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Previous issue date: 2015-10-28 / Celulose bacteriana é um biopolímero flexível, constituído por fibras mais finas e poros menores do que as da celulose vegetal. Muitas aplicações já são conhecidas, mas ainda são necessárias informações para a viabilização de sua produção em escala industrial. Este trabalho visou contribuir com informações sobre os fatores que influenciam sua produção, sua purificação e elaboração de filmes para uso na área farmacêutica e de alimentos, bem como a interação entre estes fatores. Para tanto, foi realizado um estudo em três etapas: (1) avaliação da interação entre diversas fontes de carbono (glicose, xilose, sacarose, frutose e glicerol) e a velocidade de agitação sobre crescimento da biomassa, produção de celulose, sua capacidade de retenção de água e produção de acetana; (2) estudo do tratamento da celulose bacteriana, interrelacionando diferentes concentrações de NaOH e tempos de aquecimento em forno de micro-ondas de acordo com a efetividade de purificação e a possíveis alterações estruturais; e (3) aproveitamento da celulose produzida sob forma de filmes comestíveis, pela associação com glicerol e manitol em diferentes proporções e a caracteriação dos mesmos. Identificou-se, para as condições investigadas, que: (1) a maior produção de celulose (1,08 ± 0,07gL-1) é obtida com a mistura de glicose e frutose, em cultivo estático, já que a modificação das velocidades de agitação propiciou aumento da biomassa, sem acarretar maior produção de celulose e que as melhores condições de produção de celulose diferem das para a produção de acetana; (2) as condições ideais para a purificação da celulose é com NaOH a 0,85 mol.L-1 e 3,3 min de aquecimento em forno de micro-ondas; (3) o aquecimento a partir de 7 min promoveu modificações estruturais nos domínios cristalinos da celulose e que a partir de 12,5 min obtém-se a mercerização completa da celulose; e (4) é possível determinar as características finais dos filmes produzidos manipulando-se as proporções de manitol e glicerol associados à celulose, de forma a adequá-lo à aplicação desejada. Tais resultados conduziram à conclusão de que as determinações e os tratamentos realizados em cada uma das etapas possibilitou o conhecimento de que dois importantes fatores influenciam juntos a produção de celulose e de acetana por Gluconacetobacter xylinus, bem como a purificação de membranas de celulose e a elaboação de filmes comestíveis com possibilidade de manipulação de suas características para ampliação dos usos deste biopolímero na área farmacêutica. / Bacterial cellulose is a polymer flexible, consisting of thinner fibers and smaller pores than plant cellulose. Many applications are already known, but are still necessary more information about its production for the viability of its production on an industrial scale. This work contributed with information on the factors that influence its production, purification and preparation of films for use in pharmaceuticals and food, as well as the interaction between these factors. To this end, this thesis was prepared in three stages: (1) evaluation of the interaction of various carbon sources (glucose, xylose, sucrose, fructose and glycerol), and the stirring rate on biomass growth, cellulose production, water retention capacity and acetan production; (2) study of the treatment of the bacterial cellulose, cross correlating different concentrations of NaOH and heating time in a microwave oven according to the effectiveness of the purification and the possible structural changes; and (3) use of the cellulose produced in the form of edible films, the combination with glycerol and mannitol in different proportions and characterization thereof. It was identified that (1) higher production of pulp (1.08 ± 0.07 gL-1) was obtained with the mixture of glucose and fructose in static culture, since the modification of agitation rates resulted in an increase of the biomass, without causing larger cellulose production and the best cellulose producing conditions different from those for the production of acetan; (2) optimum conditions for the purification of cellulose is with NaOH 0.85 mol L -1 and 3.3 min of heating in microwave oven; (3) the heating from 7 min promoted structural modifications on cellulose crystalline domains and heating times from the 12.5 min cause complete mercerizing cellulose; and (4) it can determine the final characteristics of the films produced by manipulating the proportions of mannitol and glycerol associated with the cellulose in order to adjust it to the desired application. These results led to the conclusion that the proposed aims have been achieved, since the requirements and treatments carried out in each of steps allowed the understanding of how two important factors influencing together, the synthesis of cellulose and acetan by Gluconacetobacter xylinus and the purification of cellulose membranes and the preparation of edible films with the possibility of handling characteristics to expand the uses of this biopolymer in pharmaceutical area.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17462 |
| Date | 28 October 2015 |
| Creators | COIMBRA, Cynthia Gisele de Oliveira |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8393707689368881, SOUTO MAIOR, Ana Maria, SILVA, Wagner Eduardo |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Biotecnologia Industrial, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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