Aplicação do delineamento simplex-centroide no estudo da cinética da oxidação de biodiesel B100 em mistura com antioxidantes sintéticos

Antioxidants are an alternative to prevent or slow the degradation of the biofuel. In this study, it was evaluated the oxidative stability of B100 biodiesel from soybean oil in the presence of three commercial synthetic antioxidants, butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT) and tert-butylhydroquinone (TBHQ), pure or blended, from the experimental design of simplex-centroid mixture. The reaction order and rate constant were also calculated for all tests. The treatment containing pure TBHQ proved to be the most effective, proven by design, the optimum mix obtained and the rate constant. Binary and ternary mixtures containing TBHQ also showed appreciable antioxidant effect.

Modelagem da cinética de biodegradação de paclobutrazol em dois solos do semiárido do nordeste brasileiro

Mathematical models can help to prevent high levels of toxic substances in soil or fruits of plants treated with pesticides and indicate that such substances should be systematically monitored. The aim of this research was to study the kinetics of paclobutrazol biodegradation by soil native bacteria using mathematical models. Three models were used to assess the kinetics of paclobutrazol biodegradation obtained experimentally. Excellent fits were obtained using dual kinetic and logistic models. The use of glycerol as additional carbon source increased the biodegradation of PBZ and consequently decreased the time required for a given PBZ initial concentration be halved.

Redução enzimática do 4-(dimetilamino)benzaldeído com pedaços de cenoura (Daucus carota): um experimento simples na compreensão da biocatálise

The present paper describes a simple, low-costly and environmentally friendly procedure for reduction of 4-(dimethylamino)benzaldehyde using carrot bits in water. This interdisciplinary experiment can be used to introduce the concepts of biocatalysis and green chemistry to undergraduate students.

Efeito do teor de umidade sobre o pré-tratamento a vapor e a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar

The effect of moisture content in the steam treatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse was evaluated. Steam treatment was perfomed at 195-210 ºC for 4-8 min using cane bagasse with moisture contents in the range 16-100 wt% (dry basis). Increased moisture contents not only had a positive influence in recovery of main cane biomass components but also resulted in better substrates for enzymatic hydrolysis. As a result, drying is not required for optimal pretreatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse, which can be processed into second generation ethanol immediately after crushing and hot water washing.

Efeito da ativação mecânica de uma formulação de talco/caulim/alumina sobre o mecanismo e a cinética de formação de cordierita

In this study, the influence of mechanical activation by intensive ball milling of a stoichiometric mixture of talc, kaolin, and alumina on the mechanism and kinetics of cordierite (2MgO·2Al2O3·5SiO2) formation was evaluated. The raw materials were characterized by chemical analysis, X-ray diffraction (XRD), laser diffraction, and helium pycnometry. The kinetics and mechanism of cordierite formation were studied by XRD, differential thermal analysis, and dilatometry in order to describe the phase formation as a function of temperature (1000-1400 ºC), time of thermochemical treatment (0-4 h), and grinding time of the mixture (0-45 min). Finally, the optimal conditions of the thermochemical treatment that ensured the formation of cordierite were determined: milling time of 45 min and thermal treatment at 1280 ºC for 1 h.

Estudo da cinética de oxidação de biodiesel b100 obtido de óleo de soja e gordura de porco: determinação da energia de ativação

The quality of biodiesel is extremely important for its commercialization and use; oxidation of biodiesel is a critical factor because it decreases the fuel storage time. A commercial biodiesel was mixed with synthetic antioxidants, according to a simplex-centroid experimental mixture design, and its stability was evaluated through induction period and activation energy. In all trials, addition of antioxidants increased activation energy in the mixtures containing tertiary butylhydroquinone (TBHQ). When a mixture containing 50% TBHQ and 50% butylated hydroxyanisole was used, synergistic effect was observed, and the major activation energy obtained was 104.43 kJ mol-1.

Cinética e caracterização de ramnolipídeos produzidos por Pseudomonas aeruginosa MSIC02 utilizando glicerol como fonte de carbono

Glycerol, a co-product of biodiesel production, was used as a carbon source for the kinetics studies and production of biosurfactants by P. aeruginosa MSIC02. The highest fermentative parameters (Y PX = 3.04 g g-1; Y PS = 0.189 g g-1, P B = 31.94 mg L-1 h-1 and P X = 10.5 mg L-1 h-1) were obtained at concentrations of 0.4% (w/v) NaNO3 and 2% (w/v) glycerol. The rhamnolipid exhibited 80% of emulsification on kerosene, surface tension of 32.5 mN m-1, CMC = 28.2 mg L-1, C20 (concentration of surfactant in the bulk phase that produces a reduction of 20 dyn/cm in the surface tension of the solvent) = 0.99 mg L-1, Γm (surface concentration excess) = 2.4 x 10-26 mol Å-2 and S (surface area) = 70.4 Ų molecule-1 with solutions containing 10% NaCl. A mathematical model based on logistic equation was considered to representing the process. Model parameters were estimated by non-linear regression method. This approach was able to give a good description of the process.

Glicólise do poli(3-hidroxibutirato) por via enzimática

Poly(3-hydroxybutyrate), PHB, is a polymer with broad potential applications because of its biodegradability and biocompatibility. However, its high crystallinity is a limiting factor for many applications. To overcome this drawback, one strategy currently employed involves the reduction of the molecular weight of PHB with the concomitant formation of end-functionalized chains, such as those obtained via glycolysis. The glycolysis of PHB can be catalyzed by acid, base, or organometallic compounds. However, to our knowledge, there are no reports regarding PHB glycolysis catalyzed enzymatically. Among the major types of enzymes used in biocatalysis, the lipases stand out because they have the ability to catalyze reactions in both aqueous and organic media. Thus, in this study, we performed the enzymatic glycolysis of PHB using the lipase Amano PS (Pseudomonas cepacia) with ethane-1,2-diol (ethylene glycol) as the functionalizing agent. The results indicated that the glycolysis was successful and afforded hydroxyl-terminated oligomeric PHB polyols. Nuclear magnetic resonance spectra of the products showed characteristic signals for the terminal hydroxyl groups of the polyols, while thermogravimetric and differential scanning calorimetry analyses confirmed an increase in the thermal stability and a decrease in the crystallinity of the polyols compared with the starting PHB polymer, which were both attributed to the reduction in the molecular weight due to glycolysis.

Delineamentos experimentais eficientes para estudos de cinética química

In this paper we show how to obtain efficient designs of experiments for fitting Michaelis-Menten and Hill equations useful in chemical studies. The search of exact D-optimal designs by using local and pseudo-Bayesian approaches is considered. Optimal designs were compared to those commonly used in practice using an efficiency measure and theoretical standard errors of the kinetic parameter estimates. In conclusion, the D-optimal designs based on the Hill equation proved efficient for estimating the parameters of both models. Furthermore, these are promising with respect to practical issues, allowing efficient estimation as well as goodness-of-fit tests and comparisons between some kinetic models.

Solo contaminado com cádmio: extratibilidade do metal e cinética química de degradação da matéria orgânica de torta de filtro

The chemical kinetics of sugarcane filter cake (FC) organic matter degradation at rates (0, 40, 80, and 120 t ha-1) in non-contaminated and different degrees of cadmium-contaminated Oxisol (0.19, 28, 56, 112 and 200 mg Cd kg-1) and DTPA-extractable Cd was studied. FC degradation was determined by quantifying CO2 emitted from soil samples during 72 days of incubation. DTPA-extractable Cd was performed after the incubation period. FC degradation was described by a two-stage equation of chemical kinetics. FC degradation rates were between 15 and 33%. Total CO2 emitted from FC declined with increasing degree in Cd-contamination and the DTPA-extractable Cd declined with FC rates.

DEGRADAÇÃO MICROBIOLÓGICA E ENZIMÁTICA DE POLÍMEROS: UMA REVISÃO

Polymer recycling has been one of the most important trend in the petrochemical area. Among different technologies, biotechnological (enzymatic and/or microbial) degradation of polymers for the recovery of monomers and oligomers is environmentally-friendly and meet some green chemistry principles. In this work, conditions for the biotechnological degradation of some industrially-relevant polymers (e.g. poly(ethylene terephthalate) and polyethylene) were revised, and the main biocatalysts were identified. In most cases, biodegradation mechanisms are still unclear, thus being necessary more studies to unravel these promising bioprocesses. Polymer biodegradation studies also present considerable importance for other fields, including biomedical and agricultural.

Especificidade de Pyrenophora avenae aos tecidos da semente de Avena sativa e sua atividade enzimática

Manchas nos grãos de aveia (Avena sativa) é limitante à sua comercialização por tornar o produto escuro e não permitir seu uso pela indústria alimentícia. A localização do micélio de Pyrenophora avenae nos grãos de aveia e sua atividade enzimática podem esclarecer a causa das manchas. O objetivo deste trabalho foi determinar a localização de P. avenae, na cariopse de aveia, avaliar a sua atividade enzimática e seu efeito sobre proteínas e lipídios dos grãos de aveia. A localização do micélio nos tecidos da cariopse foi determinada após hidratação e cortes da mesma, seguido da análise dos tecidos sob lupa e microscópio. Para avaliação da atividade enzimática foram utilizados 18 isolados de P. avenae obtidos das principais regiões produtoras de aveia do Brasil, avaliando-os quanto às suas atividades amilolítica, proteolítica e lipolítica, sendo realizada por plaqueamento das estruturas vegetativas em meio sólido específico para as enzimas testadas. As determinações do percentual de proteínas e lipídios foram obtidas pelos métodos de Kjeldahl e Bligh & Dyer, respectivamente. O micélio de P. avenae é a principal causa da mancha nos grãos de aveia, localizando-se nos três tecidos do pericarpo. O fitopatógeno apresenta boa atividade enzimática para lipase e protease porém insignificante para a amilase. Os grãos de aveia manchados e sadios não diferiram nos teores de proteínas e de lipídios. Esses teores foram mais elevados nos tecidos superficiais do pericarpo e aleurona independente da presença ou não de manchas, justificando o crescimento superficial de P. avenae sobre os grãos de aveia.

Virulência, atividade enzimática e padrões de isoesterases de isolados de Pyrenophora chaetomioides, agente etiológico da mancha de grãos e folhas de aveia

A complexidade da população de Pyrenophora chaetomioides, principal agente causal da mancha da folha e do grão de aveia (Avena sativa) no Sul do Brasil, é pouco conhecida. Deste modo, estudos envolvendo a variabilidade da população do patógeno embasarão o desenvolvimento de variedades resistentes. Para a realização deste trabalho, foram selecionados oito isolados de P. chaetomioides a partir de sementes de aveia dos três estados do sul do Brasil. Para testar a virulência, os isolados foram inoculados em seis variedades de aveia, avaliando-se a severidade e o tipo de lesão. Todas as variedades de aveia testadas foram suscetíveis aos isolados, embora variações na intensidade de doença tenham sido observadas. Os isolados foram avaliados quanto às suas características amilolíticas, proteolíticas e lipolíticas, utilizando-se meios sólidos para análise destes complexos enzimáticos. O estudo da caracterização enzimática dos isolados revelou a associação de uma alta atividade enzimática com os isolados mais virulentos. Já a análise dos padrões isoenzimáticos de alfa e beta esterases mostrou alta variabilidade entre os isolados com sete perfis distintos identificados mas sem relação com a virulência em plântulas de aveia.

Caracterização enzimática e patogenicidade cruzada de Colletotrichum spp. associados a doenças de pós-colheita

A antracnose, causada por Colletotrichum spp., pode ocasionar grandes perdas a nível de campo e em pós-colheita sobre diversas culturas e seus produtos. O presente trabalho teve por objetivos testar a patogenicidade cruzada de isolados de C. gloeosporioides do caju (Anacardium occidentale) (CAJ), manga (Mangifera indica) (MG), mamão (Carica papaya) (MM), maracujá (Passiflora edulis) (MR) e C. musae da banana (Musa spp.) (BAJ); avaliar a produção de enzimas extracelulares (amilolítica, celulolítica, lipolítica e proteolítica) produzidas pelos isolados em substratos sólidos específicos; e detectar padrões eletroforéticos de proteínas totais e isoenzimas (alfa-esterase, beta-esterase, fosfatase ácida e leucina aminopeptidase). Na análise da patogenicidade cruzada, todos os isolados de Colletotrichum spp. induziram lesões necróticas, deprimidas sobre os frutos, exceto em maracujá que foi suscetível tão somente ao isolado MR. Quanto à produção de enzimas extracelulares hidrolíticas, os isolados de C. gloeosporioides produziram amilase, lipase, protease e celulase, sendo que esta última enzima não foi detectada em C. musae. Com relação à análise eletroforética de proteínas totais e isoenzimas, os isolados apresentaram variações no número e posição das bandas no gel de poliacrilamida em todos os sistemas, com exceção de leucina aminopeptidase, onde bandas monomórficas foram formadas, sem variação na intensidade e pouca variação na mobilidade relativa.

Indução de resistência a Fusarium oxysporum f. sp. Tracheiphilum em Caupi: eficiência de indutores abióticos e atividade enzimática elicitada

Foram avaliados os efeitos de indutores abióticos em cultivares de caupi inoculadas com Fusarium oxysporum f. sp. tracheiphilum quanto à severidade, controle da doença e atividade enzimática. Para isso, plantas das cultivares IPA-206 e BR-17 Gurguéia com cinco dias de idade foram pulverizadas com soluções aquosas de ASM (5,0 g do i.a./100 L de água), BABA (1,5 mM) e quitosana (2,0 mg/mL), no primeiro par de folhas e inoculadas, após sete dias da germinação, com 20 mL de uma suspensão de 1 x 10(6) conídios/mL do isolado ISO-PE. A avaliação da severidade da doença foi realizada aos 25 dias após a germinação, através de escala de notas e índice de doença. As atividades das enzimas beta-1,3-glucanase, peroxidase e fenilalanina amônia liase (PAL) foram determinadas em plantas submetidas aos tratamentos anteriores, coletadas aos cinco e 10 dias após a inoculação. Foi observada diferença significativa entre os indutores e a testemunha, nas duas cultivares testadas, aos cinco e 10 dias, destacando-se o indutor ASM, proporcionando um controle da doença de 68,90% e 71,59% nas cultivares BR-17 Gurguéia e IPA-206, respectivamente. O indutor ASM apresentou melhores resultados nas atividades de beta-1,3-glucanase, peroxidase e PAL, destacando-se na cultivar IPA-206 nos dois períodos analisados. Os indutores BABA e quitosana diferiram da testemunha, na atividade de PAL e beta-1,3-glucanase, nessa mesma cultivar, aos cinco dias após a inoculação.