Os resíduos lignocelulósicos agroindustriais, como a casca de arroz e a casca de soja, são fontes abundantes e de baixo custo na produção biotecnológica de compostos de alto valor agregado como etanol e xilitol, por figurarem como fontes de celulose e hemicelulose. No presente trabalho será estudada a capacidade de conversão dos açúcares provenientes destes resíduos por diferentes leveduras ampliando os conhecimentos sobre a produção biotecnológica de alcoóis. A capacidade de Candida shehatae, Saccharomyces cerevisiae, e a co-cultura destas duas leveduras na conversão do açúcar presente no hidrolisado de casca de arroz (RHH) utilizado como substrato para a produção de etanol foi estudada. Em experimentos em agitador orbital, as co-culturas dessas leveduras apresentaram rendimentos de etanol (YP/S) de 0,42 e 0,51 em meio sintético simulando a composição do hidrolisado e em RHH, respectivamente. Ao analisar a produção de etanol com culturas puras de C. shehatae o rendimento de etanol foi ligeiramente inferior (0,40). Visando analisar o metabolismo das leveduras sob condições de anaerobiose e de limitação de oxigênio, foram realizados experimentos em biorreatores, onde a utilização de co-culturas produziu rendimentos de etanol similares em ambas condições (0,50-0,51) em meio sintético, enquanto que em RHH, rendimentos de 0,48 e 0,44 foram obtidos, respectivamente. Novas estratégias de produção de etanol a partir de hidrolisado de casca de arroz também foram testadas, como a sacarificação e co-fermentação simultânea por S. cerevisiae, Spathaspora arborariae e pela combinação destas leveduras. Nas culturas sob limitação de oxigênio, S. cerevisiae foi capaz de metabolizar a glicose presente RHH, resultando em um rendimento de etanol (YP/S) de 0,45. A co-cultura de S. cerevisiae e S. arborariae foi capaz de metabolizar pentoses e hexoses presentes em RHH, obtendo YP/S de 0,48 g g -1 e rendimento de xilitol (YX/X ) de 0,39 g g -1 e com o uso de sacarificação e co-fermentação simultânea produziu-se 14,5 e 3 g L-1 de etanol e xilitol, respectivamente. No hidrolisado de casca de soja (SHH), testou-se a capacidade das celulases provenientes do fungo Penicillium echinulatum S1M29, em aumentar a quantidade de açúcares no meio de hidrolisado. O rendimento de sacarificação foi de 72 %, quando foi utilizado 15 FPU g-1 de matéria seca, incubado num agitador orbital a 120 rpm, 50 ºC durante 96 h. Após a sacarificação, a capacidade das células imobilizadas de S. cerevisiae, C. shehatae, S. arborariae, ou a combinação de C. shehatae, S. arborariae com S. cerevisiae, para a conversão de açúcares presentes em SHH como substrato para a produção de etanol foi estudada. Os melhores coeficientes de rendimento de etanol (YP/S) foram de 0,45, 0,47 e 0,38, utilizando culturas puras de S. cerevisiae, C. shehatae, e S. arborariae respectivamente, e YP/S de 0,48 e 0,40 g g -1, para co-culturas de S. cerevisiae e C. shehatae ou S. arborariae, respectivamente. As leveduras com os melhores rendimentos de etanol (S. cerevisiae e C. shehatae) tiveram seu metabolismo testado em biorreatores imobilizados. Estas culturas em biorreatores produziram um rendimento do etanol de 0,49, para S. cerevisiae e 0,41 g g -1 usando C. shehatae. Visando a melhora do processo de fermentação do hidrolisado de casca de soja (HCS), realizaram-se experimentos estatísticos (Plackett-Burman e CCD), para diferentes condições operacionais e formulações do meio. Com o Plackett-Burman testou-se os efeitos da suplementação com quatro nutrientes (peptona, extrato de levedura, milhocina e Tween 80). Através do planejamento fatorial composto central (CCD) com quatro repetições no ponto central e seis pontos axiais, analisou-se os efeitos das condições de fermentação (temperatura, pH e tamanho do inóculo) para a produção de etanol por C . guilliermondii. Os resultados demonstraram que nenhuma suplementação do meio foi necessária, sendo C. guilliermondii capaz de crescer em hidrolisado não-suplementado e não-desintoxicado. As melhores condições de cultura foram determinadas pelo CCD como sendo de 28 °C, pH 5.0, e 109 UFC ml-1 de tamanho do inóculo, respectivamente. O coeficiente de produtividade de etanol atingiu um máximo de 1,4 g L-1 h-1 cerca de 80 % do rendimento teórico esperado, resultando em um coeficiente de rendimento de etanol (YP/S) de 0,41 g g-1. / The lignocellulosic agroindustrial residues such as rice hull and soybean hull are abundant and inexpensive wastes and can be used in biotechnological production of high value-added compounds such as ethanol and xylitol, like sources of cellulose and hemicellulose. In this paper was tested the ability of converting sugars from these wastes by different yeasts, using the knowledge about the biotechnological production of alcohols. The ability of Candida shehatae, Saccharomyces cerevisiae, or the combination of these two yeasts in converting the mixed sugar composition of rice hull hydrolysate (RHH) as substrate for ethanol production is presented. In shake flask experiments, co-cultures showed ethanol yields (YP/S) of 0.42 and 0.51 in synthetic medium simulating the sugar composition of RHH and in RHH, respectively, with both glucose and xylose being completely depleted, while pure cultures of C. shehatae produced slightly lower ethanol yields (0.40). Experiments were scaled-up to bioreactors, in which anaerobiosis and oxygen limitation conditions were tested. Bioreactor co-cultures produced similar ethanol yields in both conditions (0.50-0.51) in synthetic medium, while in RHH, yields of 0.48 and 0.44 were obtained, respectively. New technologies to produce ethanol from RHH were tested, with the simultaneous saccharification and co-fermentation by S. cerevisiae, Spathaspora arborariae and the combination of these yeasts. In bioreactor cultures under oxygen limitation, S. cerevisiae was capable of metabolizing glucose from RHH, which contained small amounts of acetic acid, furfural, and hydroxymethylfurfural, achieving ethanol yields of 0.45. In the co-culture of S. cerevisiae and S. arborariae pentoses and hexoses from RHH, were converted to ethanol and xylitol, with yields of 0.48 and 0.39, and using simultaneous saccharification and co-fermentation with both yeasts produced ethanol and xylitol to final concentrations of 14.5 g L-1 and 3 g L-1, respectively. In soybean hull hydrolysate (SHH), was studied the ability of cellulase from Penicillium echinulatum S1M29, to increase the amount of sugars in the hydrolysate medium. The saccharification yield was 72 % using 15 FPU g-1 dry matter on orbital shaker at 120 rpm, 50 °C for 96 h. After saccharification, the ability of immobilized cells of S. cerevisiae, C. shehatae, S. arborariae, or a combination of C. shehatae, S. arborariae with S. cerevisiae for the conversion of sugars present in SHH as a substrate for ethanol production was studied. In shaker cultivations, the bioconversion of SHH into ethanol showed yields (YP/S) of 0.43, 0.47, and 0.38, in cultures of S. cerevisiae, C. shehatae, and S.arborariae, respectively. Co-cultures of S. cerevisiae and C. shehatae or S. cerevisiae and S. arborariae, produced YP/S of 0.48 and 0.40, respectively. S. cerevisiae and C.shehatae were immobilized in Ca-alginate and cultivated in bioreactors to analyse the possibility of scaling up this process. Immobilized-cell cultures showed yields of 0.45 and 0.38, respectively. Aiming to improve the fermentation of soybean hull hydrolysate (HCS), operational conditions and medium formulation were optimized using statistical experimental designs (Plackett-Burman and CCD). Plackett-Burman was used to analysate the effects of supplementation with four nutrients (peptone, yeast extract, corn steep liquor and Tween 80). Using factorial central composite design (CCD) with four replications at the center point and six axial points, was examined the effects of fermentation conditions (temperature, pH, and inoculum size) for ethanol production by Candida guilliermondii BL13. Results showed that C. guilliermondii was capable of growing in non-supplemented, non-detoxified hydrolysate, and the best culture conditions were determined to be 28 °C, pH 5.0, and 109 CFU mL-1 inoculum size, respectively. Ethanol productivity peaked at 1.4 g L-1 h-1 and yields of 0.41 g g-1, about 80 % of expected theoretical yields, were observed.

No description available.

No description available.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-09-04T10:00:49Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Capa - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 248362 bytes, checksum: 624018ec1a92c69ed18fa15281b5b841 (MD5) Ficha Catalografica - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 1897 bytes, checksum: d9ce2a01bda7c80abbd6d6f55881c1c8 (MD5) Dissertação - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 743647 bytes, checksum: 9ee85db857b35b6443527ca9640b3120 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-09-30T20:25:14Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Capa - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 248362 bytes, checksum: 624018ec1a92c69ed18fa15281b5b841 (MD5) Ficha Catalografica - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 1897 bytes, checksum: d9ce2a01bda7c80abbd6d6f55881c1c8 (MD5) Dissertação - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 743647 bytes, checksum: 9ee85db857b35b6443527ca9640b3120 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-09-30T20:27:21Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Capa - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 248362 bytes, checksum: 624018ec1a92c69ed18fa15281b5b841 (MD5) Ficha Catalografica - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 1897 bytes, checksum: d9ce2a01bda7c80abbd6d6f55881c1c8 (MD5) Dissertação - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 743647 bytes, checksum: 9ee85db857b35b6443527ca9640b3120 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-09-30T20:30:00Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Capa - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 248362 bytes, checksum: 624018ec1a92c69ed18fa15281b5b841 (MD5) Ficha Catalografica - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 1897 bytes, checksum: d9ce2a01bda7c80abbd6d6f55881c1c8 (MD5) Dissertação - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 743647 bytes, checksum: 9ee85db857b35b6443527ca9640b3120 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-30T20:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Capa - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 248362 bytes, checksum: 624018ec1a92c69ed18fa15281b5b841 (MD5) Ficha Catalografica - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 1897 bytes, checksum: d9ce2a01bda7c80abbd6d6f55881c1c8 (MD5) Dissertação - Carlos Victor Bessa Correa.pdf: 743647 bytes, checksum: 9ee85db857b35b6443527ca9640b3120 (MD5) Previous issue date: 2010-05-31 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Biscuit is one of the most commercialized in Brazil, its ingredients are high in hydrogenated fat, low fiber content and high calorie. These ingredients contribute to increased cholesterol, triglycerides and obesity. Consumers are children and teenagers, who enjoy the sweet taste, sensory aspect and practicality. Incorporation of functional ingredients in food products has grown in recent decades. The albedo of yellow passion fruit (Passiflora edulis f. flavicarpa) is an agroindustrial residue utilized as dietary fiber. Xylitol is a sweetener whose metabolism occurs via the pentose phosphate independent of insulin, low calorie and inhibits the incidence of caries. The objective was to develop functional biscuit with nutritional properties, fiber-enriched albedo of passion fruit, sweetened with xylitol and evaluation of the physical, physicochemical and sensory. The cookies were prepared by adding fiber to the concentration of 3, 6, 9 and 12%, 10% of xylitol and control with the traditional formulation. The data were analyzed for texture, water activity, soluble solids, pH, pectin, nutritional value and sensory analysis. The results confirm the changes in levels of lipids, carbohydrates, protein, fiber and calories compared to control cookies. The cookie was preferred with 3% fiber, and also the most accepted among the tasters, 71.43% said they liked a lot. In proportion with 12% fiber negatively influenced the texture and acceptability. We conclude that the biscuit enriched with fiber at a rate of 3% is more suitable for development of alternative foods. / O biscoito é um dos produtos mais comercializado no Brasil, os consumidores são as crianças e adolescentes, que apreciam o sabor doce, aspecto sensorial e praticidade. Seus ingredientes contêm elevado teor de gordura hidrogenada, baixo teor de fibras e elevada caloria. Esses ingredientes contribuem para o aumento do colesterol, triglicerídeos e obesidade. A incorporação de ingredientes funcionais em produtos alimentícios tem crescido nas últimas décadas. O albedo do fruto de maracujá (Passiflora edulis f. flavicarpa) é um resíduo agroindustrial aproveitado como fibra alimentar. O xilitol é um adoçante cujo metabolismo ocorre via pentose fosfato independe da insulina, contem baixa caloria e inibe a incidência de cáries. O objetivo deste trabalho foi elaborar biscoito com propriedades nutricionais funcionais, enriquecido com fibra de albedo de maracujá, adoçado com xilitol e avaliação das características físicas, físico-químicas e sensorial. Os biscoitos foram elaborados pela adição de fibra nas concentrações de 3, 6, 9 e 12% com 10% de xilitol e o controle com formulação tradicional. As análises realizadas foram da textura, atividade de água, sólidos solúveis, pH, pectina, valor nutricional e análise sensorial. Os resultados confirmam as modificações nos teores de lipídeos, carboidratos proteínas, fibras e calorias em relação ao biscoito controle. O biscoito preferido foi com 3% de fibra, sendo também o mais aceito entre os degustadores, 71,43% afirmaram que gostaram muito. Na proporção com 12% de fibra influenciou negativamente na textura e aceitabilidade. Conclui-se que o biscoito enriquecido com fibra na proporção de 3% é a mais indicada para elaboração de alimentos alternativos.

Estudos da atividade biológica de produtos naturais visando suas aplicações no controle de microrganismos são estratégicos e de fundamental importância econômica e social. Considerando o grande potencial da biodiversidade brasileira, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana do xilitol e dos extratos brutos obtidos das folhas das plantas Eugenia uniflora, Psidum guajava, Punica granatum e Syzygium cumini, bem como da associação entre os extratos e entre o xilitol e os extratos. Os extratos foram obtidos de folhas frescas maceradas em uma solução de etanol 95%, filtrada após 72 horas e concentrada em evaporador rotatório sob pressão reduzida. Foi realizada a técnica de macrodiluição em caldo e o crescimento das bactérias Staphylococcus aureus (ATCC 25923) e Escherichia coli (ATCC 25922) foi verificado pela leitura da absorbância dos tubos. O crescimento bacteriano normal foi considerado como 100%. A porcentagem de inibição sobre o crescimento bacteriano foi calculada subtraindo-se de 100% a porcentagem de crescimento na presença do extrato, xilitol ou associações. Todos os extratos inibiram o crescimento bacteriano, no entanto a atividade sobre a bactéria E. coli foi inferior aquela obtida para a bactéria S. aureus. Nos ensaios na presença de xilitol apenas a bactéria S. aureus teve seu crescimento inibido. As associações entre os extratos das folhas das espécies E. uniflora e P. guajava e das espécies E. uniflora e P. granatum promoveram inibições superiores e em concentrações menores sobre o crescimento da bactéria S. aureus quando comparadas com as inibições promovidas pelos extratos isolados, indicando um efeito antimicrobiano sinérgico entre estes extratos. As associações entre o xilitol e os extratos das folhas das espécies E. uniflora ou S. cumini e entre o xilitol e os extratos das folhas das espécies P. guajava ou P. granatum apresentaram um efeito antimicrobiano sinérgico sobre as bactérias S. aureus e E. coli, respectivamente. Os resultados do presente estudo contribuem na busca de novas alternativas terapêuticas antimicrobianas, uma vez que pode servir de subsídio para novos estudos químicos e farmacológicos a partir de fontes naturais brasileiras. / Biological activities studies of natural products aiming their applications in microorganisms control are strategic, economic, and socially important. Considering the Brazilian biodiversity‟s large potential, the purpose of this work was to evaluate antimicrobial activity of xylitol and of crude extracts obtained from leaves of the following plants: Eugenia uniflora, Psidum guajava, Punica granatum and Syzygium cumini, as well as from the association of the extracts and of xylitol with the extracts. The extracts were obtained from fresh leaves macerated in a 95% ethanol solution, filtered after 72 hours and concentrated in spinning evaporator under reduced pressure. The broth macrodilution technique was used and growth of Staphylococcus aureus (ATCC 25923) and Escherichia coli (ATCC 25922) bacteria was observed upon reading of pipes absorption. Regular bacterial growth was considered as 100%. The percentage of inhibition over bacterial growth was calculated by subtracting from 100%, the growth percentage in the presence of the essence, xylitol or associations. All extracts inhibited bacterial growth, but the activity on E. coli bacteria was inferior to the one obtained for S. aureus bacteria. In tests in the presence of xyliol only the S. aureus bacteria had its growth inhibited. Associations between the extracts from leaves of the species E. uniflora and P. guajava and the species E. uniflora and P. granatum promoted superior inhibitions and in inferior concentrations over the growth of S. aureus bacteria in comparison to inhibitions promoted by isolated extracts, indicating a synergetic antimicrobial effect between these extracts. The associations between xylitol and the extracts of E. uniflora or S. cumini species and between xylitol and the extracts from leaves of the species P. guajava or P. granatum presented a synergetic antimicrobial effect over the S. aureus and E. coli bacteria, respectively. The results of the present study contribute in the search of antimicrobial therapeutic alternatives, once it can be used as base for new chemical and pharmacological studies from Brazilian natural sources.

Este trabalho teve como objetivo estudar a permeabilização celular de Candida guilliermondii FTI 20037 empregando processos químicos (agentes tensoativos) e físicos (congelamento-descongelamento) e verificar o potencial uso das células permeabilizadas na redução de xilose em xilitol. Os ensaios de permeabilização empregaram suspensão celular de 2 g/L, temperatura de 30ºC e pH 7. Para os processos químicos foram avaliados CTAB (Brometo de cetiltrimetilamônio) e Triton X-100 e os ensaios foram realizados empregando metodologia do planejamento experimental. O monitoramento da permeabilidade celular foi realizado através da dosagem in situ e no sobrenadante da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), selecionada como marcador do tratamento. As enzimas xilose redutase (XR) e xilitol desidrogenase (XD) também foram dosadas. A permeabilização de C. guilliermondii com CTAB permitiu a dosagem in situ de G6PD e XD, mas não de XR. As três enzimas avaliadas não foram detectadas no sobrenadante. As condições que promoveram máxima permeabilidade celular (0,41 mM de CTAB, 200 rpm de agitação e 50 min de tempo de contato) resultaram em níveis in situ de G6PD de 283,4 ± 60,7 U/L e 122,4 ± 15,7 U/gcélulas. Nestas condições de tratamento, o CTAB influenciou negativamente a atividade catalítica de G6PD, XR e XD presentes no homogenato das células rompidas (não tratadas). O estudo de permeabilização celular com Triton X-100 mostrou que o tensoativo foi pouco efetivo, permitindo a dosagem in situ apenas da G6PD. As condições que promoveram máxima permeabilidade celular, ou seja, 2,78 mM de Triton X-100, 200 rpm de agitação e 50 min de tempo de contato, resultaram em níveis in situ de G6PD de 44,7 ± 0,0 U/L e 16,9 ± 0,0 U/gcélulas. Nestas condições, Triton X-100 não afetou a atividade catalítica de G6PD, XR e XD presentes no homogenato das células rompidas (não tratadas). O processo físico de permeabilização consistiu no congelamento da suspensão celular (-18ºC) por período de 48h, seguido do descongelamento em banho-maria (30ºC). Este tratamento permitiu a dosagem in situ das enzimas G6PD (108,7 ± 3,8 U/L e 54,3 ± 1,9 U/ gcélulas) e XR (26,4 ± 0,1U/L e 13,2 ± 0,1 U/gcélulas), mas não da XD. O tratamento não foi suficiente para liberar G6PD, no entanto, cerca de 60% da atividade total de XR foi detectada no sobrenadante (47,1 ± 0,4 U/L e 23,6 ± 0,2 U/gcélulas). Os ensaios de biotransformação mostraram que, nas condições avaliadas, a conversão de xilose em xilitol foi dependente do tipo de tratamento de permeabilização do biocatalisador. Os ensaios de cultivo mostraram que o tratamento das células com Triton X-100 não foi suficiente para causar perda de viabilidade e atividade metabólica de C. guilliermondii, enquanto o congelamento-descongelamento promoveu perda parcial da viabilidade celular. O tratamento das células com CTAB foi mais agressivo, causando a perda total de viabilidade celular. Foi também verificado que resting cells (células em estado de repouso) de C. guilliermondii sem tratamento e permeabilizadas com Triton X-100 foram capazes de converter xilose em xilitol com rendimento de ~60%, após 10 h de reação. Com o presente trabalho pode se concluir que os métodos estudados podem ser especialmente úteis para a determinação in situ de G6PD. Além disto, a utilização de células permeabilizadas pode ajudar a superar os problemas/custos associados com a extração e purificação das enzimas e conseqüentemente contribuírem para o desenvolvimento de uma tecnologia de baixo custo para a produção de xilitol. / This work describes the effect of the surfactants (CTAB and Triton X-100) and freezing-thawing treatment on the permeabilization of C. guilliermondii cells. The potential use of these cells (unpermeabilized and permeabilized by CTAB, Triton X-100 and freezing-thawing treatment) was also evaluated. Response surface methodology was used to investigate the effect of different parameters (detergent concentration, agitation and treatment time) on the permeabilization of C. guilliermondii cells. The experimentation was aimed to find the values of process variables to achieve maximal glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) activity in situ. The intracellular G6PD of the C. guilliermondii could not be detected in intact (unpermeabilized) whole cells. However, on treatment of C.guilliermondii with detergents (CTAB and Triton X-100) and freeze-thawing, the G6PD activity could be measured.The effectiveness of detergent permeabilization of C.guilliermondii cells was dependent on its concentration and exposure time. Maximum permeabilization, measured in terms of assayable G6PD activity in situ, was obtained when the cells were treated with CTAB. Triton X-100 and freeze-thawing were also found to permeabilize the cells, but to a lesser degree than CTAB. The optimum operating conditions for permeabilization process were 0.41 mM (CTAB) or 2.78 mM (Triton X-100) under agitation of 200 rpm at 30ºC temperature and process duration of 50 min and pH 7. At these conditions of process variables, the maximum value of enzyme activity was found to be 283.4 ± 60.7 U/L (122.4 ± 15.7 U/gcells) and 44.7 ± 0.0 U/L (16.9 ± 0.0 U/gcells) for permeabilized cells with CTAB and Triton X-100, respectively. The Triton X-100 was not enough to cause loss of viability and metabolic activity of C. guilliermondii. Freezing-thawing treatment promoted partial loss of cell viability. On the other hand the cells treated with CTAB were totally affected. The biotransformation of xylose to xylitol was studied by employing C. gulliermondii FTI 20037 in two different forms namely unpermeabilized cells and permeabilized cells. The maximum xylitol yield of about 60% was observed with unpermeabilized yeast cells and Triton X-100 permeabilized cells after 10 h of reaction time. In conclusion, surfactants and freezing-thawing treatment provides a simple and mild procedure for C.guilliermondii permeabilization. The method may be especially useful for the in situ determination of G6PD. Response surface methodology was found effective in optimizing and determining the interactions among process variables for the permeabilization process. The use of permeabilized cells can help to overcome the problems/costs associated with enzyme extraction and purification from yeast cells and in the development of a low-cost technology for xylitol production.

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar o potencial de linhagens termotolerantes da espécie Kluyveromyces marxianus para produção de xilitol a partir do hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz. Foi também objetivo deste trabalho estabelecer condições de tratamento alcalino diluído (desacetilação) previamente ao processo de hidrólise ácida da palha de arroz com vistas à obtenção de um hidrolisado com menor toxicidade. Numa primeira etapa do trabalho, foram avaliadas 4 cepas de K.marxianus (Y-6860, Y-6373, Y- 265 e Y-8287) quanto a produção de xilitol em meio semidefinido variando a temperatura de 30 a 40 °C. Com base nos resultados obtidos, foi selecionada a linhagem Y-6373, que apresentou os maiores valores de conversão de xilose em xilitol (YP/S = 0,70 g/g) e produtividade volumétrica (QP = 0,60 g/L.h) na temperatura de 40 °C. Esta linhagem foi então utilizada nos ensaios fermentativos a partir dos hidrolisados obtidos. Para obtenção do hidrolisado hemicelulósico, a palha de arroz foi primeiramente submetida a um tratamento alcalino, em escala de frascos Erlenmeyer, onde se avaliou o efeito da temperatura (50 - 70 °C) e da carga de NaOH (20 - 80 mg/g de biomassa) sobre a remoção de grupos acetil. De acordo com o modelo obtido, a máxima remoção de acetil (97,2 ± 3,4%) pôde ser alcançada empregando 70 °C; 80 mg de NaOH /g de palha por 45 min. Nestas condições do processo, o modelo previu remoções de lignina e de cinzas de 41,3 ± 4,3 e 62,3 ± 5,3%, respectivamente, sem perda significativa das frações açucaradas. Em maior escala (reator de 50L), o tratamento alcalino mostrou resultados de remoção de acetil próximos aos previstos pelo modelo. Com a palha desacetilada, foram então realizados ensaios de hidrólise ácida variando a concentração de H2SO4 (0,5 - 1,5% m/v) e tempo de residência (30 - 90 min) visando estabelecer as condições que maximizem a eficiência de hidrólise da hemicelulose (EHH). Nas condições otimizadas, (H2SO4 1,0% m/v e 85 minutos) foi alcançada uma EHH de 75% em frascos e de 76% em reator. Os resultados referentes à fermentabilidade do hidrolisado empregando a K. marxinuas Y-6373 demonstraram que independentemente da suplementação nutricional, a conversão de xilose em xilitol foi elevada ~ 0,87 g/g e superior a obtida em meio semidefinido contendo apenas xilose como fonte de carbono, porém os valores de produtividade volumétrica foram cerca de 6,5 vezes inferiores ~ 0,13 g/L.h, devido a baixa eficiência de utilização da xilose (XC) ~ 20%, após 72 h de cultivo. A fermentabilidade dos hidrolisados foi melhorada após o procedimento de destoxificação e os resultados variaram com o método empregado. Os melhores resultados foram obtidos em hidrolisado tratado com CaO (YP/S= 0,74 g/g; QP = 0,32 g/L.h e XC =92%). Neste trabalho, foi também demonstrado o efeito repressivo da glicose sobre a assimilação e conversão da xilose em xilitol por K. marxianus, uma vez que em meio semidefinido simulando as concentrações de xilose e glicose presentes no hidrolisado, os valores de XC e YP/S foram reduzidos em torno de 40%. De uma forma geral, conclui-se que a linhagem de K. marxianus selecionada neste estudo, apresenta grande potencial para a produção de xilitol em elevadas temperaturas, porém são ainda necessários estudos para otimizar as condições de produção de xilitol a partir de hidrolisados hemicelulósicos. / In this work the potential of thermotolerant strains of Kluyveromyces marxianus to produce xylitol from rice straw hemicellulosic hydrolyzed was evaluated. In addition, were also established conditions of diluted alkaline treatment (deacetylation) previously to the process of rice straw acid hydrolysis, aiming to decrease the toxicity of the hydrolysate . Initially, four yeast strains of K.marxianus (Y-6860, Y-6373, Y-2265 e Y-8287) were evaluated regarding to the xylitol production in a semi-defined medium, varying the temperature from 30 to 40 ºC. From these results, the strain Y-6373 was selected, due to high values of xylose conversion into xylitol (YP/S = 0.70 g/g) and volumetric productivity (QP = 0.60 g/L.h) at 40ºC. This strain was thus used in the fermentative tests employing the hemicellulosic hydrolysate obtained. The hemicellulosic hydrolysate of rice straw was prepared in two steps; firstly the rice straw was submitted to the alkaline treatment, which was carried out in Erlenmeyer flasks scale. In these experiments, the effects of temperature from 50 to 70 °C and NaOH load from 20 to 80 mg/g biomass on the removal of acetyl groups were evaluated. According to the model obtained, the maximum acetyl removal (97.2 ±3.4%) could be achieved by employing 70 ºC; 80 mg of NaOH/g of straw during 45 minutes. Under these conditions, the model predicted lignin and ashes removals of 41.3±4.3 and 62.3±5.3%, respectively, without significant loss of sugars. On a large scale (reactor of 50L), the alkaline treatment showed outcomes of acetyl removal near the ones predicted by the model. After, the deacetylating straw was submitted to acid hydrolysis process, varying the H2SO4 concentration from 0.5 to 1.5% w/v, and the residence time from 30 to 90 minutes, aiming to stablish the conditions that maximize the efficiency of hemicellulose hydrolysis (EHH). Under optimized conditions, (H2SO4 1.0% w/v and 85 minutes) 75% EHH was achieved in Erlenmeyers flasks and 76% in reactor. As regarding the hydrolysate fermentability employing K. marxinuas Y-6373, the results showed that, regardless of the nutritional supplementation, the conversion of xylose into xylitol was high ~ 0.87 g/g and superior in relation to the one obtained at a semidefined medium containing only xylose as a carbon source. Nevertheless, the values ofvolumetric productivity were approximately 6.5 times inferior ~ 0.13 g/L.h, due to the lowefficiency of xylose consumption (XC) ~ 20%, after 72h of cultivation. The hydrolysate fermentability was improved after detoxification and the results varied with the method employed. The best results were obtained on hydrolysate treated with CaO (YP/S= 0.74 g/g; QP = 0.32 g/L.h and XC = 92%). The glucose effect was further examined in semi-defined medium. The results showed that xylose assimilation and xylitol production by K. marxianus was repressed by glucose, since in a semi-defined media simulating the concentrations of xylose/glucose found in the hydrolyzed, the values of XC e YP/S were reduced in approximately 40%. Based on the results, was concluded that the strain of K. marxianus selected on this study, presents a great potential to produce xylitol at elevated temperatures. However, studies are still necessary to optimize the conditions of this bioconversion from the hemicellulosic hydrolysate.

O Brasil é um país com forte produção agrícola, produzindo anualmente uma grande quantidade de biomassa vegetal, proveniente de resíduos agroflorestais, como o bagaço de cana-de-açúcar, a casca de café, entre outros. As biomassas de origem vegetal são constituídas basicamente por frações de celulose, hemicelulose e lignina que encontram-se intimamente associadas dando origem a uma estrutura recalcitrante do vegetal. O presente estudo teve como objetivo contribuir para o emprego de uma nova matéria-prima, a casca de café, para obtenção de produtos com valor agregado. Foi analisado a composição química da casca de café para determinar os valores de compostos extrativos, celulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Foi analisado também diferentes condições de pré-tratamento ácido e pré-tratamento alcalino, seguido de sacarificação, da casca de café. Os hidrolisados obtidos foram submetidos à fermentação pelas leveduras Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 e Candida guilliermondii FTI 20037 para produção de etanol e xilitol, respectivamente e Saccharomyces cerevisiae 174 para produção de etanol pelos métodos SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) e SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation). A caracterização química da casca de café apresentou concentrações de 38,05% de compostos extrativos, 24% de celulose, 19% de hemicelulose, 13,68% de lignina e cerca de 0,36% em cinzas. As melhores condições de pré-tratamento ácido forneceram um hidrolisado com 31,35 g/L de xilose, 12,42 g/L de glicose, 1,25 g/L de ácido acético e pH de 0,8. A fermentação do hidrolisado ácido produziu 6,1 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,27 g/g. A fermentação do hidrolisado hemicelulósico de casca de café para produção de xilitol apresentou valores de 2,82 g/L do produto, com um Yp/s de 0,16 g/g. A produção de etanol pelo método SHF a partir do hidrolisado enzimático da casca de café foi de 4,89 g/L nas primeiras 12 horas de fermentação, com Yp/s de 0,20 g/g. A fermentação pelo método SSF produziu 4,66 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,17 g/g de etanol no período de 18 horas de fermentação. Frente a isto é possível concluir que a casca de café é uma biomassa com potencial para uso em processos biotecnológicos na produção de compostos com valor agregado como etanol e xilitol. / Brazil is a country with strong agriculture, producing a large amount of plant biomass from agroindustrial waste, such as sugarcane bagasse, coffee husk, among others. Biomasses from plants are basically constituted of cellulose, hemicellulose and lignin, which are deeply associated, resulting in a recalcitrant structure in the plant. The present study aimed at contributing for the application of a new feedstock, coffee husk, for obtaining value-added products. The chemical composition of the coffee husk was analyzed in order to determine values of extractive compounds, cellulose, hemicellulose, lignin and ashes. It was also analyzed different conditions of acid pretreatment and alkaline pretreatment, followed by saccharification, of coffee husks in order to improve the release of sugars. The hydrolysates were fermented by the yeasts Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 and Candida guilliermondii FTI 20037 for the production of ethanol and xylitol, respectively, and by the yeast Saccharomyces cerevisiae 174 for the production of ethanol through SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) and SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) methods. Chemical characterization of the coffee husk presented 38.05% of extractive compounds, 24% of cellulose, 19% of hemicellulose, 13.68% of lignin and around 0.36% of ashes. The best conditions for acid pretreatment yielded 31.35 g/L in xylose, 12.42 g/L glucose and 1.25 g/L acetic acid in 0.8 pH. Acid hydrolysate fermentation of coffee husk produced 6.1 g/L of ethanol, with an YP/S of 0.16 g/g. Ethanol production through SHF methods from enzymatic hydrolysate of coffee husk yielded 4.89 g/L in the first 12 hours of the process, with an YP/S of 0.20 g/g. SSF process yielded 4.66 g/L of ethanol with YP/S of 0.17 g/g after 18 hours of fermentation. It is possible to conclude, thus, that coffee husk is a biomass with potential for biotechnological applications in the production of value-added compounds, such as ethanol and xylitol.

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito clínico e microbiológico residual, na saúde bucal de 40 crianças, cujas mães participaram de um programa preventivo longitudinal, finalizado há sete anos. Elas foram divididas em grupo teste (GT, n=26) e placebo (GP, n=14). Também fizeram parte do estudo, crianças, de mães que deixaram de participar, no decorrer do programa grupo controle, (GC, n=9). Foram avaliados os índices de cárie (OMS, 1999), de placa visível, de sangramento gengival (AINAMO; BAY, 1975), profundidade do sulco gengival à sondagem (GOMES-FILHO et al., 2006), contagem de estreptococos do grupo mutans (EGM) em UFC/mL de saliva e, fatores indicadores de risco à cárie dentária (FIRC). Foram feitas comparações intergrupos, intragrupos e, da amostra total, em diferentes momentos. Considerou-se nessas comparações os dados coletados ao final do programa preventivo (data base) e no controle após sete anos. Das avaliações intergrupos realizadas após sete anos, as que obtiveram resultados significantes foram: a contagem de EGM em UFC/mL de saliva, maior para o GC em relação ao GP e GT (Kruskall-Wallis, p= 0,014); o FIRC relativo ao motivo da consulta, com maior procura por tratamento preventivo para o GC (Quiquadrado, p=0,04) e maior procura por tratamento restaurador para o GP (Quiquadrado, p=0,01). Das avaliações intragrupos realizadas entre a data base e após sete anos, a que obteve resultado significante foi: maior ceo-s para o GP (ANOVA e Tukey, p=0,00). Das avaliações da amostra como um todo, realizadas após sete anos, as que obtiveram resultados significantes foram: relacionadas aos FIRC (Pearson, p<0,05 e r= -1 a 1), envolvendo fator socioeconômico; procura pelo cirurgião-dentista (pela mãe, para a criança, por motivo de dor), frequência de escovação, frequência de visitas ao cirurgião-dentista, frequência de escovação após o jantar e, escolaridade do pai; relacionadas aos índices de saúde bucal (Pearson, p< 0,05 e r= 0,97 a 1), envolvendo índice de cárie, índice de placa visível e, mancha branca. A avaliação do efeito residual do programa preventivo de cárie aplicado às mães como objetivo proteger seus filhos, auxilia na determinação de melhores estratégias, para a implementação de programas preventivos no futuro. Conclui-se pelos dados analisados que o programa foi capaz de manifestar alguns resultados positivos na população diretamente envolvida, após sete anos do seu término / The aim of this study was to evaluate the clinical and microbiological residual effect of a longitudinal preventive program directed to mothers on the oral health of 40 children, after seven years. The children were divided into two groups: test group (TG, n = 26) and placebo (PG, n = 14). An additional control group (CG, n = 9) corresponded to children whose mothers dropped out of the preventive program. The clinical oral health indices evaluated were: dental caries (WHO, 1999); visible plaque and gingival bleeding (AINAMO; BAY, 1975) and depth of the gingival sulcus probing (GOMES-FILHO et al., 2006). The count of mutans streptococci (MS) in CFU / mL of saliva, and risk factors indicators associated with dental caries (RFIC) were also evaluated. Comparisons were made between groups, within groups and with the total sample, at different times. The data obtained at the end of the preventive program (baseline) as well as those after seven years were considered in these comparisons. The intergroup evaluations performed after seven years, showed significant higher MS count in CFU / mL of saliva for CG when compared PG and TG (Kruskal-Wallis, p = 0.014); concerning the RFIC, the higher reason for consultation was preventive treatment for CG (Chi-square, p = 0.04) and restorative treatment for the PG (Chi-square, p = .01). The intragroup evaluation for PG performed between baseline and after seven years, showed a significant increase in the dmfs (ANOVA and Tukey\'s test, p = .00). Evaluations of the total sample performed after seven years, showed significant results related to the RFIC (Pearson, p <0.05 and r = ±1), involving socioeconomic factor, searching for dentist (by mother to the child, by reason of pain), frequency of brushing, frequency of visits to the dentist, frequent brushing after dinner, and father\'s education. Besides, factors related to oral health indices (Pearson, p <0.05 and r = 0.97 to 1), involving caries, plaque, and visible index and, white spot. The evaluation of the residual effect of a caries preventive program applied to mothers, aiming to maintain oral health of their children, helps to determine better strategies for the implementation of prevention programs in the future. Considering the data of the present study it is concluded that the program was able to express some positive results in the population directly involved, after seven years of its completion.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-20T18:10:22Z No. of bitstreams: 1 annelisafarahdasilva.pdf: 1005296 bytes, checksum: bd6fe0556315b033084ab37bb370e929 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:24:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 annelisafarahdasilva.pdf: 1005296 bytes, checksum: bd6fe0556315b033084ab37bb370e929 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 annelisafarahdasilva.pdf: 1005296 bytes, checksum: bd6fe0556315b033084ab37bb370e929 (MD5) Previous issue date: 2010-07-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recentes pesquisas demonstram que o xilitol, além de poder ser utilizado como um ingrediente alimentar, possui várias aplicações clínicas, sendo indicado para tratar diabetes, lesões renais e parenterais, bem como para prevenir otite, cáries dentárias, infecções pulmonares e osteoporose. Na literatura científica, há alguns relatos da atuação antiaderente do xilitol sobre diversas bactérias. Atualmente, com a emergência de microrganismos resistentes aos antimicrobianos convencionais, torna-se essencial a intensificação de pesquisas de novas estratégias para se prevenir e/ou tratar doenças ocasionadas pela presença destes patógenos. Uma abordagem promissora se baseia no conhecimento da aderência de microrganismos a diferentes superfícies, tanto no hospedeiro (in vivo) quanto em materiais médico-hospitalares, e de mecanismos que possam impedir essa colonização. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana e a propriedade antiaderente do xilitol frente às cepas bacterianas Escherichia coli ATCC 8739, Escherichia coli clínica (EPEC), Salmonella enterica sorotipo Typhimurium clínica, Shigella flexneri ATCC 12022, Shigella flexneri clínica e Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027. Foram realizados o teste de atividade antimicrobiana, para determinação da concentração inibitória mínima (CIM), e o teste de aderência, no qual os parâmetros: crescimento no meio de cultivo, número de unidades formadoras de colônias desprendidas e avaliação das lamínulas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram analizados. Foi constatado que o xilitol, nas concentrações 0,5%; 2,5% e 5,0%, não possui atividade antimicrobiana sobre as cepas testadas. No entanto, foi demonstrada a inibição da aderência tanto pelas contagens dos bacilos desprendidos quanto pelas microfotografias obtidas por MEV. Para as concentrações de xilitol 0,5%; 2,5% e 5,0% foram desprendidos, respectivamente, 89 ± 6; 187 ± 12 e 257 ± 30 bacilos (E.coli ATCC 8739); 198 ± 28; 282 ± 20 e 311 ± 30 bacilos (E.coli clínica - EPEC); 65 ± 4; 23 ± 2 e 31 ± 1 bacilos (S. enterica sorotipo Typhimurium clínica); 131 ± 3; 120 ± 6 e 58 ± 6 bacilos (S. flexneri ATCC 12022); 779 ± 15; 146 ± 2 e 56 ± 6 bacilos (S. flexneri clínica); 2259 ± 130; 2990 ± 130 e 5330 ± 0 bacilos (P. aeruginosa ATCC 9027). Para todas as cepas testadas, os resultados revelaram que a inibição da aderência microbiana, observada nas lamínulas tratadas com xilitol, é provavelmente o mecanismo de ação deste composto. Este trabalho confere ao xilitol um maior valor agregado, torna-se uma biomolécula adequada para ser usada como adjuvante terapêutico para a prevenção e/ou tratamento de uma série de infecções recorrentes. / Recent researches show that xylitol, besides being used as a food ingredient, has many clinical applications, being used to treat diabetes, renal and parenteral lesions, as well as to prevent otitis media, caries, lung infections and osteoporosis. In the scientific literature, there are some reports on the anti-adherent action of xylitol on many bacteria. Currently, with the emergence of microorganisms resistant to conventional antibiotics, research for new strategies is necessary, aiming at preventing and/or treating diseases caused by the presence of such pathogens. A very promising approach is based on the awareness of the adherence of microorganisms to several surfaces, both in the host (in vivo) and in medical-hospital materials, and of the mechanisms which may prevent such colonization. The present study aimed at evaluating the antimicrobial activity and the anti-adherent property of xylitol on the bacterial strains Escherichia coli (ATCC 8739), clinical Escherichia coli (EPEC), clinical Salmonella enterica serotype Typhimurium, Shigella flexneri (ATCC 12022), clinical Shigella flexneri and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027). The test of antimicrobial activity was realized to determinate a minimum inhibitory concentration (MIC) and the adhesion test were performed, according to which the parameters regarding growth in the culture medium, number of colony-forming units (CFUs) released and evaluation of slides using scanning electron microscopy (SEM) were analyzed. It was found that 0.5%, 2.5% and 5.0% concentrations of xylitol do not have antimicrobial activity on the strains tested. However, the inhibition of adherence was demonstrated both by counting the released bacilli and by SEM microphotographs. For 0.5%, 2.5% and 5.0% concentrations of xylitol, CFUs were released, respectively of 89 ± 6; 187 ± 12 and 257 ± 30 E.coli ATCC 8739 bacilli; 198 ± 28; 282 ± 20 and 311 ± 30 clinical E.coli – EPEC bacilli ; 65 ± 4; 23 ± 2 and 31 ± 1 clinical S. enterica sorotipo Typhimurium bacilli ; 131 ± 3; 120 ± 6 and 58 ± 6 S. flexneri ATCC 12022 bacilli; 779 ± 15; 146 ± 2 and 56 ± 6 clinical S. flexneri bacilli; 2259 ± 130; 2990 ± 130 and 5330 ± 0 P. aeruginosa ATCC 9027 bacilli. For all the strains tested, the results obtained show that the inhibition of microbial adhesion, observed in slides treated with xylitol, is probably the mechanism of action of this compound. This study gives xylitol a greater added value, making it an appropriate biomolecule to be used as adjuvant therapeutic for the prevention and/or treatment of a series of recurrent infections.