Obtenção e caracterização de queratinase de bacillus sp. P45 a partir de coprodutos e aplicação na produção de queijos cremosos enriquecidos com chia e quinoa

As proteases constituem 60-65% do mercado global das enzimas industriais e são utilizadas na indústria de alimentos no processo de amaciamento de carne, na síntese de peptídeos, preparo de fórmulas infantis, panificação, cervejarias, produtos farmacêuticos, diagnósticos médicos, como aditivos na indústria de detergentes e na indústria têxtil no processo de depilação e transformação do couro. Proteases específicas produzidas por micro-organismos queratinolíticos são chamadas de queratinases e distinguem-se de outras proteases pela maior capacidade de degradação de substratos compactos e insolúveis como a queratina. Atualmente, processos que apontem o uso total das matérias-primas e que não resultem em impactos negativos ao meio ambiente tem ganhado destaque. Dentro desta temática, destacam-se a reutilização da farinha de penas residual durante o cultivo do Bacillus sp. P45 para produção de proteases e a biomassa residual de levedura, ambas com elevados teores de proteínas, podendo ser utilizadas no cultivo do Bacillus sp. P45 para obtenção de proteases. O objetivo deste trabalho foi obter a enzima queratinase purificada em grandes quantidades, sua caracterização, bem como a sua aplicação em processos de coagulação enzimática do leite para o desenvolvimento de um queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa. Além disso, aplicar diferentes coprodutos para produção de enzimas proteolíticas e queratinolíticas. A presente tese foi dividida em quatro artigos: no primeiro foi realizado a obtenção da queratinase purificada em maiores quantidades e a determinação dos parâmetros de estabilidade térmica e a influência de componentes químicos na atividade enzimática. A obtenção da enzima em maiores quantidades alcançou fatores de purificação de 2,6, 6,7 e 4,0 vezes, paras 1º SAB, 2º SAB e diafiltração, respectivamente. A recuperação enzimática alcançou valores de 75,3% para o 1º SAB, 75,1% no 2º sistema e 84,3% na diafiltração. A temperatura de 55ºC e o pH 7,5 foram determinados como ótimos para atividade da enzima queratinase. O valor da energia de desativação (Ed) médio foi de 118,0 kJ/mol e os valores de z e D variaram de 13,6 a 18,8ºC, e 6,9 a 237,3 min, respectivamente. Além disso a adição de sais (CaCl2, CaO, C8H5KO4 e MgSO4) elevou a atividade da enzima na presença destes compostos. O segundo artigo apresenta a aplicação da queratinase como coagulante de leite bovino e sua aplicação na obtenção de queijo cremoso enriquecido com chia e quinoa. A enzima mostrou atividade de coagulação semelhante ao coagulante comercial, na concentração de 30mg/mL. A enzima purificada foi empregada de forma eficiente na fabricação do queijo cremoso, que apresentou valores de pH de 5,3 e acidez de 0,06 a 0,1 mol/L, com elevação durante os 25 dias de armazenamento. O terceiro artigo apresenta o perfil do queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa, o qual apresentou alto índice de retenção de água (>99,0%) e baixos valores de sinérese (<0,72%). Elevados teores de fibras foi verificado (3,0 a 5,0%), sugerindo seu consumo como fonte de fibras. As análises microbiológicas foram de acordo com a legislação vigente. Na análise sensorial foi verificado altos valores de suavidade ao paladar e verificado maiores valores de consistência e untabilidade nas amostras com maiores concentrações de nata e quinoa. O quarto artigo traz a extração de β-galactosidase por ultrassom e o uso da biomassa residual da levedura, bem como o uso de farinha de penas residuais como substrato para obtenção de proteases. O ultrassom foi eficiente para ruptura celular e extração de β-galactosidase, apresentando alta atividade (35,0 U/mL) e rendimento (876,0 U/g de biomassa). A maior atividade proteolítica (1300 U/mL em 32 h) e queratinolítica (89,2 U/mL) verificadas ocorreram utilizando-se a biomassa e a farinha de penas residuais, respectivamente. Maior produtividade proteolítica (40,8 U/mL/h) foi verificado no meio utilizando biomassa residual como substrato. Já a maior produtividade queratinolítica (2,8 U/mL/h) foi alcançada utilizando farinha de penas reutilizada.

Modelling and analysis of planar cell polarity

Planar cell polarity (PCP) occurs in the epithelia of many animals and can lead to the alignment of hairs, bristles and feathers; physiologically, it can organise ciliary beating. Here we present two approaches to modelling this phenomenon. The aim is to discover the basic mechanisms that drive PCP, while keeping the models mathematically tractable. We present a feedback and diffusion model, in which adjacent cell sides of neighbouring cells are coupled by a negative feedback loop and diffusion acts within the cell. This approach can give rise to polarity, but also to period two patterns. Polarisation arises via an instability provided a sufficiently strong feedback and sufficiently weak diffusion. Moreover, we discuss a conservative model in which proteins within a cell are redistributed depending on the amount of proteins in the neighbouring cells, coupled with intracellular diffusion. In this case polarity can arise from weakly polarised initial conditions or via a wave provided the diffusion is weak enough. Both models can overcome small anomalies in the initial conditions. Furthermore, the range of the effects of groups of cells with different properties than the surrounding cells depends on the strength of the initial global cue and the intracellular diffusion.

Provenance does matter: Links between winter trophic segregation and the migratory origins of European robins

Amongst migratory species, it is common to find individuals from different populations or geographical origins sharing staging or wintering areas. Given their differing life histories, ecological theory would predict that the different groups of individuals should exhibit some level of niche segregation. This has rarely been investigated because of the difficulty in assigning migrating individuals to breeding areas. Here, we start by documenting a broad geographical gradient of hydrogen isotopes (δ (2)H) in robin Erithacus rubecula feathers across Europe. We then use δ (2)H, as well as wing-tip shape, as surrogates for broad migratory origin of birds wintering in Iberia, to investigate the ecological segregation of populations. Wintering robins of different sexes, ages and body sizes are known to segregate between habitats in Iberia. This has been attributed to the despotic exclusion of inferior competitors from the best patches by dominant individuals. We find no segregation between habitats in relation to δ (2)H in feathers, or to wing-tip shape, which suggests that no major asymmetries in competitive ability exist between migrant robins of different origins. Trophic level (inferred from nitrogen isotopes in blood) correlated both with δ (2)H in feathers and with wing-tip shape, showing that individuals from different geographic origins display a degree of ecological segregation in shared winter quarters. Isotopic mixing models indicate that wintering birds originating from more northerly populations consume more invertebrates. Our multi-scale study suggests that trophic-niche segregation may result from specializations (arising in the population-specific breeding areas) that are transported by the migrants into the shared wintering grounds.

Correlations among behavior, performance and environment in broiler breeders using multivariate analysis

Animal welfare issues have received much attention not only to supply farmed animal requirements, but also to ethical and cultural public concerns. Daily collected information, as well as the systematic follow-up of production stages, produces important statistical data for production assessment and control, as well as for improvement possibilities. In this scenario, this research study analyzed behavioral, production, and environmental data using Main Component Multivariable Analysis, which correlated observed behaviors, recorded using video cameras and electronic identification, with performance parameters of female broiler breeders. The aim was to start building a system to support decision-making in broiler breeder housing, based on bird behavioral parameters. Birds were housed in an environmental chamber, with three pens with different controlled environments. Bird sensitivity to environmental conditions were indicated by their behaviors, stressing the importance of behavioral observations for modern poultry management. A strong association between performance parameters and the behavior at the nest, suggesting that this behavior may be used to predict productivity. The behaviors of ruffling feathers, opening wings, preening, and at the drinker were negatively correlated with environmental temperature, suggesting that the increase of in the frequency of these behaviors indicate improvement of thermal welfare.

Digestibilidade Aparente de Ingredientes pela Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)

Avaliou-se a digestibilidade aparente do milho, amido de milho, milho extrusado, germe de milho, sorgo, farelo de trigo, farelo de arroz, glúten 21, glúten 60, farelo de soja, farelo de canola, farelo de algodão, farinha de peixe, farinha de carne, farinha de vísceras de aves, farinha de sangue e farinha de penas. Confeccionaram-se 18 rações, marcadas com 0,10% de óxido de crômio III, uma delas, basal purificada, e as demais, contendo os ingredientes. Os peixes, 100 juvenis com 100±10 g, foram alojados em cinco tanques-rede para facilitar o manejo de alimentação e a coleta de fezes e permaneceram, durante o dia, em cinco aquários (250 L) de alimentação, recebendo refeições à vontade das 8 às 17h30. Após, foram transferidos para cinco aquários (300 L) de coleta de fezes, onde permaneceram até a manhã do dia subseqüente. O coeficiente de digestibilidade aparente dos ingredientes foi calculado com base no teor de óxido crômio da ração e das fezes. Com base nos resultados, concluiu-se que, entre os ingredientes energéticos, o milho apresentou o melhor coeficiente de digestibilidade aparente, seguindo-se o milho extrusado, o farelo de trigo e o farelo de arroz; dos ingredientes protéicos - vegetal, o glúten 60 e o glúten 21, seguidos do farelo de canola, apresentou os melhores coeficientes e dos protéicos - animal, destacou-se a farinha de vísceras de aves, seguida da farinha de peixes, enquanto os piores coeficientes foram proporcionados pela farinha de penas e farinha de sangue.

Investigação e gerenciamento de áreas contaminadas por postos revendedores de combustíveis em Natal

Activities that have fuel subterranean storage system are considered potentially polluting fuels by CONAMA Resolution 273, due to the possibility of leak, outpouring and overflow of fuel into the ground. Being even more worrying when contaminate groundwater for public supply, as the case of Natal City. For this reason, the Public Ministry/RN, in partnership with UFRN, developed the project environmental suitability of Gas stations in Natal, of which 36% showed evidence of contamination. This paper describes the four stages of the management of contaminated areas: preliminary assessment of environmental liabilities, detailed confirmatory investigation of the contamination, risk analysis to human health (RBCA), as well as the remediation plan of degraded areas. Therefore it is presented a case study. For the area investigated has been proposed a mathematical method to estimate the volume of LNAPL by a free CAD software (ScketchUp) and compare it with the partition method for grid area. Were also performed 3D graphics designs of feathers contamination. Research results showed that passive benzene contamination in groundwater was 2791.77 μg/L, when the maximum allowed by CONAMA Resolution 420 is 5 μg/L which is the potability standards. The individual and cumulative risks were calculated from 4.4 x10-3, both above the limits of 1.0 x10-5 or by RBCA 1.0 x10-6 by the Public Ministry/RN. Corrective action points that remediation of dissolved phase benzene is expected to reach a concentration of 25 μg/L, based on carcinogenic risk for ingestion of groundwater by residents residential, diverging legislation. According to the proposed model, the volume of LNAPL using the ScketchUp was 17.59 m3, while by the grid partitioning method was 14.02 m3. Because of the low recovery, the expected removal of LNAPL is 11 years, if the multiphase extraction system installed in the enterprise is not optimized

Sélection d’habitats par les oiseaux de forêt boréale : une analyse écomorphologique

Dans un contexte d’aménagement forestier, la dynamique spatio-temporelle des habitats est susceptible d’isoler les oiseaux nicheurs durant des périodes de plusieurs années, exerçant une pression pour une grande mobilité chez les oiseaux en dispersion. Les grandes distances migratoires de certaines espèces s’ajoutent aux pressions favorisant la mobilité. Par contre, les déplacements dans un feuillage dense peuvent imposer de fortes contraintes aux attributs conférant une grande mobilité aux oiseaux. Du point de vue de la conservation, il serait très utile de prévoir la réponse des différentes espèces d’oiseaux à la fragmentation de leur habitat, à partir de leurs traits écologiques. La morphologie des ailes d’oiseau, notamment la projection des rémiges primaires, est un indicateur clé de mobilité, et pourrait donc servir à de telles prédictions. Malgré les contraintes aérodynamiques, la projection primaire varie considérablement d’une espèce à l’autre. Afin de mieux comprendre les facteurs déterminant cette diversité, j’ai mesuré les ailes de 1017 spécimens vivants de 22 espèces d’oiseaux à la Forêt Montmorency (Québec) en 2013 et 2014. Conformément à mes prédictions, les espèces d’oiseaux dont la projection des primaires était plus longue migrent sur de plus longues distances et vivent dans des habitats ayant un faible indice de densité végétale. Par contre, je n’ai trouvé aucun lien entre la densité moyenne des populations en nidification, un indicateur d’isolement, et la morphologie des ailes. Ces résultats suggèrent que les réponses variées des oiseaux forestiers face à la fragmentation de leurs habitats seraient difficilement prévisibles par la morphologie liée au vol. Mots clés : fragmentation d’habitat, isolement de l’habitat, morphologie des ailes, écomorphologie, distance migratoire, densité de végétation.

Ocratossina A, metalli, insetticidi e fitoestratti: valutazione degli effetti e degli aspetti residuali nel pollame e in alimenti destinati all'uomo.

La presente tesi di Dottorato di Ricerca descrive le attività di ricerca riguardanti diversi ambiti della sicurezza alimentare, della farmacologia e tossicologia veterinaria. Sono presentati i dati relativi alla ricerca di ocratossina A (OTA) in campioni di bile, rene e fegato di polli, salami artigianali e diversi tipi di formaggio; le concentrazioni di diversi metalli pesanti in uova di galline rurali e 5 tipologie di uova industriali; i dati preliminari ottenuti dalle analisi dei primi campioni di uova e penne provenienti da allevamenti amatoriali di pollame, analizzati per la ricerca del fipronil e metaboliti. Sempre per fipronil, e la molecola foxim, sono presentati dati inerenti a studi di potenziale farmaco-resistenza di popolazioni naturali di Dermanyssus gallinae, e dell’attività insetticida di alcuni fitocomposti a base di tannini. Riguardo all’uso di fitoestratti, sono presentati i dati preliminari ottenuti nei primi mesi di una prova sperimentale in galline di razza Livornese allevata con metodo free-range, finalizzata allo studio della attività anti-infiammatoria e immuno-stimolante, nonché alla valutazione della sicurezza della integrazione nella dieta di Boswellia serrata e Salix alba. Sono stati condotti anche studi traslazionali con altri settori scientifici, relativamente la prevalenza sierologica e microbiologica per Salmonella enterica var. enteritidis e var. thiphymurium in allevamenti ornamentali e da auto-consumo di pollame, e di prevalenza e caratterizzazione di potenziali varianti virali e batteriche (incluse zoonosiche) di alcune malattie infettive del pollame ornamentale. In specie avicole ornamentali è riportato anche uno studio di campo sul trattamento off-label con Fenbendazolo e Flubendazolo in infestazioni massive da Cyathostoma bronchialis in oche esotiche ornamentali. A seguito di una collaborazione con l’Università di Firenze, sono presentati anche i risultati ottenuti da uno studio su modelli murini, dell’azione e funzionamento dei recettori Beta3, espressi nelle neoplasie più frequenti che si verificano nelle donne in gravidanza.