Production of surfactants from bio-materials

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito de um projecto europeu, BIOPRODUCTION, tendo em vista o desenvolvimento de dois tipos de biomaterias funcionais: ésteres de açúcares com ácidos gordos (SFAE) e metacrilatos funcionais. A síntese laboratorial do biosurfactante SFAE foi efectuada utilizando como matérias-primas diferentes sacáridos, nomeadamente sacarose, glucose e melaço de cana-de-açúcar (mistura de polissacáridos), e ésteres metílicos de ácidos gordos (FAME) de óleos vegetais, tais como colza e coco. Esta síntese é constituída por dois passos: acilação dos açúcares com anidrido acético, e transesterificação do açúcar acilado com FAME, utilizando triflatos de lantanídeos como catalisador. Diferentes estequiometrias foram testadas, bem como diferentes processos de modo a evitar a degradação dos açúcares. Foram efectuados testes preliminares de emulsão e calculou-se, empiricamente, o respectivo HLB. Procedeu-se à caracterização do produto através de FTIR e RMN e também à optimização iterativa do processo de síntese. A modificação, à escala laboratorial, de metacrilatos de metilo (MMA) realizou-se recorrendo à sua transesterificação com polióis convencionais. Efectuaram-se testes de reticulação do produto com diferentes catalisadores e iniciadores para posterior aplicação em revestimentos de borracha. Por fim, para ambos os produtos serão necessários estudos adicionais de caracterização, nomeadamente tensão superficial para os biosurfactantes e propriedades mecânicas para polímeros modificados com MMA.

Desenvolvimento de estratégias para aumentar a produtividade e controlar as propriedades de biopolímeros (PHAs) produzidas por culturas mistas

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestrado em Engenharia Química e Bioquímica

Desfecho de Curto e Longo Prazo na Cardiomiopatia Induzida por Estresse: O que Podemos Esperar?

Fundamento: A cardiomiopatia de estresse/Takotsubo (CT) é uma entidade diagnóstica cada vez mais reconhecida. Objetivo: Este estudo teve como objetivo avaliar a prevalência e os preditores clínicos de complicações de curto e longo prazo de pacientes (pts) com CT. Métodos: Foram incluídos todos os pts consecutivamente admitidos no nosso centro, entre novembro de 2006 e agosto de 2011, que preenchiam os critérios diagnósticos da Clínica Mayo. Resultados: Analisaram-se 37 pts (35 mulheres), com idade média de 63 ± 13 anos. A CT foi precipitada na maioria dos casos por eventos de estresse emocional (57%) e dor torácica foi o sintoma de apresentação mais frequente (89%). O electrocardiograma na admissão mostrou supradesnivelamento do segmento ST em 12 pts (32%) e inversão da onda T em 15 casos (41%). Verificou-se disfunção sistólica ventricular esquerda (VE) grave em 16 pts (45%) e a elevação média de troponina I foi de 2,6 ± 1,8 ng/mL. A taxa de complicações intra-hospitalares foi de 30%, sendo o choque cardiogênico a situação mais comum. O estresse físico, a disfunção sistólica grave do VE e o valor de pico do peptídeo natriurético cerebral (BNP) foram preditores de complicações agudas. Não foi encontrada associação entre o pico de troponina I e a apresentação eletrocardiográfica. Trinta e cinco pacientes foram acompanhados por um tempo médio de 482 ± 512 dias, sem recorrência clínica. Conclusão: Na nossa série de pacientes, a CT foi associada a uma alta taxa de complicações intra-hospitalares. O estresse físico, a disfunção sistólica do VE e o valor de pico do BNP foram preditores de desfechos adversos agudos.

Efeito da adição de sulfito sobre a produção de alcoóis superiores durante a fermentação alcoólica

Foi estudado o efeito de quatro concentrações de sulfito (19, 69, 119, 219 ppm) em mostos de melaço de cana em pH 4,O e o efeito do pH de mosto sulfitado sobre a produção de etanol, acetaldeído e os alcoóis n-propílico, isobutílico e isoamílico durante a fermentação alcoólica por Saccharomyces cerevisiae. Não foram detectadas diferenças significativas entre os teores de etanol dos mostos sulfitados. Houve aumento significativo no teor de acetaldeído e redução significativa nos teores de alcoóis superiores com o aumento da concentração de sulfito. A elevação do pH do mosto sulfitado provocou aumento significativo nos teores de acetaldeído e alcoóis superiores não afetando a produção de etanol.

Efeito da adição de sulfato de amônio sobre a produção de ácido succínico durante a fermentação alcoólica

A produção de ácido succínico por leveduras durante a fermentação alcoólica de mosto de melaço suplementado com 25, 50 e 100 ppm de nitrogênio na forma de sulfato de amônio foi determinada por cromatografia em fase gasosa. A adição de nitrogênio amoniacal não afetou significativamente a produção de álcool etílico. Houve redução significativa no teor de ácido succínico com o aumento da quantidade de nitrogênio adicionada.

Controle da lagarta-da-soja com aplicações de seu vírus de poliedrose nuclear por vias aérea e terrestre

De 1983 a 1988 foram conduzidos, na região de Dourados, MS, seis experimentos e três campos-piloto, objetivando controlar a lagarta Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818, com aplicações aérea e terrestre de seu vírus de poliedrose nuclear (VPN Ag). Cem lagartas equivalentes (LE) de VPN Ag associadas a óleo de soja, melaço de cana-de-açúcar e água, foram aplicadas com avião agrícola equipado com Micronair. Os preparados oleosos (5,5 e 5 L ha-1) e com melaço (10 L ha-1) controlaram 75-89% e 79-96% das lagartas, respectivamente. A suspensão aquosa de 3 L ha-1 foi ineficaz, porém as de 15, 20 e 25 L ha-1 controlaram de 81% a 90% das lagartas. Cinqüenta LE, aplicadas com avião agrícola (3 L ha-1) ou atomizador (15 L ha-1), foram ineficientes. Aplicações da mesma dose com pulverizador de barra (134 e 150 L ha-1) proporcionaram controle de 87% e 90%, respectivamente, e com avião (15, 20 e 25 L ha-1), entre 93% e 98%. Aplicações aéreas de 50 LE com óleo de soja (5 L ha-1) ou melaço (10 L ha-1) foram eficientes (86-88% e 99%, respectivamente). Aplicações aéreas de suspensões aquosas e formulado oleoso, em campos-piloto, confirmaram os resultados experimentais.

Desenvolvimento micelial de Lentinula edodes como efeito da profundidade e suplementação do substrato

Este trabalho objetivou avaliar a velocidade do desenvolvimento micelial de Lentinula edodes (Berk.) Pegler, o cogumelo Shiitake, como efeito da profundidade e da suplementação do substrato à base de bagaço de cana, com diferentes quantidades de farelo de arroz e melaço de cana. Foi instalado um experimento em esquema fatorial 7 x 2 (sete níveis de farelo ou melaço x duas fases de crescimento), utilizando frascos de vidro autoclaváveis para contenção dos substratos. As proporções de farelo de arroz testadas foram: 0, 10, 15, 20, 25, 30 e 40% (peso seco/peso seco de bagaço); as concentrações de melaço de cana foram: 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 g/kg de substrato. Fitas de papel milimetrado aderidas externamente ao frasco serviram para medir o desenvolvimento do micélio. Para diferenciação das velocidades em função da profundidade, dividiu-se o crescimento em duas fases: inicial (metade superior do frasco) e final (metade inferior). A velocidade de miceliação na fase inicial foi sempre superior à da fase final, independentemente da quantidade de suplemento. Altas proporções de farelo diminuíram a velocidade de miceliação, principalmente na fase final, e o melaço de cana não influiu na rapidez do crescimento.

Lesões orofaríngeas e neurológicas em ovinos associadas ao uso de pistolas dosificadoras

Descrevem-se 6 surtos de lesões orofaríngeas em ovinos causadas por pistolas para administração oral de anti-helmínticos. Em 2 surtos ocorridos no Rio Grande do Sul, com morbidade de 6,25% e 15% as lesões ocorreram em ovinos de diferentes idades após o tratamento anti-helmíntico. Caracterizaram-se por fístulas que se estendiam através dos tecidos moles desde a boca até a pele da face. Todos os animais morreram ou foram eutanasiados após perda contínua de peso após um curso clínico de até 8 meses. Outro surto nesse mesmo Estado, com uma morbidade de 7,22% caracterizou-se por lesões de edema maligno originadas por traumatismos causados na mucosa oral durante a administração de melaço. Todos os animais morreram em 10 dias após o tratamento. No quarto surto observado no Rio Grande do Sul, houve uma ovelha adulta afetada, de um total de 88, que apresentou severa hemorragia pelo nariz e pela boca 8 dias após ter sido tratada oralmente com anti-helmíntico. Na necropsia apresentava aumento de volume pela face interna da mandíbula do lado direito e bochecha cuja mucosa estava ulcerada, com um coágulo e secreção purulenta com formação de fístula que se estendia pelos tecidos moles em direção ao globo ocular. Dois surtos ocorreram no Estado de Goiás, 16-20 dias após o tratamento oral com anti-helmínticos em cordeiros de 5-9 meses de idade. A morbidade foi de 11,43% e 15,62% e mortalidade de 7,14% e 9,38%. Os animais apresentaram, principalmente, sinais nervosos, causados por abscessos que variavam de 0,5-3cm de diâmetro, contendo exsudato purulento amarelado no seu interior, localizados na orofaringe, palato mole e musculatura esquelética adjacente estendendo-se às meninges através da articulação atlanto-occipital. Meningite não-purulenta foi observada histologicamente. Alerta-se para a necessidade de utilização de pistolas em boas condições e prestar atenção no momento do tratamento oral com anti-helmínticos para evitar ferimentos na orofaringe de ovinos.

Composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas preparadas com resíduos de sardinha

Determinou-se a composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas elaboradas com resíduos de sardinha. Entre os aminoácidos essenciais a leucina apresentou valores mais altos para todas as silagens, a saber, em g/100g de proteína, 8,31 (química); 8,33 (protease 1 semana); 8,42 (pepsina), e 8,06 (inóculo L. plantarum + melaço 2 semanas), seguida pela lisina 6,46; 6,50 6,45, e 9,01; a fenilalanina com 5,32; 5,35 e 5,25 e 5,18. Destaque especial para o aumento na concentração de valina no decorrer do processo de ensilagem passando de 4,80 g/100g de proteína na matéria-prima para 7,67 na silagem química (3 semanas); 6,26 na silagem com meio inóculo de L.plantarum + melaço (48 horas); 6,27 na silagem protease (1 semana) e 6,02 na silagem pepsina (2 semanas). A maior concentração de aminoácidos encontrados foi para o ácido glutâmico, que apresentou teor inicial de 15,20g/100g de proteína e posteriormente 14,02 na silagem química após 1 semana; 14,89 na silagem enzimática com protease (1 semana) e 17,09 na silagem biológica com meio inóculo L.plantarum + melaço após 48 horas.

Estudo da reciclagem de células na produção biológica de etanol

Nas destilarias de álcool o conteúdo de etanol, na suspensão de levedura reciclada, gira em torno de 2% a 3%. A reciclagem de células é realizada tanto em fermentações em batelada, como nas contínuas. A fermentação alcoólica e a recuperação de células de leveduras foram avaliadas em laboratório. A levedura recuperada, por centrifugação, nos experimentos laboratoriais, foi tratada e novamente inoculada em novo meio fermentativo para avaliar o efeito tóxico do etanol e de outros metabólitos nas fermentações subseqüentes. A cepa Saccharomyces cerevisiae IZ-1904 utilizada foi inoculada em meio de melaço diluído contendo 180g L-1 e 310g L-1 de açúcares redutores totais (ART), com três repetições. O tratamento da levedura recuperada constou de dupla centrifugação e ressuspensão em água e vinho. Foram realizadas oito fermentações, a primeira com fermento multiplicado e as demais com a reciclagem de células das fermentações anteriores. O elevado teor de açúcar foi necessário para obtenção da concentração alcoólica desejada no vinho e, assim, conferir inibições e toxicidades detectáveis. Nas fermentações com concentração de etanol menor que 6,4% (v v-1) o efeito tóxico ou inibidor não foi detectado. A inibição pelo etanol e por outros componentes foi detectada sobre as leveduras e os resultados mostraram que a redução dos componentes reciclados com a levedura pode melhorar o processo fermentativo.

Produção de isomaltulose a partir da transformação enzimática da sacarose, utilizando-se Erwinia sp D12 imobilizada com alginato de cálcio

A glicosiltransferase de Erwinia sp D12 é capaz de converter a sacarose em isomaltulose (6-o-alfa-glicopiranosil D-frutofuranose), um açúcar alternativo que apresenta baixo potencial cariogênico, e que pode ser utilizado em chocolates, gomas de mascar e balas. A isomaltulose é também utilizada na produção de isomalte, uma mistura de açúcar álcool, de baixo valor calórico e baixo potencial cariogênico. No estudo da influência dos componentes do meio de cultivo, na produção de glicosiltransferase, em frascos agitados, foi obtido maior atividade da enzima (12,8 unidades de atividade/mL do meio de cultura) em meio de cultura A constituído de melaço 12% (p/v) de sólidos solúveis totais, peptona 4% (p/v) e extrato de carne 0,4% (p/v). No estudo do efeito do tempo e da temperatura na fermentação da linhagem de Erwinia sp D12, em fermentador New Brunswick de 3L, contendo meio de cultura A, foi obtida maior atividade de glicosiltransferase (15,6 unidades de atividade/ mL de meio de cultura) na fase exponencial de crescimento após 8 horas de fermentação a 30ºC. Na produção de isomaltulose a partir da sacarose utilizando-se células de Erwinia sp D12 imobilizadas em alginato de cálcio, estudou-se o efeito da temperatura (25 - 35ºC) e da concentração de substrato (12,5 - 60% p/v). Foi obtido um rendimento em torno de 50% de isomaltulose, com soluções de sacarose entre 20-30% (p/v) a 35ºC. Concentrações em excesso de sacarose (ao redor de 40% p/v) afetaram a atividade da célula imobilizada, diminuindo a conversão de sacarose em isomaltulose. O xarope de isomaltulose foi purificado através de cromatografia de troca iônica e o eluato cristalizado por abaixamento de temperatura. Os cristais apresentaram 91,39% de isomaltulose.

Validação de um desenho experimental para testes sensoriais comparativos com muitas amostras

Nos estudos em análise sensorial a limitação fisiológica dos órgãos dos sentidos dos provadores é um dos fatores a se levar em consideração no planejamento dos testes. O objetivo deste estudo foi validar um desenho experimental para testes comparativos com muitas amostras. Cultivos de leveduras produtoras de aroma frutal foram escolhidas por provadores não treinados e cultivados em caldo YEPD e caldo Melaço. Testes sensoriais de ordenação e de escala foram realizados com 8 linhagens selecionadas e 3 linhagens referência para seleção da melhor linhagem produtora de aroma frutal, em cada meio de cultura, por uma equipe de provadores treinada. A aplicabilidade e a habilidade discriminatória do desenho experimental foi validada por meio de análise estatística. No tratamento estatístico foi utilizado o teste de Friedman para os testes de ordenação e a análise de variância e o teste de Tukey para os testes de escala. Todas as amostras foram comparadas e foram encontradas diferenças significativas ao nível de 5% entre elas. As amostras puderam ser comparadas sem fadiga da equipe de provadores.

Produtividade do Sorgo granífero cv. sacarino e qualidade de produtos formulados isoladamente ou combinados ao caldo de cana-de-açúcar

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento produtivo do Sorgo granífero (Sorghum bicolor L) variedade IPA- 467, mediante condições de irrigação e adubação, bem como, a caracterização físico-química da farinha de diferentes tipos de grãos e de rapadura obtida a partir de combinações de caldo de sorgo (CS) x caldo de cana (CC). O experimento resultou em uma produção de biomassa, sementes, colmo, caldo, melaço fino e melaço grosso, respectivamente, de: 64t/ha; 3,5t/ha; 46t/ha; 700L/t de colmo; 140L/t de colmo e 90L/t de colmo. A farinha obtida a partir de grãos de sorgo apresenta teor de açúcares totais inferior aos da farinha de trigo. As rapaduras em que o caldo de sorgo foi adicionado nas proporções de 10 e 20%, em associação com o caldo-de-cana, obtiveram maior nível de aceitação, quando comparada à rapadura obtida a partir de 100% de caldo de cana-de-açúcar. A aceitação de rapaduras formuladas a partir 30% de caldo sorgo e 70% de caldo de cana não diferiu de rapaduras obtidas de 100% de caldo de cana.

Análise prospectiva da utilização de uma usina como plataforma para uma biorefinaria

Este trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de utilização de uma usina de produção de etanol açúcar e energia elétrica como plataforma para implantação de uma biorefinaria. De forma prospectiva, foram avaliados os principais blocos de construção para o desenvolvimento de uma gama de produtos com base em matérias-primas açucaradas. Alguns destes produtos, como o ácido cítrico, a lisina e o sorbitol, já são fabricados a partir de biomassa no país. Devido ao baixo custo do açúcar de cana e da disponibilidade de fibra para geração de utilidades, as usinas se mostraram plataformas adequadas para anexar unidades para geração de produtos com maior valor agregado. A operação sazonal, entretanto, constitui um dos grandes empecilhos para a viabilização destes complexos, levando à necessidade de estocagem de combustível para operação anual das caldeiras, bem como para produção a estocagem de açúcar, melaço ou etanol como matérias-primas para os processos anexos. Fatores de competitividade, como economia de escala, escopo, diversificação, diferenciação e flexibilidade foram avaliados visando fornecer subsídio para escolha do tamanho de unidades e tipos de produtos e processos. A produção de 15.000 toneladas de cana por dia foi escolhida como módulo de produção eficiente para região de expansão. Esta escala se mostrou adequada para a produção dos produtos derivados de sacarose que atualmente são produzidos no Brasil. Entretanto, a integração da produção de eteno por rotas alcoolquímica à usina demanda unidades com capacidade de processamento acima de 30.000 toneladas de cana por dia. Para avaliação das premissas teóricas, foi realizado um estudo de caso de um complexo envolvendo a produção de etanol, açúcar, ácido cítrico, lisina, PHB e leveduras. A este complexo foi anexada uma unidade de extração de óleo de soja e uma planta de produção de biodiesel. A integração do complexo soja se mostrou viável sob o ponto de vista de suprimento de utilidades (vapor e energia elétrica) e produção de rações de farelo de soja com lisina e levedura. A produção de soja na reforma da área de cana apresenta benefícios de redução de custo de plantio, sendo uma alternativa de integração entre culturas energéticas e de alimentos. Esta produção, entretanto, é insuficiente para justificar a instalação de extratoras de soja anexas a usinas. A biorefinaria sugerida apresentou um valor presente líquido superior ao da instalação de uma usina autônoma utilizada como referência. Para futuros trabalhos foram sugeridos estudos de programação linear para as rotas de produção dos produtos intermediários e finais a partir dos blocos de construção identificados, a integração da biorefinaria com unidades de produção de proteína animal, com a cultura do sorgo e eucalipto. Esta integração tem como objetivo aumentar o fator de utilização dos equipamentos e possibilitar a inserção de tecnologias avançadas, por rotas de hidrólise e gaseificação além da produção de microalgas para melhor aproveitamento do CO2.

O estado da arte das sementes crioulas no Rio Grande do Sul com ênfase em sementes crioulas de melão (Cucumis melo L.)

Este estudo objetivou avaliar o ‘estado da arte’ das sementes ‘crioulas’ no Rio Grande do Sul, possibilitando uma discussão sobre a biodiversidade de plantas cultivadas mantidas por agricultores que ainda utilizam sementes próprias, o diagnóstico sobre as causas da preferência por tais sementes, as dificuldades para sua manutenção e as estratégias desenvolvidas nas diferentes realidades locais para promoção do uso de tais recursos. Para levantar subsídios sobre tecnologia de sementes usadas pelos agricultores, avaliou-se sementes de seis acessos de melões crioulos (Cucumis melo L.) comparados a uma cultivar comercial (T), utilizando-se parâmetros oficiais de tecnologia de sementes. Para o delineamento do “estado da arte” realizou-se um estudo etnográfico baseado em amostragem não probabilística. Entre maio de 2004 e dezembro de 2005 foram contatadas instituições que desenvolvem trabalhos de pesquisa e promoção do uso de sementes tradicionais. A partir da indicação de algumas das instituições, localizou-se agricultores de diferentes regiões como informantes-chave. Como resultados, o estudo diagnosticou 39 espécies vegetais mantidas através de sementes próprias e muitas variedades de plantas consideradas ‘crioulas’, em 13 propriedades amostradas de oito municípios do estado (Porto Alegre, Ipê, Antônio Prado, Palmares do Sul, Santo Antônio do Palma, Bom Retiro, Arroio do Meio e Canguçu), trazendo evidências concretas da agrobiodiversidade mantida pelos ‘agricultores-sementeiros’. As principais vantagens na utilização de sementes próprias, segundo os agricultores, são a adaptabilidade, o sabor e a qualidade das variedades tradicionais, bem como o baixo custo de produção. O desinteresse das novas gerações e a dificuldade em trocar e obter sementes foram registrados como as principais dificuldades enfrentadas. As estratégias locais encontradas para garantir a promoção do uso das sementes crioulas sinalizam criatividade e também a carência de apoio governamental. O estudo com sementes de melão crioulo evidenciou a boa qualidade das sementes amostradas de todos os acessos. As sementes apresentaram em média germinabilidade superior a 80%, além de bons resultados quanto ao vigor. Os testes fitossanitários não indicaram a presença de vírus ou bactérias, mas dois acessos apresentaram contaminação por fungos.