Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5244_1.pdf: 1285875 bytes, checksum: 5de402e10c4ec2c9f263508fa2280a1d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos foram realizados com treze linhagens de Chromobacterium violaceum avaliando as características bioquímicas, a variabilidade genética e a produção de polihidroxialcanoato. Os isolados demonstraram maior crescimento no meio Luria Bertani, suplementado com glicose. Todos os isolados foram negativos para os testes de uréia, manitol, lactose e indol, e positivos para frutose, lisina, sacarose, glicose, catalase, gelatinase, motilidade e oxidase. Todas as linhagens demonstraram resistência aos antimicrobianos ampicilina e cefalotina. Observouse ainda, resistência para gentamicina e amicacina (UCP 1035-Ceará) e para imipenen, cloranfenicol e amicacina (UCP 1489-Pernambuco), evidenciando características fenotípicas distintas entre as treze linhagens. A variabilidade genética das linhagens de C. violaceum foi avaliada pelo índice de similaridade de Jaccard, utilizando-se o método UPGMA nas análises de agrupamento. Os índices de similaridade variaram de 0,17 a 0,35 para onze isolados, enquanto que, os isolados UCP 1462 e UCP 1463 apresentaram 100% de similaridade. O perfil de RAPD foi característico para cada linhagem, permitindo a formação de dois grupos indicando a variabilidade genética dos isolados analisados. A detecção da produção de polihidroxialcanoato foi realizada utilizando os corantes Nilo blue e verde malaquita, destacando-se a linhagem de C. violaceum UCP 1467, como maior produtora do biopolímero

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-08-25T16:15:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_karine_laste_macagnan.pdf: 989328 bytes, checksum: a2029037b34e4625051db4296d4fad83 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:59:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_karine_laste_macagnan.pdf: 989328 bytes, checksum: a2029037b34e4625051db4296d4fad83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:59:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_karine_laste_macagnan.pdf: 989328 bytes, checksum: a2029037b34e4625051db4296d4fad83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-28T20:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao_karine_laste_macagnan.pdf: 989328 bytes, checksum: a2029037b34e4625051db4296d4fad83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-12-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / O poli(3-hidroxibutirato) [P(3HB)] é o biopolímero mais estudado e caracterizado dentre a família dos polihidroxialcanoatos (PHAs), termoplásticos que têm como principais características a rápida biodegradabilidade e a biocompatibilidade. O processo de recuperação do bioplástico consiste em uma etapa importante no processo de produção. O desenvolvimento de metodologias mais seguras, econômicas e ambientalmente corretas, e que permitam um alto rendimento desse biopolímero, torna-se necessário para uma produção de P(3HB) economicamente e ecologicamente atrativa. Portanto, o objetivo do trabalho foi otimizar a metodologia clássica de recuperação de poli(3-hidroxibutirato) utilizando clorofórmio como solvente. O bioprocesso foi realizado em duas etapas, utilizando linhagem de Ralstonia solanacearum. O inoculo foi produzido em Erlenmeyers aletados de 500 mL, contendo 160 mL de meio YM e 40 mL de suspensão bacteriana, mantidos em incubador agitador orbital por 24 h, 150 rpm e 28 °C. A segunda etapa, produção de P(3HB), foi realizada utilizando Erlenmeyers aletados de 500 mL, contendo 160 mL de meio F4 e 20 % de inóculo, mantidos em 28 °C, 200 rpm e 72 h em incubador agitador orbital. Após a fermentação, as células foram separadas por centrifugação a 10.000 x g, lavadas com solução salina 0,89 % e secas a 56 °C. O acúmulo de P(3HB) na célula foi quantificado por cromatografia gasosa. A metodologia de extração foi otimizada em relação aos parâmetros: tempo de extração (2 h a 15 min), separação da biomassa/solução extrativa (papel filtro ou funil de separação), estado de célula (seca ou fresca) e proporção de solvente (10:1, 20:1 e 40:1 v/m). Por evaporação da solução extrativa foram obtidos filmes poliméricos. Os filmes recuperados foram analisados física e quimicamente por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Cromatografia de Permeação em Gel (GPC). O acúmulo de P(3HB) foi de 51,15 %. Os maiores rendimentos de filme foram obtidos após 30 min de aquecimento, utilizando funil de decantação para separar a solução extrativa da biomassa, célula seca, e proporção de solvente 40:1 v/m, alcançando-se recuperação de 98 % do polímero acumulado. A análise dos filmes através de FTIR resultou em bandas características de P(3HB). Os filmes oriundos de células secas tiveram temperaturas inicial e final de degradação e grau de cristalinidade superiores aos filmes de célula fresca. Todavia, os últimos apresentaram massa molar maior do que os primeiros. A metodologia clássica de extração química de poli(3-hidroxibutirato) por clorofórmio com aquecimento pode ser otimizada, resultando em redução de 75 % do tempo de aquecimento e separação da biomassa/solução extrativa mais rápida e econômica. Porém, não foi possível substituir a utilização de massa celular seca por fresca nem reduzir a proporção inicial de solvente de 40:1 (v/m). / Poly (3-hydroxybutyrate) [P(3HB)] is the most important biopolymer from the polyhydroalcanoates (PHAs) families, and they are thermoplastics with rapid biodegradability and biocompatibility. The recovery process of bioplastics is an important stage in the production process. Development of safe, economic and environmentally friendly methodologies, that result in high yield biopolymer, is necessary for the attractive P(3HB) production. Therefore, the objective was to optimize the classical methodology for poly (3-hydroxybutyrate) recovery using chloroform as solvent. The bioprocess was performed in two phases, with Ralstonia solanacearum strain. In the first phase, inoculum production, was performed in Erlenmeyer 500 mL flasks, containing 160 mL medium YM and 40 mL bacterial suspension. The flasks were incubated in shaker for 24 h, 150 rpm and 28 °C. The second phase, P(3HB) production, was performed using Erlenmeyer 500 mL flask, containing 160 mL medium F4 and 20 % (v/v) inoculum, maintained in 28 °C, 200 rpm and 72 h. After fermentation cells were separated by centrifugation at 10,000 x g, washed with saline (0,89 % w/v) and dried at 56 °C. P(3HB), accumulation was quantified by gas chromatography. The extraction methodology was optimized according to: extraction time (2 h - 15 min), extractive solution/biomass separation (paper filter or separation funnel), state of cell (dry or fresh), and solvent ratio (10:1, 20:1 and 40:1 v/m). Polymeric films were obtained by evaporation from extractive solutions and they were analysed by Fourier Transform Infrared (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Gel Permeation Chromatography (GPC). The P(3HB) accumulation was 51,15 %. Highest yields of film were obtained after 30 min heating, by funnel for extractive solution recovery, dry cell and solvent ratio 40:1 v/m; and highest recovery was 98 % of cumulated polymer in the cell. Characteristic bands of P(3HB) were obtained to produced films by FTIR analysis. Films from dried cells showed initial and final degradation temperature and crystallinity degree higher than and films these from fresh cell, however, they showed higher molar weight than the first ones. The classical chemical extraction of P(3HB) by chloroform with heating can be optimized, resulting in a 75 % reduction as well heating time extraction solution most fastest and economical. However, wasn’t possible replace the dry cell mass use by fresh cell mass or reduce the initial solvent proportion [40:1 (v/m)].

Los adhesivos hot melts sensibles a la presión (HMPSAs) se caracterizan por no contener disolventes (100 % sólidos), y su formulación consta principalmente de polímero y resina. La cualidad más relevante de un adhesivo HMPSA es que posee la capacidad de formar enlaces a temperatura ambiente al aplicar una ligera presión durante un corto tiempo, presentando pegajosidad permanente y permitiendo realizar uniones adhesivas reposicionables y reversibles. En lo que respecta a aplicaciones que requieren temperaturas de uso inferiores a la ambiental, los adhesivos HMPSAs se emplean en etiquetas de envasado de productos alimenticios que se conservan en frigorífico (5-10 ºC). Los adhesivos HMPSAs actuales de caucho sintético SBS (estireno-butadieno-estireno) contienen aceites que, debido a su bajo peso molecular, pueden migrar a la superficie y transferirse al alimento, lo que limita su uso. Para solventar esta limitación, en la actualidad se propone el empleo de adhesivos sensibles a la presión (PSAs) acrílicos, los cuales presentan un buen comportamiento a baja temperatura, pero poseen limitada pegajosidad y contienen pequeñas cantidades de disolventes orgánicos. Por ello, se precisa el desarrollo de nuevas formulaciones de adhesivos HMPSAs que superen estas limitaciones, siendo las basadas en copolímeros de etileno las que constituyen una potencial y prometedora alternativa. En este trabajo se propone desarrollar nuevas formulaciones de adhesivos sensibles a la presión basados en copolímeros de etileno basados en mezclas de copolímero de etileno y acrilato de n-butilo (EBA27). La adición de diferentes cantidades (20-62% en peso) de una resina de éster de colofonia y glicerol hidrogenado (ECH) proporciona propiedades adhesivas optimizadas, ya que se obtienen buenos valores de tack (tack se mantiene hasta 5 ºC, y el tack a 25 ºC es 1329 kPa), buena adhesión de pelado a 180º tanto a film de PET como de PP (600-1700 N/m), buena adhesión a cizalla simple (2-3.2 MPa). y buena resistencia al creep a 25 ºC (más de tres días). Se establece 43% en peso de resina como cantidad óptima y se preparan mezclas de EBA27 con 43 % en peso de resinas de diferente naturaleza química y temperatura de reblandecimiento, concluyendo que las resinas más polares y con menor temperatura de reblandecimiento incrementan el tack, y lo extienden a temperaturas más bajas (5 ºC). Se estudia el efecto de aumentar el contenido de co-monómero en las formulaciones de HMPSAs, lo que conlleva que el tack aparezca a menores temperaturas y que el máximo de tack se desplace a menores temperaturas. Adicionalmente, se realizan mezclas de copolímeros de etileno con co-monómeros de diferente naturaleza química (EBA27 - copolímero de etileno y 27 % en peso de acrilato de n-butilo; EVA27 (copolímero de etileno y 27 % en peso de acetato de vinilo) con 20, 30 y 43 % en peso de resina de éster de colofonia y glicerol hidrogenado (resina ECH). Las mezclas EVA27+resina ECH son más compatibles y presentan mayor tack, pero menores fuerzas de pelado a 180º y de cizalla que las mezclas EBA27+resina ECH. Por otro lado, también se ha sustituido la resina en los adhesivos HMPSA por un biopolímero (polihidroxibutirato), para dotarlos de potencial biodegradabilidad. En este trabajo se han desarrollado nuevos adhesivos HMPSA basados en copolíemros de etileno con propiedades adhesivas controladas y tack a temperatura sub-ambiental.

Burkholderia sacchari é uma espécie de bactéria capaz de acumular polihidroxialcanoatos em condições de limitação de um nutriente essencial e excesso de fonte de carbono. A partir do substrato sacarose, acumula o polímero poli-3-hidroxibutirato (P3HB), poliéster biodegradável de propriedades semelhantes às dos plásticos de origem petroquímica. A partir de sacarose e propionato como fontes de carbono, ela é capaz de acumular o copolímero poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (P3HB-co-3HV), que é mais maleável que o polímero P3HB. No entanto, apenas uma pequena porcentagem do propionato fornecido é convertida em 3HV. Isto se deve à presença de outras vias de catabolismo muito eficientes que transformam o propionato em biomassa, reduzindo a eficiência na produção do copolímero. Estudos em mutantes UV prp-, indicaram que duas vias de catabolismo de propionato podem atuar em B. sacchari: α-oxidação e o ciclo de 2-metilcitrato (2MCC). Esta última teve sua comprovação molecular comprovada, já a outra ainda está sendo estudada, mutantes afetados no consumo de intermediários da α-oxidação foram complementados fragmentos de DNA, obtidos de uma biblioteca genômica de B. sacchari os quais, após sequenciamento e comparação do banco de dados, verificou-se codificarem um regulador transcricional LysR. A análise dos genes adjacentes ao regulador sugeriu que poderiam compor um operon de uma via de α-oxidação. Diante disso, este trabalho busca a comprovação molecular da via da α-oxidação para o catabolismo de propionato em B. sacchari. / Burkholderia sacchari is a species of bacteria capable of accumulating polyhydroxyalkanoates under limiting conditions of an essential nutrient and excess carbon source. From the sucrose substrate, it accumulates polymer poly-3-hydroxybutyrate (P3HB), biodegradable polyester with properties similar to those of petrochemical plastics. From sucrose and propionate as carbon sources, it is able to accumulate the poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (P3HB-co-3HV) copolymer, which is more malleable than the polymer P3HB. However, only a small percentage of the supplied propionate is converted into 3HV. This is due to the presence of other very efficient catabolic pathways that transform the propionate into biomass, reducing the production efficiency of the copolymer. Studies on prp- UV mutants have indicated that two pathways of propionate catabolism may act on B. sacchari: the α-oxidation and the 2-methylcitrate cycle (2MCC). The latter had its molecular proof proven, while the other is still being studied, mutants affected in the consumption of α-oxidation intermediates were complemented DNA fragments obtained from a genomic library of B. sacchari which, after sequencing and comparison of the bank Coding for a LysR transcriptional regulator. Analysis of the genes adjacent to the regulator suggested that they could compose an operon of an α-oxidation pathway. In view of this, this work seeks the molecular proof of the α-oxidation pathway for the propionate catabolism in B. sacchari.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-23T14:32:27Z No. of bitstreams: 1 TeseBP.pdf: 10262484 bytes, checksum: fba14b7c525ee723da7badf4144c7db2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-13T19:29:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBP.pdf: 10262484 bytes, checksum: fba14b7c525ee723da7badf4144c7db2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-13T19:29:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBP.pdf: 10262484 bytes, checksum: fba14b7c525ee723da7badf4144c7db2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T19:36:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseBP.pdf: 10262484 bytes, checksum: fba14b7c525ee723da7badf4144c7db2 (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Technological development and market pressure turned polymers into widely used structural materials for several different applications, being manufactured by a wide range of monomers. However, traditional polymers usually show some drawbacks regarding environmental aspects, as most used polymers are produced with nonrenewable feedstock and generate huge amounts of non-biodegradable residues. Therefore it is imperative the sustainable development of new bio-based and biodegradable polymeric materials. The use of microorganisms for obtaining biopolymers is a very promising reality. However, in order to achieve viable production in industrial scale it is necessary to overcome economic barriers, by using microbes with good assimilation of low-cost substrates and high biopolymer yields. As such, the objective of this work was the isolation and identification of bacteria associated with the insect Diabrotica speciosa, as well as the evaluation microbial capacity of biopolymer production. The insect presented great microbial diversity, identified as an underexplored niche with tremendous biotechnological potential for the investigation of novel species and/or strains. In an attempt to find bacterial isolates effective on the production of two classes of biopolymers, polyhydroxyalkanoates (PHA) and exopolysaccharides (EPS), it was obtained 73 strains of bacteria associated with Diabrotica speciosa. These bacteria were identified at genus level by genetic techniques using 16S rDNA sequencing and by proteomic techniques using MALDI-TOF MS. Both characterization methods yielded 100% convergence on results. It was found 17 different bacterial genera, which were submitted to qualitative screening assays in order to identify strains producing PHA using Nile Red dye method, as well as for EPS by using the bacterial spot test. Promising strains on both assays were selected for further quantitative studies and structural characterization of the obtained biopolymers. Quantitative analyses for PHA production corroborated satisfactorily with qualitative results, especially to bacteria from genera Aurantimonas and Delftia which demonstrated high PHA production capacity with 50 and 90% polymer yield on dry mass, both strains being strains able to use substrates such as glucose, acetate and glycerol. GC-MS analyses indicated that Aurantimonas sp. produced mostly a homopolymer of polyhydroxybutyrate (PHB), while Delftia sp. was able to produce a copolymer having butyrate and valerate (PHBV), with up to 10% (w/w) of valerate. Regarding EPS production, the screening showed that the isolates were able to produce polymers in variable amounts, with vast and complex structural variations. Strains from genera Acidovorax, Aurantimonas and Luteibacter were further selected for quantitative analysis of EPS production and analytical characterization of the obtained biopolymer. After analyses using NMR, MALDI-TOF, SEC-UV-ELSD and GC-MS, bacteria from genus Luteibacter produced a highly complex polymer rich in mannose, glucose, fucose and xylose; genus Acidovorax produced a glucomannan-type EPS with a high degree of branching; and genus Aurantimonas was able to produce up to 2 g.L-1 of a water insoluble EPS. In face of these results, it was possible to conclude that D. speciosa microbiota showed to be extremely rich in bacterial species viable for exploratory studies with biotechnological context of biopolymer production. Investigated strains showed promising characteristics to be further evaluated in larger scale (fermenters), especially the bacteria Aurantimonas sp., able to produce PHBV and EPS. / O desenvolvimento tecnológico e a pressão de mercado fizeram com que os polímeros se tornassem materiais estruturais amplamente utilizados em uma grande variedade de aplicações, sendo manufaturados a partir de uma ampla gama de monômeros. Entretanto, estes materiais geralmente apresentam algumas desvantagens do ponto de vista ambiental, pois os polímeros mais utilizados são produzidos com matérias-primas não renováveis e geram grandes volumes de resíduos não biodegradáveis. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento sustentável de novos materiais biobaseados e biodegradáveis. O uso de microorganismos para a obtenção deste tipo de polímero é uma realidade bastante promissora. Todavia, para a produção viável em escala industrial é necessário superar barreiras econômicas, através do uso de cepas com boa assimilação de substratos de baixo custo, proporcionando uma alta produtividade. Assim, este trabalho teve por objetivo o isolamento e identificação de bactérias associadas ao inseto Diabrotica speciosa, bem como a avaliação da capacidade microbiana de produção de biopolímeros. O inseto apresentou uma grande diversidade em sua microbiota, mostrando ser este um nicho subexplorado e com enorme potencial para a investigação de novas espécies e/ou isolados. Com o propósito de encontrar isolados eficientes na produção de duas classes de biopolímeros, polihidroxialcanoatos (PHAs) e exopolissacarídeos (EPS), foram obtidos 73 isolados bacterianos do inseto praga Diabrotica speciosa. Todas as cepas foram identificadas em nível de gênero pelo uso de técnicas genéticas, através do sequenciamento de 16S rDNA parcial e por análises proteômicas, avaliando-se o perfil proteico obtido via MALDI-TOF MS. Ambas as técnicas de identificação apresentaram 100% de convergência entre os resultados. Foram encontrados no total 17 gêneros de bactérias, que foram submetidas a ensaios qualitativos de triagem para identificação de isolados produtores de PHAs pelo método do corante vermelho de Nilo, bem como para EPS pelo método do teste de ponto bacteriano. Isolados promissores em ambos os ensaios foram selecionados para estudos quantitativos e caracterização estrutural dos polímeros obtidos. As análises quantitativas para a produção de PHA corroboraram satisfatoriamente com os resultados qualitativos, com destaque para as bactérias do gênero Aurantimonas e Delftia que apresentaram alta capacidade de produção de PHA, com rendimentos de 50 e 90% de polímero em massa seca, respectivamente, sendo ambas as cepas capazes de utilizar substratos como glicose, acetato e glicerol. Análises por GC-MS realizadas após metanólise do polímero indicaram que Aurantimonas sp. produziu majoritariamente homopolímero de polihidroxibutirato (PHB), enquanto Delftia sp. foi capaz de produzir um copolímero contendo monômeros do tipo butirato e valerato (PHBV), contendo até 10% em massa de valerato. Com relação à produção de EPS, a triagem indicou que os isolados se mostraram capazes de produzir polímeros em quantidade variáveis, com uma grande e complexa variação estrutural. Isolados dos gêneros Acidovorax, Aurantimonas e Luteibacter foram selecionados para avaliação quantitativa da produção de EPS e caracterização estrutural do biopolímero. Após análises por NMR, MALDI-TOF, SEC-UV-ELSD e GC-MS, o gênero Luteibacter produziu um polímero altamente complexo contendo manose, glicose, fucose e xilose, o gênero Acidovorax produziu um EPS do tipo glucomanana altamente ramificado;= e o gênero Aurantimonas foi capaz de produzir até 2 g.L-1 de um EPS insolúvel em água. Deste modo, foi possível concluir que a microbiota de D. speciosa se apresentou extremamente rica em isolados microbianos viáveis para estudos exploratórios no contexto biotecnológico de produção de biopolímeros. Os isolados investigados apresentaram características promissoras para serem futuramente avaliadas em escalas maiores (fermentadores), especialmente a bactéria Aurantimonas sp., que foi capaz de produzir tanto PHBV, quanto EPS.