção de coquetéis enzimáticos limita a carga enzimática, o que contribui para a inviabilização técnica e econômica do processo. Dentre as abordagens consideradas promissoras para otimizar a reação de hidrólise, pode-se destacar o desenvolvimento de coquetéis artificiais bem balanceados envolvendo diferentes classes de enzimas. Este projeto estuda coquetéis enzimáticos otimizados para a hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado, onde as enzimas provieram tanto de fonte comercial quanto de cultivos microbianos (Trichoderma reesei e Escherichia coli geneticamente modificada), seguidas de purificação. Planejamento experimental de mistura lattice simplex, seguido de planejamento fatorial, foram utilizados para a otimização da proporção enzimática. Em ambos os experimentos, a concentração de glicose liberada (g/L) foi a resposta avaliada. A fim de se reduzir o consumo de reagente, as hidrólises foram conduzidas em escala reduzida, cuja metodologia foi validada neste trabalho. A mistura enzimática otimizada, compreendida da fração T. reesei (80%), endoglucanase (10%) e ?-glicosidase (10%), foi capaz de converter 68,36% ± 5,57 da celulose contida no bagaço hidrotérmico, enquanto que os coquetéis comerciais Cellic CTec H2 e Celluclast converteram 70,43% ± 5,03 e 49,11% ± 0,49 do mesmo material, respectivamente, sob as mesmas condições de operação. Desta forma, este trabalho contribuiu com a identificação de atividades necessárias e de suas proporções ótimas para melhorar o coquetel enzimático de T. reesei, resultando no aumento da conversão do bagaço hidrotérmico. As estratégias de purificação de proteínas e análises de planejamento experimental e de sinergismo podem ser empregadas para a obtenção de coquetéis melhorados feitos sob medida para a hidrólise de outros materiais / Abstract: The high cost of converting lignocellulose by enzymatic hydrolysis is a recurring problem that limits the production of bioethanol from a renewable and highly energetic source. Many factors affect the efficiency of the hydrolysis process, such as lignocellulosic substrates recalcitrance, pretreatment efficiency, enzyme ratios and loadings, inhibitors and non-productive adsorption. Furthermore, the high production costs of enzyme cocktails limit the enzyme loads, which contribute to technical and economic infeasibility of this process. Among the promising approaches to optimize hydrolysis reaction, there is the development of well-balanced cocktails involving different classes of enzymes. This project studies optimized enzyme cocktails for hydrolysis of pretreated sugar cane bagasse, where the enzymes were provided from both commercial source and microorganism cultivation (Trichoderma reesei and genetically modified Escherichia coli), followed by purification. Experimental simplex lattice design, followed by factorial design, were performed to optimize the enzymatic proportion. In both experiments, released glucose concentration was the result evaluated. To reduce reagent consumption, the hydrolysis was carried out in micro assays scale, which methodology was validated in this study. The optimized enzyme mixture, comprised of T. reesei fraction (80%), endoglucanase (10%) and ?-glucosydase (10%), was capable of converting 68,36% ± 5,57 of the cellulose present in hydrothermal pretreated bagasse, whereas commercial cocktails Cellic CTec H2 and Celluclast converted 70,43% ± 5,03 e 49,11% ± 0,49 of the same material, respectively, under the same conditions. Thus, the work reported here contributed to the identification of needed activities and their optimal proportions to improve T. reesei enzymatic cocktail, enhancing hydrothermal bagasse conversion. Protein purification strategies and analyses of experimental design and synergism can be used to obtain improved cocktails to hydrolyze other materials / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-05T17:40:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6835796 bytes, checksum: 0e0dc2ea0ac955e870d5d929d75f76d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-05T17:40:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6835796 bytes, checksum: 0e0dc2ea0ac955e870d5d929d75f76d9 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Mato Grosso / Os objetivos deste trabalho foram conhecer o potencial produtivo de Tectona grandis L.f.(teca) no Estado de Mato Grosso, avaliar o crescimento e a produção, identificar a idade técnica de desbaste (ITD) em povoamentos de teca em diferentes espaçamentos e arranjos e, propor metodologias com diretrizes para planejamento, implantação, coleta e análise de dados de experimentos a campo envolvendo teste de procedências, espaçamentos, preparo do solo, fertilização, controle da matocompetição, desrama e desbaste. O potencial produtivo foi avaliado com base no zoneamento climático, edáfico, fisiográfico e edáfico+climático+fisiográfico, elaborado com o emprego de Processo Analítico Hierárquico (AHP), e na modelagem, utilizando Redes Neuronais Artificiais (RNA). O crescimento, a produção e a ITD foram avaliados utilizando dados provenientes de experimentos com teca envolvendo 12 espaçamentos e arranjos espaciais, no município de Água Boa-MT. Utilizou-se o modelo de Gompertz para modelagem do crescimento e produção, a função Weibull para modelagem da distribuição de diâmetros (MDD) e a ITD foi identificada pelo método dos ingressos percentuais (MIP), empregando o modelo expolinear. Fatores climáticos restringem menos o cultivo da teca no Estado de Mato Grosso, se comparado aos fisiográficos e, principalmente, edáficos, que limitam o potencial produtivo no Estado. O zoneamento com base na metodologia da AHP é adequado para definir classes de aptidão da teca. RNA foram eficientes para expressar o potencial produtivo apenas para locais onde há dados observados de produtividade. A altura total das árvores foi pouco influenciada pelos espaçamentos e arranjos, ao passo que o diâmetro médio, área basal e volumes individuais foram superiores nos maiores espaçamentos. A estagnação do crescimento ocorreu mais cedo nos espaçamentos mais adensados. A cultura da teca ainda carece de informações técnicas e científicas sobre a silvicultura da espécie envolvendo exigências climáticas, edáficas e fisiográficas, além de regimes de manejo apropriados. Estas informações são importantes, pois diminuem o empirismo na aplicação de práticas silviculturais e na escolha de locais para plantio, que têm sido apontados como responsáveis pelos baixos índices de produtividade da cultura no Estado de Mato Grosso. Ao realizar pesquisas envolvendo estes e outros objetivos, de modo a produzir resultados confiáveis e com nível científico desejado, é preciso que as informações das variáveis estudadas sejam provenientes de experimentos planejados, consistentes e analisadas por meio de métodos estatísticos adequados. / The objectives of this study were: to assess the productive potential of Tectona grandis L. f. (teak) in the State of Mato Grosso, Brazil; to evaluate the growth and yield, and to identify the technical age of thinning (TAT) in teak stands in different spacings and arrangements; and to propose methodologies with guidelines for the planning, installation, conduction and evaluation of teak field experiments involving provenance trials, spacings soil preparation, fertilization, weed control, pruning and thinning. The productive potential was evaluated based on climatic, edaphic, physiographic and combined climatic+edaphic+physiographic zonings, produced with Analytic Hierarchy Process (AHP), and based on modeling using Artificial Neural Networks (ANN). The growth of production and TAT was assessed using data from experiments involving 12 spacings and spatial arrangements in the municipality of Água Boa, Mato Grosso, Brazil. We used the Gompertz function to model growth and yield, the Weibull function was used for the diameter distribution modeling (DDM) and the TTA was determined through the Method of the Percent Entries (MPE), using the expolinear function. Climatic factors are less restrictive to the cultivation of teak compared to physiographic and, mainly, edaphic factors, which were shown to constrain the productive potential of this species in the state of Mato Grosso. The zoning based on AHP methodology was appropriate to set suitability classes for the cultivation of teak. RNA were efficient to express the productive potential only for areas where there is observed productivity data. The total tree height was little influenced by the spacing and arrangement, while the average diameter, basal area and individual volumes were greater in the widest spacings. The stagnation of growth occurred earlier in the narrowest spacings. The culture of teak still lacks technical and scientific information about silviculture, involving climatic, soil and physiographic requirements, and about appropriate management regimes. This information is important because it reduces the empiricism in applying silvicultural practices and the choice of sites for planting, which have been identified as responsible for the low productivity of this culture in the state of Mato Grosso. When conducting research involving these and other objectives, in order to produce reliable results and desired scientific level, it is necessary that the information of the variables come from consistent and planned experiments, analyzed using appropriate statistical methods.

Orientador: Helena Teixeira Godoy / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cerro-Quintana_RominaSofia_M.pdf: 1888892 bytes, checksum: a00d1cae4aa4bb2ed11521b4f17bba31 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O milho roxo (Zea mays L.) é uma variedade diferenciada de milho que cresce naturalmente no Peru e tem sido tradicionalmente usado para o preparo de sobremesas e sucos, devido à intensa coloração presente no sabugo e no pericarpo dos grãos. Além disso, publicações científicas recentes têm avaliado e demonstrado a presença de antocianinas e outros compostos fenólicos em grande quantidade tanto nos grãos quanto no sabugo, os quais apresentam propriedades que podem melhorar algumas funções físicas do organismo, e até ajudar na prevenção e combate de doenças degenerativas. Neste trabalho, se otimizou um método de extração do pigmento do sabugo do milho roxo, por meio de planejamentos experimentais e análise de superfícies de resposta, nos quais foram estudados os efeitos de variáveis como, tipo de solvente, composição do solvente, pH, tempo e temperatura de extração, número de extrações e massa de amostra, sobre o teor de antocianinas monoméricas totais, fenólicos totais, índice de atividade antioxidante e rendimento total do extrato. As superfícies de resposta obtidas indicaram a água como melhor solvente extrator nas condições de pH 4, 60 minutos de extração a 50°C, 3 extrações subseqüe ntes e 1 g de amostra. Uma vez validadas as condições de extração dos pigmentos, os mesmos foram analisados por meio da técnica de espectrometria de massas, com a finalidade de identificar as antocianinas presentes neles, por serem estas os compostos de destaque na amostra. Foram identificadas 9 antocianinas: cianidina-3-o-glicosídio, pelargonidina-3-o-glicosídio, peonidina-3-o-glicosídio, cianidina-3(6¿malonilglicosídio), pelargonidina-3(6¿malonilglicosídio), peonidina-3(6¿malonilglicosídio), cianidina-3(3¿,6¿dimalonilglicosídio), peonidina-3(3¿,6¿dimalonilglicosídio) e pelargonidina-dimalonilglicosídio, sendo que a presença desta última antocianina não foi relatada anteriormente em pesquisas realizadas nesta matriz. Por último, aplicou-se o extrato liofilizado obtido nas condições otimizadas em três sistemas alimentares (gelatina, suco instantâneo e bebida isotônica) em diferentes concentrações, com a finalidade de verificar a estabilidade e vida de prateleira do pigmento como corante natural, assim como, o poder tintorial ao ser comparado com amostras comerciais contendo corantes sintéticos. A cor foi avaliada pelo sistema CIEL*a*b* através dos parâmetros L*, h, C* e _E. Os resultados mostraram que o pigmento extraído foi estável por 7 dias nas amostras de gelatina e suco instantâneo, conservadas a temperaturas de refrigeração e com incidência ocasional de luz, enquanto à bebida isotônica, o extrato mostrou diferenças significativas na coloração final observada depois de 16 dias de estocagem a temperatura ambiente e sob intensa iluminação. Ao serem avaliadas as concentrações do pigmento e comparadas com os produtos comercias com corantes sintéticos, observou-se que nenhuma das concentrações aplicadas na gelatina foram o suficiente intensas para alcançar a coloração padrão, também foi observado que as concentrações 0,5 e 0,8 mg/mL testadas na bebida isotônica se mostraram diferentes, mas, muito próximas da cor apresentada pelo padrão, enquanto que, para o suco instantâneo a concentração de 0,8 mg/mL foi suficiente para se aproximar e reproduzir a tonalidade apresentada pela amostra padrão, demonstrando que para esta matriz a substituição do corante sintético pelo natural é uma opção viável / Abstract: Purple corn (Zea mays L.) is a peculiar variety of corn that normally grows in Peru and has been traditionally used for desserts and drinks, due to the intense color presented on the cob and grains¿ pericarp. Recent scientific publications have evaluated and demonstrated the presence of anthocyanins and other phenolic compounds in large quantities in grains and cobs of purple corn, which have properties that might improve some physical functions of the body, and help to prevent and fight degenerative diseases. On this job was optimized a extraction method of purple corncob pigment using design of experiments and surface response analysis, where were studied some variable¿s effects as, kind of solvent, solvent¿s composition, pH, extraction¿s time and temperature, number of extractions, sample mass, over total monomeric anthocyanin content, total phenolics content, antioxidant activity index and total extract yield. Response surfaces showed water as the best extraction solvent on the next conditions: pH 4, 60 minutes of extraction, 50 °C, 3 extractions and 1 gram of sample. Once that the best condition was validated, the pigment was analyzed with mass spectrometry technique with the aim of identify the presents anthocyanins at the sample, due they are the most important compounds in this matrix. Were identified 9 anthocyanins, cyanidin-3-o-glucoside, pelargonidin-3-o-glucoside, peonidin-3-oglucoside, cyanidin-3(6¿malonylglucoside), pelargonidin-3(6¿malonylglucoside), peonidin-3(6¿malonylglucoside), cyanidin-3(3¿6¿dimalonylglucoside), peonidin-3(3¿6¿dimalonylglucoside) and pelargonidin-dimalonylglucoside, since this last anthocyanin has not been mentioned in previous papers about this matrix. Finally, the pigment obtained with the optimized conditions of extraction was applied in three food systems (gelatin, instant juice and an isotonic soft drink) in different concentrations, with the objective of verify the pigment stability and shelf-life time once that is applied as a natural pigment, as well as, the evaluation of the tintorial strength when compared with synthetics samples. Visual color was evaluated with CIEL*a*b* system through L*, h, C* and _E parameters. The results showed the purple corncob pigment is stable for 7 days of evaluation on gelatin and instant juice samples, when conserved at refrigerated temperatures and occasional illumination. When pigment concentrations were evaluated and compared with synthetics products, was observed that no one of the concentrations applied on gelatin were enough intense to reach the standard color. Was observed as well that, concentrations of 0,5 and 0,8 mg/mL tested on isotonic soft drink showed significant difference on color parameters, but pretty close to the standard¿s ones, in addition, 0,8 mg/mL concentration of instant juice color parameters matched with the standard ones, demonstrating that, for this matrix, purple corncob pigment is a great and stable substituent for artificial color additives in dairy products / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Hélia Harumi Sato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T13:38:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_RuannJanserSoaresde_D.pdf: 3791426 bytes, checksum: 08b166335935f4a40427f1ddea405399 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo utilizar a técnica de delineamento experimental de misturas como estratégia para a produção de proteases por Aspergillus niger LBA02 em fermentação semissólida utilizando formulações contendo diferentes resíduos agroindustriais e produção de hidrolisados proteicos com atividades biológicas e funcionais utilizando a hidrólise enzimática simultânea de proteínas de diferentes fontes. Efeitos sinérgicos e significativos entre as misturas quaternárias de farelo de trigo, farelo de soja, farelo de algodão e casca de laranja foram observados durante a fermentação de A. niger LBA02, atingindo aumentos de 33,7, 7,6, 30,8 e 581,7%, respectivamente, na produção de proteases em comparação com os substratos utilizados de forma isolada. O estudo das características bioquímicas das preparações enzimáticas mostrou que a linhagem de A. niger LBA02 foi capaz de secretar diferentes tipos de proteases em resposta a cada substrato. De um modo geral, as proteases apresentaram atividade ótima a 50 °C e na faixa de pH de 3 a 4. As maiores diferenças entre as preparações de proteases foram observadas para os parâmetros cinéticos e termodinâmicos de ativação e inativação térmica. Na hidrólise enzimática de misturas contendo proteína isolada de soja, proteínas do soro de leite e da clara de ovo utilizando a preparação comercial Flavourzyme® 500L foram observados efeitos sinérgicos entre as formulações contendo misturas binárias ou ternárias, para vários parâmetros. Para atividade antioxidante determinada pelo método DPPH, a mistura contendo proteínas do soro de leite e proteínas da clara de ovo apresentaram aumentos de 45,1 e 37,3% na atividade, quando comparada aos hidrolisados obtidos com as duas fontes de forma isolada, respectivamente. Entre as propriedades funcionais, a capacidade emulsificante foi a que apresentou maior efeito sinérgico, onde os hidrolisados contendo a mistura ternária de proteína isolada de soja, proteínas do soro de leite e da clara de ovo, alcançaram valores 2 a 12 vezes superiores, em relação aos hidrolisados obtidos de forma isolada. A determinação da atividade anti-adipogênica dos hidrolisados revelou que o tratamento de células pré-adipócitas 3T3-L1 com a mistura binária de proteínas do soro de leite e da clara de ovo na concentração de 1.200 ppm reduziu o acúmulo relativo de lipídeos nas células em até 47,9%. Em relação à atividade antimicrobiana, a linhagem de Staphylococcus aureus ATCC 6538 foi a única que apresentou inibição do crescimento quando cultivada em meio suplementado com uma mistura binária de proteína isolada de soja e proteínas da clara de ovo não hidrolisadas, resultando em inibição de 16,82%. Os hidrolisados obtidos com misturas binárias de proteínas do soro de leite e da clara de ovo ou proteína isolada de soja e soro de leite estimularam o crescimento de bactérias lácticas e probióticas, resultando em aumentos de 29,4 a 100% comparados aos meios não suplementados. A utilização de composições contendo diferentes preparações comerciais de proteases para hidrólise de proteína isolada de soja e estudo da atividade antioxidante mostrou diferentes resultados para cada método utilizado. Para inibição dos radicais DPPH, os hidrolisados obtidos com Flavourzyme® 500L combinada com Alcalase® 2.4L mostraram o maior efeito sinérgico, com aumentos de 10,9 e 13,2% da atividade antioxidante, em comparação aos hidrolisados produzidos com as enzimas isoladas. Os hidrolisados obtidos utilizando a mistura ternária de Flavourzyme® 500L, Alcalase® 2.4L e YeastMax® A apresentaram o maior poder de inibição da auto-oxidação do ácido linoleico / Abstract: This study aimed to use the mixture experimental design technique as a strategy to produce proteases by Aspergillus niger LBA02 under solid state fermentation, using formulations containing different agroindustrial wastes. It also aimed to produce protein hydrolysates with biological and functional activities using the simultaneous enzymatic hydrolysis of proteins from the different sources. Synergistic and significant effects between the quaternary mixtures of wheat bran, soybean meal, cottonseed meal and orange peel were observed during fermentation by A. niger LBA02, reaching increases of 33.7, 7.6, 30.8 and 581.7%, respectively, for the production of proteases as compared to the isolated substrates. The study of the biochemical properties of the enzyme preparations showed that the strain of A. niger LBA02 was able to secrete different types of proteases in response to each substrate. In general, the proteases showed optimal activity at 50 °C in the pH range from 3 to 4. The major differences between the protease preparations were observed for the kinetic and thermodynamic parameters of thermal activation and inactivation. In the enzymatic hydrolysis of mixtures containing soy protein isolate, bovine whey protein and egg white protein using the commercial preparation FlavourzymeTM 500L, synergistic effects were observed for various parameters between formulations containing binary or ternary mixtures,. For antioxidant activity as determined by the DPPH assay, the mixture containing bovine whey protein and egg white protein showed increases of 45.1 and 37.3% in their activities as compared to hydrolysates obtained with the isolated proteins, respectively. Of the functional properties, the emulsifying capacity showed the greatest synergistic effect, the hydrolysates containing the ternary mixture of soy protein isolate, bovine whey protein and egg white protein, showing increases ranging from 2 to 12-fold as compared to the hydrolysates obtained using isolated substrates. The determination of the anti-adipogenic activity of the hydrolysates indicated that the treatment of 3T3-L1 preadipocyte cells with 1200 ppm of the mixture containing bovine whey protein and egg white protein reduced the relative lipid accumulation to 47.9%. With respect to antimicrobial activity, the strain of Staphylococcus aureus ATCC 6538 was the only one which showed growth inhibition when cultivated in a medium supplemented with a non-hydrolyzed binary mixture of soy protein isolate and egg white protein, resulting in inhibition of 16.82%. The hydrolysates obtained with binary mixtures of bovine whey protein and egg white protein or soy protein isolate and bovine whey protein stimulated the growth of probiotic and lactic acid bacteria, reaching increases from 29.4 to 100% when compared to non-supplemented media. The use of formulations containing various commercial preparations of proteases for the hydrolysis of soy protein isolate and the study of antioxidant activities showed different results for each method. For DPPH radical scavenging, the hydrolysates obtained with FlavourzymeTM 500L combined with AlcalaseTM 2.4L showed greater synergistic effects, with increases of 10.9 and 13.2% in antioxidant activity as compared to the hydrolysates produced with individual enzymes. The hydrolysates obtained from ternary mixtures of FlavourzymeTM 500L, AlcalaseTM 2.4L and YeastMaxTM A showed the greatest power of inhibition of linoleic acid autoxidation / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

O ambiente Antártico é caracterizado por condições ambientais restritivas de clima, hábitat e biogeografia. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade de leveduras em amostras marinhas e terrestres do ambiente Antártico, além da prospecção de lipases que atuem em processos que requerem baixas e moderadas temperaturas. De acordo com os resultados obtidos, 97 leveduras foram recuperadas por semeadura em meio de cultura PDA e YMA a partir de diferentes amostras coletadas na OPERANTAR XXVIII (verão 2010), das quais foram identificados 12 gêneros e 21 espécies. Destas, 45 apresentaram atividade de lipase e duas foram selecionadas para o ensaio de otimização da produção enzimática: C. laurentii L59 e L. scotti L117. A extração de lipase de L. scottii L117 foi avaliada por Sistema de Duas fases Aquosas e o sistema micelar utilizando TX-114 foi o mais eficiente para purificação parcial desta enzima. Por fim, a avaliação da diversidade das 405 leveduras isoladas de macroalgas e liquens (coletadas na OPERANTAR XXXII no verão de 2013) revelou a ocorrência de 24 taxons de leveduras a partir das amostras de macroalgas e 18 taxons a partir das amostras de liquens, sendo apenas cinco espécies comuns a estes dois substratos. / The Antarctic continent is characterized by restrictive environmental conditions of climate, habitats and biogeography. In this sense, the objective of this study was to evaluate the diversity of yeasts in marine and terrestrial samples of the Antarctic environments, as well as the propspecting of lipases that can act in proceses that require low and moderate temperatures. According to the results, 97 yeasts were recovered from different samples collected in OPERANTAR XXVIII (summer 2010), representing 21 different species. Among them, 45 showed lipase activity and two were selected for the optimization of enzyme production: C. laurentii L59 and L. scotti L117. Extraction of L. scottii L117 lipase was assessed by Aqueous Two-Phase System and the micellar system TX-114 was the most efficient for partial enzyme purification. Finally, the diversity evaluation of 405 isolates from seaweeds and lichens (collected in XXXII OPERANTAR, summer of 2013) revealed the occurrence of 24 taxa from macroalgae samples and 18 taxa from lichens samples, being only five substrates common to these two substrata.

A produção de biofármacos segue um crescente interesse industrial e social. Atualmente existem vários tipos de tratamento contra o câncer, porém, a maioria desses tratamentos não atua unicamente no alvo terapêutico. Um estudo realizado por pesquisadores do Instituto Butantan identificou uma proteína com ação anticoagulante e antitumoral, codificada por um gene proveniente das glândulas salivares do carrapato Amblyoma cajennense . Esse gene foi inserido em um plasmídeo e expresso com sucesso na bactéria Escherichia coli BL21DE3. Estudos pré-clínicos mostraram que a injeção in vivo de Amblyomin-X reduziu a formação de massa tumoral induzida por células de melanoma B16F10 em camundongos. Este trabalho contempla o estudo das condições de cultivo para obtenção da proteína Amblyomin-X com a linhagem Escherichia coli BL21DE3 recombinante em biorreatores. Para se determinar a melhor condição de biossíntese da proteína recombinante Amblyomin-X estabeleceu-se uma estratégia de cultivo para a etapa de crescimento do microrganismo e estudaram-se três diferentes fatores na etapa posterior à do crescimento microbiano, ou seja, na etapa de biossíntese da proteína: i) a concentração do indutor IPTG (Isopropil β-D-1-tiogalactopiranosídeo) no momento de indução da proteína; ii) a temperatura de cultivo durante a etapa de biossíntese da proteína; e iii) a concentração celular no início da etapa de biossíntese da proteína. Para a realização dos ensaios foi proposto um planejamento experimental delineamento composto central rotacional (DCCR) escolhido para os três fatores em estudo e resultou na condução de 17 ensaios. Os ensaios foram realizados com a estratégia de condução proposta, mantendo o valor de &#956x entre 0,20 e 0,23 h-1 na etapa de batelada alimentada, o que possibilitou atingir a concentração celular desejada com a formação de ácido acético em concentrações não inibitórias. Como resultado do planejamento experimental, a obtenção dos valores ótimos dos fatores para a etapa de produção da proteína: temperatura de 38 °C, concentração celular de 35,27 g/L e concentração do indutor IPTG de 0,10 mM resultou em um protocolo de processo que obteve 8,07 g/L de proteína recombinante, valor máximo obtido e validado. / The production of biopharmaceuticals follows an increasing industrial and social interest. Currently there are several types of cancer treatment, however, most of these treatments do not only act on the therapeutic target. A study by researchers at the Butantan Institute identified a protein with anticoagulant and antitumor action, encoded by a gene from the salivary glands of the Amblyoma cajennense tick. This gene was inserted into a plasmid and successfully expressed on the bacterium Escherichia coli BL21DE3. Preclinical studies have shown that the in vivo injection of Amblyomin-X reduced the tumor mass formation induced by B16F10 melanoma cells in mice. This work includes the study of the culture conditions to obtain Amblyomin-X protein with the recombinant Escherichia coli strain BL21DE3 in bioreactors. In order to determine the best biosynthesis condition of the recombinant Amblyomin-X protein, a culture strategy was established for the growth stage of the microorganism and three different factors were studied in the post-microbial growth stage, that is, in the biosynthesis stage of the protein: i) the concentration of the IPTG (Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) inducer at the time of induction of the protein; ii) the culture temperature during the protein biosynthesis step; and iii) the cell concentration at the beginning of the protein biosynthesis step. For the accomplishment of the tests it was proposed an experimental design - central rotational compound design (DCCR) - chosen for the three factors under study and resulted in the conduction of 17 tests. The tests were performed with the proposed conduction strategy, maintaining the value of µ &x between 0.20 and 0.23 h-1 in the fed batch stage, which allowed to reach the desired cellular concentration with the formation of acetic acid in non-inhibitory concentrations. As a result of the experimental design, obtaining the optimum values of the factors for the protein production step: temperature of 38 °C, cell concentration of 35.27 g/L and concentration of the IPTG inductor of 0.10 mM resulted in a process protocol which obtained 8.07 g / L of recombinant protein, maximum value obtained and validated.

Haemophilus influenzae b (Hib) é uma bactéria patogênica causadora de pneumonia e meningite. Sua cápsula polissacarídica (PRP) é considerada como principal fator de virulência e utilizada como antígeno vacinal. Hib é fastidioso e requer micronutrientes para seu desenvolvimento. A finalidade deste trabalho é estabelecer o meio quimicamente definido para desenvolvimento de Hib e produção de PRP. Inicialmente, definiu-se um meio a partir de dados da literatura. Este meio foi estudado através do delineamento de Plackett-Burman de 44 ensaios, obtendo-se valores máximos de DO540nm de 5,0 UA, e 227,7 mg/L de PRP. A análise estatística revelou que EDTA, NH4Cl, Cys e PVA podem ser removidos do meio sem impactar os parâmetros estudados e que Glm, Hipoxantina, Inosina, Tiamina, Hemina e Tween 80 apresentam efeito significativo positivo para produção de PRP. Analisando os meios estudados, foi possível verificar que a composição do E44 possibilitou produzir o PRP a US$ 16,50/g, sendo considerado o meio quimicamente definido estabelecido neste trabalho. / Haemophilus influenzae b (Hib) is a pathogenic bacterium that causes pneumonia and meningitis. Its capsular polysaccharide (PRP) is considered as a major virulence factor and used as vaccine antigen. Hib is fastidious and requires micronutrients for its development. The purpose of this study is to establish the chemically defined medium for Hib development and PRP production. Initially, a medium was defined based in the literature. This medium was studied by the Plackett-Burman design of 44 trials, achieving maximum values of DO540nm of 5.0 AU and 227.7 mg / L of PRP. Statistical analysis revealed that EDTA, NH4Cl, Cys and PVA can be removed from the medium without impacting the parameters studied and Glm, Hypoxanthine, Inosine, Thiamine, Tween 80 and Hemin exhibit significant positive effect on the PRP production. Analyzing the studied media, it was possible to verify that the composition of E44 enabled to produce PRP to $ 16.50/g, being considered the chemically defined medium established in this work.

Contaminantes orgânicos há tempos são normalmente encontrados em baixíssimas concentrações no meio ambiente. Compostos orgânicos monoaromáticos, derivados dos subprodutos do petróleo, frequentemente são encontrados próximos a postos de combustíveis, onde há constantes vazamentos nos tanques de armazenamento. Poluentes emergentes, como exemplo os fármacos, também são temas constantes de pesquisas, devido à baixa taxa de degradação dos mesmos, mesmo após submetidos a sistemas de tratamento convencionais. Assim, a busca por técnicas de remediação, que visem a completa remoção de poluentes em baixas concentrações e metodologias analíticas que permitam o isolamento e detecção de tais compostos se torna essencial. Esse trabalho tem como uma de suas finalidades otimizar e aplicar um sistema de remoção de compostos orgânicos monoaromáticos presentes em solo, utilizando CO2 no estado supercrítico. A SPME-GC-MS foi otimizada e validada para a etapa de extração, com separação e quantificação por GC-MS dos contaminantes remanescentes após o solo ser submetido ao processo de remediação. Outro etapa do projeto, está relacionada com a determinação de sulfonamidas em lodo de esgoto. Para isso, um método rápido, fácil, barato e robusto de extração foi otimizado e validado, obtendo bons limites de quantificação (10-25 ng g-1) e detecção (4-9 ng g-1), com precisão e exatidão satisfatórios, de acordo com os valores estabelecidos pela ANVISA. Ainda com o propósito de determinar sulfonamidas em lodo de esgoto, um método LC online foi desenvolvido. A finalidade é promover o clean-up da matriz e extração dos analitos em um sistema de extração em fase sólida capilar online. Para isso, fez uso de duas colunas capilares (530 µm x 6,0 cm) dispostas em série, inseridas em um sistema cromatográfico capilar acoplado a detecção por espectrometria de massas. A primeira coluna teve como finalidade a retenção de interferentes presentes na amostra utilizando para isso, uma fase polimérica Strata-X. Já a segunda coluna, extraiu as sulfonamidas de interesse utilizando, para isso, uma fase polimérica aniônica Oasis Max. O extrato inserido no sistema de extração em fase sólida onlineera composto por 100 % solvente orgânico (acetonitrila); utilizando diferentes porcentagens de acetonitrila na etapa de carregamento, foi possível realizar clean-up adequado da amostra. A eluição dos analitos foi feita utilizando-se fase móvel acidificada. Com esse sistema, melhorou-se em até 30 % a extração de alguns compostos. Todos os métodos de preparo de amostra utilizados no trabalhos seguem a tendência atual sugerida pelo conceito do green chemistry. / The determination of organic contaminants in environmental matrices has long been a challenge for the scientific community, due to the very low concentrations they are present. Monoaromatic organiccompounds derived from petroleum sub-products are still a concern, because they are often found in environmental sites near gas stations, where there are constant leaks in storage tanks. Emerging pollutants,which include personal care products and pharmaceuticals, are also constant subject of research due to their low degradation rate, even after conventional treatment systems. Moreover, the research forremediation techniques aimed at complete removal of pollutants at low concentrations, as weel as new analytical methodologies for isolation and detection of such compounds are, both, essential. This workaims to optimize and apply a system to remove monoaromatic organic compounds present in soil, using CO2 in the supercritical state. As an analytical tool, SPME was optimized and validated with separation and quantification by GC-MS of selected contaminants remaining after the remediation process. Another research work developed is related to the determination of sulfonamides in sewage sludge.Firstly a methodology based on QuEChERS extraction method was optimized and validated, obtaining good results as limits of quantification, LOQ (10-25 ng g-1) and detection, LOD (4-9 ng g-1) withsatisfactory accuracy and precision, according to the values established by ANVISA. Still working to determine sulfonamides in sewage sludge, a new online sample preparation method was developed. Thepurpose of this method is to promote the matrix clean-up and concentration analytes in a capillary SPE system. It was used two capillary columns (500 µm x 6.0 cm) arranged in series in a capillarychromatographic system coupled to mass spectrometry. The first column was intended to retain interferences present in the sample, using a Strata-X polymer phase. The second column extracted sulfonamidesof interest, making use of an anionic polymer phase (Oasis MAX). The extract inserted in the online SPE system was composed of 100% organic solvent (acetonitrile); using different percentages of ACNwith appropriately pH at the loading stage, it was possible to achieve a satisfatory sample clean-up. The elution of the analytes was performed using an acidified mobile phase. This system improved by up to30% extraction yield of some compounds. All sample preparation methods used in the works follow the current trend suggested by the green chemistry concept.

A nanotecnologia tem sido aplicada para o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações inclusive na inativação de patógenos. As nanopartículas de sílica (npSi) destacam-se pela alta área superficial, facilidade na alteração da superfície para aumento da eficiência adsortiva, penetrabilidade e toxicidade para bactérias gram-negativas sendo biocompatíveis para células de mamíferos e mais foto-estáveis que a maioria dos compostos orgânicos. Devido as suas vantagens, as npSi podem ser usadas para veicular fotossensibilizadores (FSs) uma vez que permitem sua utilização em solução aquosa em que os FSs geralmente são insolúveis. Além disso, o uso de FSs em vez de antibióticos, permite a inativação microbiológica pela Terapia Fotodinâmica sem que as bactérias adquiram resistência por mecanismos genéticos. Esse processo ocorre pela interação entre um FS, luz e oxigênio molecular produzindo oxigênio singleto que é extremamente reativo danificando estruturas celulares. O objetivo desse estudo foi otimizar a fotoinativação dinâmica de E .coli utilizando Azul de Metileno (AM) e Azul de Toluidina O (ATO) veiculados por npSi. As npSi foram preparadas pela metodologia sol-gel, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e submetidas à adsorção de AM e ATO em sua superfície. A presença de AM e ATO na superfície das npSi foram analisadas por espectroscopia no infravermelho; espectroscopia de fluorescência por raio-X e análise termogravimétrica. O planejamento experimental, iniciado pelo fatorial 23 e modelado ao composto central em busca das condições ótimas foi adotado pela primeira vez nessa aplicabilidade, visando a fotoinativação de E. coli empregando AM e ATO em solução e em seguida com npSi. AM e ATO veiculados por npSi permitem a fotoinativação em concentrações mais baixas de FS (20 e 51% respectivamente), causando desestruturação da integridade bacteriana demonstrada por MEV. Os resultados sugerem que a veiculação de AM e ATO por npSi é extremamente efetiva para a fotoinativação dinâmica de E. coli e que o planejamento composto central pode levar à completa inativação das bactérias. / Nanotechnology has been applied to the development of materials for several apllications inclusive inactivation of pathogens. The silica nanoparticles (npSi) are distinguished by high surface area, ease of change the surface in order to increase the adsorption efficiency, penetrability and toxicity in gram-negative bacteria being biocompatible with mammalian cells and more photo-stable than most the organic compounds. Due to its advantages, npSi can be used to carry photosensitizers (PSs) since they allow its use in aquous solution in which PSs are frequently insoluble. Furthermore, the use of PSs instead of antibiotics, allows the microbiological inactivation by Photodynamic Therapy without bacteria to develop resistance by genetic mechanisms. This process occurs by the interaction among a PS, light and molecular oxygen producing singlet oxygen, which is extremely reactive, causing damage to cellular structures. The aim of this study was to optimize the photoinactivation of E. coli using Methylene Blue (MB) and Toluidine Blue O (TBO) carried by npSi using the central composite design. The npSi were prepared by sol-gel method, characterized by scanning electron microscopy (SEM) and subjected to adsorption of MB and TBO on its surface. The presence of FSs on the surface of npSi were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence X-ray spectroscopy and thermogravimetric analysis. The experimental design, initiated by the factorial 23 and modeled by the central composite in search of the optimal conditions was adopted for the first-time for this applicability, aiming the E. coli photoinactivation employing MB and TBO in solution and then with npSi. MB and TBO carried by npSi allowed the photoinactivation in lower concentrations of PS (20 and 51% respectively), causing disruption of bacterial integrity demonstrated by SEM. The results suggest that MB and TBO carried by npSi are extremely effective for dynamic photoinactivation of E. coli and the central composite design can lead to complete inactivation of bacteria.

Esta tese tem como objetivo estudar a derivatização da celulose sob condições homogêneas, utilizando líquidos iônicos (LIs), em micro-ondas, através de um método simples e reprodutível. Foram estudadas três etapas: i) Síntese dos LIs, buscando otimizar seu preparo; ii) Efeitos da estrutura dos LIs sobre a dissolução de celulose; iii) Otimização da derivatização da celulose em LIs. Foi realizado um planejamento experimental para a otimização da síntese dos LIs, mostrando-se que o uso de solvente molecular como diluente não traz vantagens. Na dissolução de celuloses fibrosas em LIs, observou-se a importância das estruturas dos cátions e ânions destes. Estudou-se a influência de um solvente molecular, DMSO, na reação de derivatização de celulose em LIs e percebeu-se que o uso do mesmo não é vantajoso. Por fim, realizou-se um planejamento experimental da acetilação da celulose, mostrando-se quais fatores mais afetam esse processo: tempo de reação, razão molar de anidrido acético/celulose e temperatura / The work reported has the target of studying the acylation of cellulose under homogeneous reaction conditions. Imidazolium-based ionic Liquids (ILs) were employed as solvents, and the reaction was assisted by a microwave. These following processes have been studied: Optimization of the synthesis of ILs; ii) Effects of the structure of ILs on the dissolution of cellulose; iii) Optimization of cellulose acylation. Experimental design has been applied in order to optimize the synthesis of ILs. The use of DMSO as a diluent decreased the efficiency of the synthesis. Dissolution of cellulose (eucalyptus, mercerized eucalyptus and mercerized cotton) in several ILs has shown the importance of the counter-ion and the structure of the cation side-chain. The addition of DMSO decreased the amount of dissolved cellulose. Experimental design has been applied in order to optimize the acetylation of cellulose. Reaction time, molar ratio acetic anhydride/anhydroglucose unit, and cellulose concentration influenced the reaction outcome.