Orientador: Telma Teixeira Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T08:22:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_AnaPauladosSantos_M.pdf: 2171899 bytes, checksum: 7cac906a30aa8e097dcc2c5be3d20c69 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Enzimas quitinolíticas, como as quitinases, presentes nos reinos animal, vegetal e fúngico, constituem um importante grupo de enzimas associadas com o metabolismo e degradação de substratos insolúveis como a quitina. Neste trabalho foi realizado um estudo para a verificação da influência da fonte de carbono livre (glicose e lactose) e das condições de cultivo (agitação e pH) na produção de quitinase da linhagem de Trichoderma sp. T 6. As fermentações foram realizadas a 27°C, retirando-se amostras a cada 12 horas ao longo de 72 horas de fermentação para determinação da atividade quitinolítica, proteolítica, açúcares redutores e pH. Foi avaliado o efeito das três variáveis sobre a produção de quitinase por Trichoderma sp. T6. As melhores condições encontradas para o meio contendo glicose, foram agitação de 200 rprn, pH 6,0,0,3% de glicose atingindo uma média de produção de enzima de 1,92 U/rnL. Para os meios de cultura contendo lactose, a máxima produção de quitinase se deu nos ensaios 5,6 e 7 (0,5% lactose) com 0,76,0,75 e 0,85 U/rnL, respectivamente. Foi observada formação de proteases desde o início da fermentação nos ensaios contendo lactose. A hidrólise enzimática com o caldo bruto do ensaio de máxima produção quitinolítica foi acompanhada por 8 horas produzindo dois oligossacarídeos predominantes, o mono e o di-acetilquitobiose / Abstract: Chitynolytics enzymes, as chitinases, constitute an important group of enzymes related with metabolism and degradation of insoluble substract as chitin present in animal, plants and fungi. In this work studies of carbon source (glucose and lactose) and cultivation conditions (agitation and pH) to produce chitinase by Trichoderma sp. T6 were carried out. The effect of carbon source, agitation and pH upon chitinase production by Trichockrma sp. T6 was investigated. Fermentations were performed at 27°C, and samples were withdraw every 12 hours during 72 hours of fermentation in order to assay both chitinolytic and proteolytic activity, as well as reducing sugar and pH. The optimal conditions for chitinase production found in glucose medium were 200 rpm (agitation), 6,0 (pH) and 0,3% (glucose) achieving an average value of 1,92 V/roL. Liquid culture medium with lactose showed maximum production of chitinase at 5th, 6th and 7th experiments (0,5% lactose) with 0,76, 0,75 and 0,85 V/roL, respectively. lt was observed that proteases were formed at beginning of fermentation in the experiments using lactose. Chitin hydrolysis by the raw broth of maximum chitinolytic activity was followed for 8 hours and the two predominant oligosaccharides, were mono and di-acetylchitobiose, respectively / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Los hidrocarburos de petróleo constituyen uno de los mayores contaminantes de ambientes terrestres y marinos. Aunque la evaporación y la fotooxidación contribuyen a la detoxificación, su degradación completa es sólo llevada a cabo por microorganismos. Las dos estrategias generales de la biorremediación son la modificación ambiental o bioestimulación (aplicación de nutrientes, biosurfactantes y aireación para mejorar las condiciones metabólicas de la microbiota autóctona), y la siembra de microorganismos degradadores de xenobióticos apropiados o bioaumentación. Esta última no siempre alcanza el objetivo propuesto dado que los microorganismos elegidos deben superar los inconvenientes que plantean los factores bióticos y abióticos del ambiente en que son introducidos. El uso de formulaciones de inoculantes que comprenden materiales soportes a los que se fijan las células microbianas para su introducción en ecosistemas naturales constituye una opción interesante. El soporte brinda a los microorganismos protección, favoreciendo su supervivencia y permitiendo su actividad degradadora. En esta Tesis se plantea el desarrollo de inoculantes, utilizando quitina y derivados como soportes, con el fin de optimizar la biorremediación de ambientes contaminados y los tratamientos biológicos de efluentes con hidrocarburos. Se evalúa el potencial de la quitina y sus derivados, obtenidos a partir de cáscaras de langostinos y camarones para su utilización como soportes de bacterias hidrocarburolíticas. La cepa degradadora seleccionada, Rhodococcus corynebacterioides (accesion number AY 157677) fue aislada en estudios anteriores de suelos costeros de Bahía Blanca. Se realiza el estudio de los parámetros de crecimiento y de la actividad metabólica vinculados al desarrollo de inoculantes de la misma: rango de temperaturas de crecimiento, cinética de crecimiento, desarrollo frente a diferentes hidrocarburos, determinación del coeficiente de hidrofobicidad y actividad degradadora frente a petróleo crudo. Se estudia el comportamiento de la quitina y derivados, obtenidos a partir de los exoesqueletos de langostinos (Pleoticus mülleri) en el Laboratorio de Investigaciones Básicas y Aplicadas en Quitina (L.I.B.A.Q.) del Departamento de Química de la Universidad Nacional del Sur, como posibles soportes de cepas bacterianas. Se establecen procedimientos para su decontaminación. Se plantean y seleccionan las estrategias más eficientes para la inmovilización de los microorganismos en la superficie de las escamas y posterior formación de biofilm. Una vez logrado el inoculante, se procede al estudio de la supervivencia de las cepas inmovilizadas sobre los distintos soportes y evaluación de su actividad biodegradativa. También se determinan las condiciones de almacenamiento más adecuadas del inoculante obtenido. Se evalúa el potencial de la cepa degradadora de hidrocarburos inmovilizada sobre los soportes para optimizar tratamientos de biorremediación. Se trabaja sobre tres microcosmos diferentes: un suelo típico de zona semiárida de uso agronómico contaminado con petróleo crudo, un suelo proveniente de una refinería de petróleo local y agua de mar contaminada con petróleo crudo. En términos de porcentajes de remoción de petróleo crudo los microcosmos de suelo de zona semiárida y de agua de mar inoculados alcanzan los valores más altos. Es importante enfatizar que los inoculantes formulados con quitina como soporte muestran el mejor desempeño en cuanto a condiciones de almacenamiento y tratamientos de biorremediación. El trabajo realizado permite el aprovechamiento de un residuo que se genera en grandes cantidades en nuestro litoral costero, como son los exoesqueletos de crustáceos, a la vez que se hace un aporte al tratamiento de aguas y suelos impactados por la actividad industrial y portuaria de la zona de Bahía Blanca. / Petroleum hydrocarbons are one of the major pollutants of terrestrial and marine environments. Although evaporation and photo-oxidation play an important role in detoxification, ultimate and complete degradation is accomplished mainly by microorganisms. The general strategies for bioremediation are biostimulation (release of nutrients, biosurfactans and aereation to enhance the metabolic conditions of the native microbial community), and the inoculation of appropriated degradative organisms or bioaugmentation. Bioaugmentation not always reaches the objective successfully because the selected microorganisms must also be able to overcome biotic and abiotic stresses in the environment in which they are introduced. The use of inoculant formulations involving carrier materials for the delivery of microbial cells to natural ecosystems, is an attractive option. The carrier provides microorganisms favorable conditions for survival as well as functioning of the inoculant cells, resulting in a sufficiently long shelf life as well as improved survival and activity. In this Thesis the development of inoculants, using chitin and derivates as carriers, to optimize the bioremediation of polluted environments and the biological treatment of hydrocarbons efluents is studied. Potential of chitin and derivates flakes obtained from shrimp wastes as carrier materials for a hydrocarbon-degrading bacterial strain is examined. The selected microorganism, Rhodococcus corynebacterioides, was isolated in previous research, from coastal soils of Bahía Blanca Estuary. Growing parameters and metabolic activity of the selected strain related to the development of the inoculant are determined: growing temperature range, generation range, use of different hydrocarbon products, hidrophobicity coefficient and crude oil biodegrading activity. Chitin and derivates, obtained from the exoskeletons of shrimps (Pleoticus mülleri) at the Laboratorio de Investigaciones Básicas y Aplicadas en Quitina (L.I.B.A.Q.) of the Departamento de Química at Universidad Nacional del Sur, were studied as carrier material of bacterial strains. Suitable methods for reducing the microbial load of the carrier and the ability to link bacterial cells are determined. Suitable conditions for the immobilization of microorganisms and formation of an abundant biofilm on the flakes are established. Once developed the inoculant, the survival of the immobilized strains on the different carrier materials and its biodegrading activity is evaluated. Also storage conditions and viability assessment of the inoculant are tested. The effectiveness of inoculant addition in bioremediation process is evaluated. Different microcosms are prepared: an agricultural soil contaminated with crude oil, soil of a local petrochemichal refinery and seawater polluted with crude oil. In all the cases the developed inoculants improve survival and degrading activity of the immobilized microorganisms. In terms of removal percentaqe of crude oil after the different treatments agricultural soil and seawater microcosms prove to be most successful. It is important to emphasize that the inoculants formulated with chitin flakes show the best perfomance during storage and bioremediation treatments. These results allow the use of an abundant residue of the local fishing industry, the exoskeletons of shrimps, that is produced in high amounts in our coasts, meanwhile there is a contribution for the treatment of waters and soils polluted with crude oil that come from the industrial and port activity of Bahía Blanca zone.

A finalidade deste trabalho foi obter suspensões aquosas estáveis de beta-quitina (GA = 79%) explorando o uso de ultrassom de alta intensidade, e preparar filmes autossuportados por casting a partir de suspensões de beta-quitina, soluções aquosas de quitosana (GA = 4,9%) e da combinação de ambas em diferentes proporções. Assim, foram preparados os filmes BQF (100% beta-quitina) e QF (100% quitosana), e os filmes compostos BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80, sendo que as porcentagens de beta-quitina e quitosana são indicadas pelos sub-índices empregados na identificação dos referidos filmes. Foi constatado por análises de espectroscopia na região do infravermelho e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio que o tratamento de ultrassom não alterou a estrutura de beta-quitina, enquanto a viscosimetria capilar em solução diluída mostrou ligeiro decréscimo (16%) da viscosidade intrínseca, indicando a ocorrência de despolimerização em baixa extensão. As análises de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica mostraram que os filmes com maiores teores de beta-quitina exibiram superfícies mais heterogêneas, granulares e rugosas, enquanto a presença de quitosana resultou em filmes mais homogêneos e significativamente menos rugosos. Assim, os filmes BQF e QF apresentaram valores de rugosidade média quadrática (RMS) 225,0 nm e 21,6 nm , respectivamente. As medidas de ângulo de contato revelaram que o filme QF é o mais hidrofílico (θ ≈ 75,40), enquanto os filmes compostos BQ20/Q80, BQ50/Q50 e BQ80/Q20, que têm teores crescentes de beta-quitina, foram mais hidrofóbicos, apresentando ângulos de contato 87,50, 95,60 e 95,20, respectivamente. As análises termogravimétricas revelaram que o tratamento de ultrassom favorece o intumescimento das partículas de beta-quitina e que o baixo grau de ordem dos filmes contribui para diminuir a estabilidade térmica quando comparada à beta-quitina na forma de pó. As análises de calorimetria exploratória diferencial dos filmes compostos mostraram que a eliminação de água demanda maior energia quanto maior o teor de beta- quitina, evidenciando a ocorrência de fortes interações entre as cadeias de beta-quitina e moléculas de água. Assim, os resultados mostraram que o tratamento de ultrassom permitiu o processamento de beta-quitina/quitosana para a formação de filmes autossustentados sem a utilização de solventes orgânicos, e que os filmes exibem características e propriedades que dependem fortemente de sua composição, i. e. dos teores de beta-quitina e quitosana. / The purpose of this study was to obtain stable aqueous suspensions of beta-chitin (GA = 79%) exploring the use of high intensity ultrasound, and to prepare self-sustained films by casting from suspensions of beta-chitin, chitosan aqueous solutions (GA = 4.9%) and from the combination of both, in different proportions. Thus, the films BQF (100% of beta-chitin) and QF (100% of chitosan) and compound films BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80 were prepared, the percentages of beta-chitin and chitosan being indicated by the sub-indices used in the identification of those films. It has been found by infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy that the ultrasound treatment did not alter the structure of beta-chitin, while the capillary viscometry in dilute solution showed a slight decrease (16%) of intrinsic viscosity indicating the occurrence of depolymerization at low extension. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy showed that the films with higher content of beta-chitin exhibited more heterogeneous, granular and rough surfaces, while the presence of chitosan resulted in significantly more homogeneous and less rough films. Thus, QF and BQF films showed values of mean square roughness (RMS) 225.0 nm and 21.6 nm, respectively. The contact angle measurements showed that QF (θ ≈ 75.40) is the more hydrophilic film, while the composite films BQ20/Q80, and BQ50/Q50, BQ80/Q20, which have increasing contents of beta-chitin were more hydrophobic, exhibiting contact angles 87.50, 95.60 and 95.20, respectively. Thermogravimetric analysis showed that the ultrasound treatment favored the swelling of the particles of chitin and that the low degree of order of the films contributed to decrease the thermal stability when compared to beta-chitin in powder form. The differential scanning calorimetry of the compound films showed that the elimination of water requires more energy the higher the content of beta-chitin, indicating the occurrence of strong interactions between the chains of beta- chitin and water molecules. Thus, the results showed that the ultrasoud treatment allowed the processing beta- chitin/chitosan for the formation of self-sustained films without the use of organic solvents, and that the films exhibited characteristics and properties strongly dependent on their composition, i. e. the content of beta-chitin and chitosan.

Orientador: Vera Aparecida de Oliveira Tiera / Banca: Carla Cristina Schmitt Cavalheiro / Banca: Marcia Cristina Bisinoti / Resumo: A quitosana e seus derivados têm se mostrado muito atrativos para a indústria de alimentos, visando principalmente a sua conservação. No presente trabalho foram sintetizados e caracterizados derivados de quitosana contendo grupos quaternários de amônio com proporções crescentes de grupos hidrofóbicos com o objetivo de investigar a atividade fungicida desses derivados contra os fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus que são um problema na contaminação do amendoim e outros grãos. Os derivados foram sintetizados usando quitosana desacetilada e a reação foi realizada em duas etapas, sendo a primeira a quaternização do polímero com brometo de propiltrimetilamônio seguido da reação de aminação redutiva com dodecilaldeído. Os derivados foram caracterizados por RMN 1 H e os graus de substituição pelo grupo dodecil foram variados para melhorar a atividade antifúngica dos derivados. A atividade antifúngica da quitosana desacetilada e seus derivados foi testada variando-se a concentração dos polímeros de 0,1 a 1,0 g/L. Os resultados mostraram que a quitosana substituída com grupos propil exibiu uma baixa inibição contra o fungo Aspergillus flavus, resultado similar àquele obtido com quitosana desacetilada. Quanto aos derivados anfifílicos com conteúdo crescente de grupos dodecil, observou-se um aumento no índice de inibição com o aumento da concentração e do conteúdo hidrofóbico. A partir de 0,5 g/L os derivados anfifílicos contendo de 10% a 30% de grupos dodecil e 83% de grupos quaternários inibiram completamente o crescimento do fungo. Resultados similares foram obtidos no estudo de inibição do fungo Aspergillus parasiticus / Abstract: Chitosan and its derivatives have been shown very attractive for the food industry, mainly targeting its conservation. In this study were synthesized and characterized chitosan derivatives containing quaternary ammonium groups with increasing proportions of hydrophobic groups in order to investigate the antifungal activity of these derivatives against the fungi Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus that are a problem in the contamination of peanuts and other grains. The derivatives were synthesized using deacetylated chitosan and the reaction was carried out in two steps, first the quaternization of the polymer with propyltrimethylammonium bromide followed by reductive amination reaction with dodecylaldehyde. The derivatives were characterized by 1 HNMR and the degree of substitution by the group dodecyl was varied to enhance the antifungal activity of the derivatives. The antifungal activity of deacetylated chitosan and their derivatives was tested by varying the concentration of the polymers 0.1 to 1.0 g/L. The results showed that chitosan substituted with propyl groups exhibited a low inhibition against the fungus Aspergillus flavus, a result similar to that obtained with chitosan deacetylated. Regarding the amphiphilic derivatives with increasing content of dodecyl groups, we observed an increase in the rate of inhibition with increased concentration and hydrophobic content. Since 0.5 g/L amphiphilic derivatives containing from 10% to 30% dodecyl groups and 83% of quaternary groups inhibited completely growth of the fungus. Similar results were obtained in the study of inhibition of Aspergillus parasiticus / Mestre

Orientador: Vera Aparecida de Oliveira Tiera / Banca: Eny Maria Vieira / Banca: Luis Octávio Regasini / Resumo: No presente trabalho foi realizada a síntese e caracterização de derivados de quitosana que tiveram suas atividades antifúngicas testadas contra os fungos Aspergillus flavus e A. parasiticus. As quitosanas utilizadas nas sínteses foram obtidas da desacetilação heterogênea de quitosana comercial e da quitosana comercial de média massa molecular. Os graus médios de desacetilação ( ) da quitosana desacetilada (CH) e da quitosana de média massa molecular desacetilada (CHm) foram determinados pelas técnicas de Potenciometria e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN-H). Parte da quitosana desacetilada CH foi degradada para obtenção de polímeros de baixa massa molecular (CHD). As massas moleculares médias das quitosanas CHm, CH e CHD foram determinadas por viscosimetria e os valores obtidos foram 42,93 kDa, 15,22 kDa e 610,79 Da, respectivamente. Os derivados hidrofílicos foram obtidos pela reação das quitosanas CHm, CH e CHD com cloreto de 2-cloro-N,N-dietilaminoetila (DEAE). Os graus de substituição (GS) de grupos DEAE de CHm, CH e CHD foram determinados utilizando-se RMN-H e os valores obtidos foram 14, 30 e 43%, respectivamente. Na sequência, as quitosanas CHm14DEAE, CH30DEAE e CHD43DEAE foram alquiladas com dodecil aldeído seguido pela redução com cianoboroidreto de sódio, obtendo-se derivados com diferentes graus de substituição. Os graus de substituição por grupos dodecila (GDD) para a quitosana contendo 14% de grupos DEAE foram 2,5, 10 e 14%. Para a quitosana com 30% de DEAE os graus de substituição por dodecila foram 2,7, 10 e 19%. Para o derivado contendo 43% de DEAE os graus de substituição por dodecila foram 5, 28 e 39%. Além da Espectroscopia de RMN-H o sucesso da obtenção dos derivados anfifílicos também foi indicado por meio da... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study, it was done the synthesis and characterization of chitosan derivatives, that had their antifungal activity tested against Aspergillus flavus and A. parasiticus. The chitosan used for the syntheses was obtained from heterogeneous deacetylation of the commercial chitosan and commercial chitosan of average molecular mass. The average degrees of deacetylation ( ) of chitosan (CH) and deacetylated chitosan of medium molecular weight (CHm) were determined by Potentiometry and techniques Spectroscopy Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance (H-NMR). Part of deacetylated chitosan CH was degraded to obtain low molecular weight polymers (CHD). The average molecular weights of chitosans CHm, CH and CHD were determined by viscometry, and the values obtained were 42.93 kDa, 15.22 kDa and 610.79 Da, respectively. Hydrophilic derivatives were obtained by reaction of chitosan CHm, CH, CHD with chloride 2-chloro-N,N-diethylaminoethyl (DEAE). The degrees of substitution (DS) by DEAE groups of CHm, CH and CHD were determined by H-NMR and the values obtained were 14, 30 and 43%, respectively. After that the chitosans CHm14DEAE, CH30DEAE and CHD43DEAE were alkylated with dodecyl aldehyde followed by reduction with sodium cyanoborohydride to yield derivatives with different degrees of substitution. The degrees of substitution by dodecyl groups (GDD) for the chitosan containing 14% of DEAE groups were 2.5, 10 and 14%. For chitosan with 30% of DEAE the degrees of substitution by dodecyl groups were 2.7, 10... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Vera Aparecida de Oliveira Tiera / Banca: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro / Banca: Marcelo de Freitas Lima / Resumo: Os fungos do gênero Aspergillus, presentes em amendoins, milho, arroz, nozes e outros grãos, são uma constante preocupação nos dias atuais devido a sua capacidade de produzir toxinas cancerígenas. Dentre as várias técnicas de controle desse microrganismo, tem se destacado o uso de produtos naturais, não agressivos ao meio ambiente e de baixo custo, como por exemplo, a quitosana. O presente trabalho apresenta a síntese e caracterização de duas séries de novos derivados de quitosana para utilização como biofungicida contra os fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. A primeira série descreve a síntese de derivados de quitosana pela reação de quitosana desacetilada (QD) com brometo de propil (Q-Propil) pentil (Q-Pentil) trimetilamônio para obter derivados com proporções crescentes do grau de substituição (GS). A segunda série foi obtida a partir da síntese de sais bi-quaternários de amônio, com a posterior reação com quitosana desacetilada obtendo-se derivados bi-quaternários de quitosana. Todos os derivados foram caracterizados por técnicas de RMN 1 H, infra-vermelho (IR) e titulação potenciométrica e as suas atividades fungicidas testadas contra o crescimento micelial dos fungos A. flavus e A. parasiticus in vitro. Os estudos foram conduzidos variando-se a acidez e a força iônica do meio. Os resultados dos ensaios microbiológicos mostram que as atividades antifúngicas aumentam com o grau de substituição e os derivados mais substituídos de ambas as series, propil e pentil, exibiram respectivamente atividades três e seis vezes maiores que as quitosanas comercial e desacetilada. As concentrações inibitórias mínimas foram avaliadas após 24, 48 e 72 horas, variando-se a concentração dos polímeros de 0,5 a 16 g L -1 e os resultados mostraram que os derivados quaternários inibem o crescimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fungi of the genus Aspergillus, present in peanuts, corn, rice, nuts and other grains, are a constant concern nowadays due to its ability to produce carcinogenic toxins. Among the various techniques for controlling this microorganism it has been emphasized the use of natural products not harmful to the environment and at a low cost, for example, chitosan. This paper presents the synthesis and the characterization of two series of novel derivatives of chitosan for use as biofungicide against the Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus fungi. The first series of derivatives was synthesized by the reaction of deacetylated chitosan (QD) propyl bromide (Q-Propil) and pentyl trimethylammonium (Q-Pentil) for obtaining derivatives with increasing degrees of substitution (GS). The second series was obtained from the synthesis of bi-quaternary salts, with subsequent reaction with deacetylated chitosan to yield bi-quaternary derivatives of chitosan (Q-BPHD). All derivatives were characterized using NMR techniques, infra-red (IR) and potentiometric titration and fungicides activities were tested against A. flavus and A. parasiticus by evaluating the mycelial growth of fungi in vitro. The studies were conducted by varying the acidity and ionic strength of the medium. The antifungal activities increase with the degree of substitution and the most substituted derivatives from both series, propyl and pentyl, respectively exhibited activities three to six times lighter than the commercial and deacetylated chitosans. The minimum inhibitory concentrations were recorded after 24, 48 and 72 hours varying the concentration of polymer from 0.5 to 16 g L -1 and the results showed that the quaternary derivatives inhibit the growth of fungi in concentrations four times lower than deacetylated chitosan . The bi-quaternary derivative (Q-BPHD) showed the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Guilherme Duarte Rossi / Banca: Angela Regina Araujo / Banca: Ricardo Antonio Polanozyk / Resumo: A exigência da sociedade por alimentos produzidos com baixos riscos de contaminação aos consumidores e ao meio ambiente tem aumentado constantemente. Nesse cenário, a identificação de novas formas eficazes e seguras para o controle de insetos-praga se mostra como uma tarefa contínua e as quitinases aparecem como uma interessante ferramenta. As quitinases são enzimas com ação de hidrólise sobre quitina e podem interferir no desenvolvimento de pragas visto que esse polímero constitui estruturas como a cutícula e a membrana peritrófica dos insetos. No presente trabalho, foi realizada a produção de um extrato quitinolítico a partir do cultivo da actinobactéria Streptomyces sp. ENT-21 em meio contendo quitina e avaliaram-se os efeitos desse extrato sobre o desenvolvimento de lagartas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), importante praga da cultura do milho. O extrato quitinolítico produzido resultou na interferência do desenvolvimento larval de S. frugiperda, no aumento da mortalidade e na redução do ganho de peso das lagartas em relação a lagartas mantidas como controle. Após fervura, o extrato produzido teve sua atividade quitinolítica inativada e não exerceu influência sobre a mortalidade larval de S. frugiperda em relação ao controle na concentração avaliada. Os resultados indicam que o extrato quitinolítico produzido pelo cultivo de Streptomyces sp. ENT-21 possui atividade inseticida sobre lagartas de S. frugiperda e que a atividade quitinolít... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Society's demand for food production at low contamination risks to consumers and to the environment is in constant increase. In this scenario, the identification of new effective and safe forms for the control of insect pests come into sight as a continuous task and chitinases are considered an interesting promisse. Chitinases are enzymes that hydrolyze chitin and can disrupt the development of insect pests since this polymer constitutes vital structures such as the cuticle and peritrophic membrane of insects. In the present work, we produced a chitinolytic extract using the actinobacterium Streptomyces sp. ENT-21 and evaluated the effects of this extract on larval development of an important pest of maize, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) larvae. The chitinolytic extract interfered in the larval development of S. frugiperda affecting parameters such as larval mortality and larval weight gain. After boiling, no chitinolytic activity was detected in the extract and no influence of boiled extract was observed over S. frugiperda larval development at the evaluated concentration. The results suggest that the evaluated chitinolitic extract has insecticidal activity against S. frugiperda larvae and indicate the chitinolytic activity as an important component of the insecticidal activity of the extract / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:59:23Z : No. of bitstreams: 1 81777.pdf: 1990248 bytes, checksum: 92747ba885250a223242aab57069ba7d (MD5) / O trabalho teve por objetivo fornecer subsídios para um estudo compreensivo do processo de copolimerização de enxerto (grafting) de monômeros vinílicos sobre polissacarídeos. Foi estudada a reação de enxerto de acrilonitrila sobre quitina e derivados usando cério(iv) como iniciador redox, em meio aquoso. As percentagens de enxerto e eficiência sobre quitina foram dependentes das concentrações do iniciador redox e do monômero, bem como da temperatura e do tempo da reação, e do solvente utilizado. As evidências de enxerto foram confirmadas através de espectroscopia infravermelho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T05:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:10:36Z : No. of bitstreams: 1 90935.pdf: 5579008 bytes, checksum: 76c068b4ada370f648fdd343a2b49bcf (MD5) / O presente trabalho descreve a reação de graftização de manômeros acrílicos sobre quitina/quitosana, utilizando o íon Ce(IV) como iniciador redox. Os efeitos da variação das concentrações do iniciador Cério(IV) e da acrilamida sobre a porcentagem e eficiência de graftização foram realizadas a fim de compreender o mecanismo do processo estudado. A evidência da graftização foi confirmada através do mecanismo da reação da mistura física, da espectroscopia infravermelho e micro-análise. As soluções dos copolímeros graftizados de quitosana e poliacrilamida com grau de graftização de 5% e 15% foram adicionadas à superfície de papel kraft, resultando na melhoria das propriedades mecânicas, sem alterar a sua isolabilidade. O copolímero de quitina graftizada com ácido poliacrílico mostrou uma capacidade máxima para complexação de íons Ca2+ através de estudos de efeito do pH, isotermas e cinética de adsorção visando uma possível aplicação como ionômero de vidro.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328353.pdf: 2748241 bytes, checksum: f3e8de437908fedb097a41a6c81f62a3 (MD5) Previous issue date: 2014 / A drenagem ácida mineral (DAM) é um dos mais graves problemas da mineração em termos mundiais, com elevado impacto negativo sobre os cursos hídricos e a vida aquática. As principais características da DAM são baixos pH e elevadas concentrações de sulfatos e diferentes íons metálicos (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Fe, Al, Cr, Mn, Mg, etc.), muitos dos quais são tóxicos para os ecossistemas e, em última instância, para a saúde e qualidade de vida humana. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial da casca de camarão in natura para remoção de metais e ácidos presentes nas águas impactadas por DAM, visando obter, após tratamento, uma água dentro dos padrões legais exigidos que possibilite seu reuso para fins secundários não potáveis. As águas objeto da pesquisa foram provenientes do Manancial da Língua do Dragão (MLD), em Siderópolis-SC, e do rio Sangão (RS) ao passar pela cidade de Criciúma-SC, ambas com pH na faixa de 3 e elevados teores de Al, Fe, Mn e SO42-. Foram realizados ensaios preliminares comparativos de substratos em regime de batelada visando avaliar a influência do pH, da relação quantidade de substrato/volume de água, do tempo de contato e da velocidade de agitação na remediação das águas. Os resultados mostraram que a elevação do pH das amostras e a remoção de íons metálicos foram maiores com casca de camarão do que com quitina comercial. Em contraste, a concentração de sulfato não apresentou modificações após os tratamentos, indicando que, nas condições testadas, a quitina não é um agente adequado para a remoção deste contaminante. No intuito de identificar os parâmetros ideais do experimento, assim como o grau de influência/dependência das variáveis estabelecidas, foi efetuado um planejamento fatorial para água RS tratada com corpo de camarão por meio do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Em termos de eficiência na remoção das espécies poluentes, foi possível determinar as melhores condições experimentais em 188 rpm e 8,975 g ×L-1 de casca de camarão. Os estudos cinéticos revelaram que o modelo de pseudo-segunda ordem forneceu os melhores ajustes dos dados experimentais, confirmando que o controle do mecanismo de velocidade é a adsorção química. Como esperado, os maiores valores de velocidade inicial de adsorção corresponderam a Fe e Al, que são os metais mais abundantes na água objeto de tratamento. Foram efetuados experimentos em fluxo contínuo descendente em escala laboratorial da água RS através de uma coluna preenchida com casca do corpo de camarão. Nas condições analisadas, o padrão para reutilização da água pode ser assegurado até t ~60 min (água de classe III) e t ~300 minutos (padrão de lançamento de efluentes). As capacidades de adsorção de Fe, Al e Mn calculadas pelas curvas de ruptura resultaram em 10,41; 32,62 e 5,56 mg por grama de casca do corpo de camarão, respectivamente, valores em consonância ou mais altos que os encontrados na literatura para outros adsorventes. O estudo por MEV parece confirmar a presença sobre a superfície da casca de camarão saturada de material microcristalino e de material amorfo, em acordo com a existência de mecanismos sucessivos de adsorção e precipitação. Realizaram-se também ensaios de toxicologia aguda com Daphnia magna como organismo-teste, com o objetivo de confirmar o potencial do efluente após tratamento com casca de camarão para fins secundários não potáveis. Os ensaios toxicológicos da amostra pós-tratamento com casca de camarão não apresentaram efeitos tóxicos nos organismos-teste. Este fato confirma a adequação, tanto em termos de pH quanto das concentrações residuais de metais na água tratada, para seu reaproveitamento para fins secundários não potáveis. Como conclusão final, cabe destacar o caráter sustentável do tratamento proposto, com o qual se tem conseguido transformar uma água altamente tóxica em um efluente apto para ser utilizado como água de reuso para fins secundários não potáveis por meio de uma tecnologia de baixo custo, dando um valor agregado a um resíduo inicialmente sem valor, a casca de camarão.<br> / Abstract : The acid mine drainage (AMD) is one of the most serious problems of mining on an international level, with high negative impacts on hydric courses and water life. The main characteristics of AMD are low pH and high sulfate and different metals ions (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Fe, Al, Cr, Mn, Mg, etc.) concentration, many of which demonstrate toxics for the ecosystems, and, in last case, to the health and quality of human life. This way, the objective of this dissertation is to study the potential of the shrimp shell in natura for removal of metals and acids present in mine impacted waters (MIW), aiming to obtain, after treatment, water within legal standards that enable its reuse for secondary non-potable purposes. The waters studied for this research came from  Língua do Dragão manatial in Siderópolis  SC, and from the river Sangão (RS) which both pass by the city Criciúma  SC, both with pH around 3, and high levels of Al, Fe, Mn and SO4 2-. Preliminary trials were performed using the shell of the body (SB) and the shell of the head (SH), as well as commercial chitin (CC) with 70% of purity for comparative effects in batches to analyze the influence of the pH in the relation quantity of substratum/ water volume, the time of contact and the agitation velocity in the remediation of waters. The results show that the elevation of the pH of the samples was higher with the shrimp shells rather than with the commercial chitin. Oppositely, the concentration of sulfate did not present modifications after treatments, indicating that, in the tested conditions, chitin is not an adequate agent for the removal of this contaminant. In order to identify ideal parameters for the experiment, as well as, the degree of influence/dependency of the established variables, a factorial approach for water RS, treated with shells from shrimps bodies was made, by design compost central rotational (DCCR). In terms of efficiency in the removal of pollutant specimens, it was possible to determine how the best experimental conditions 188 rpm and 8,975g L-1 of shrimp shells. The kinetic studies revealed that the model of pseudo second order provided the best adjustments of experimental data, confirming that the control of the velocity mechanism is the chemical adsorption. As expected, the higher values of initial velocity of adsorption corresponded to Fe and Al, the most abundant metals in the water object of treatment. Experiments in continue descendent flow in laboratorial scale of water RS were made by a column filled with shells of shrimps bodies. In the conditions analyzed, the standard for reuse of water can be reassured until t = 60min (class III water) and t~300minutes (standard for effluent launching). The capacities of adsorption of Fe, Al and Mn calculated through the rupture curves result in 10,41; 32,62 and 5,56mg per gram of shrimp body shells, respectively, values in consonance or higher them found in literature for other adsorptions. The study by MEV seems to confirm the presence of microcrystalline and amorphous material over the surface of saturated shrimp shells, in agreement to the existence of successive mechanisms of adsorption and precipitation. Studies of acute toxicology with Daphna magna as test organism were also performed with the goal of confirming the potential of effluent after treatment with shrimp shells for secondary non-potable uses. The toxicological studies of the samples after treatment with shrimp shells did not present toxic effect on the test organisms. This fact confirms the suitability, not only in terms of pH, but also the residual concentrations of metals in the treated water, for its reuse for secondary purposes. As a final conclusion, the sustainable character of the proposed treatment can be pointed out, with which it has been possible to transform an extremely toxic water in an effluent capable of being used as reuse water for secondary non-potable purposes by a cheap technology, giving an earned value to a residue initially without value, the shrimp shell.