Systems biology approaches for the design of novel Saccharomyces cerevisiae winemaking strains for enhanced flavour compounds synthesis

Tese de Doutoramento em Biologia Ambiental e Molecular

Olive pomace pretreatments to enhance its valorisation by solid-state fermentation

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Estudo de estirpes probióticas como inoculantes de silagens para o controlo de micotoxinas

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Production of biohydrogen from dark fermentation of organic wastes

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Malolactic fermentation in winemaking: evaluation of operational parameters

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos

La ganadería argentina tiene como uno de sus principales componentes de la alimentación a las pasturas cultivadas, tanto anuales como perennes. La expansión agrícola determinó el desplazamiento de parte de la ganadería nacional hacia zonas con restricciones edáficas y/o climáticas, necesitadas de nuevas tecnologías en pasturas. La genética permite abordar estos desafíos a través del desarrollo de cultivares de especies forrajeras adaptados a diversos ambientes. Instituciones nacionales han desarrollado y difundido los cultivares mas exitosos de las principales especies templadas existentes en el mercado nacional. En el caso de las especies megatérmicas, no existen cultivares nacionales y las demandas de la región son abastecidas por introducciones foráneas a veces no seleccionadas en ambientes restrictivos. Esto pone en evidencia que el mejoramiento genético de especies megatérmicas es una clara vacancia de instituciones nacionales y privadas del país. En este contexto, el Proyecto del INTA AEFP 261821 PE Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos tiene como objetivo general incrementar la productividad, la calidad y/o la persistencia de las pasturas cultivadas a través del desarrollo de cultivares forrajeros adaptados a los distintos ambientes y sistemas de producción. En particular, a su vez, tiene como objetivo generar poblaciones o clones de Chloris gayana y Cenchrus ciliaris, mejorados por su tolerancia al estrés abiótico, mayor productividad y digestibilidad de la materia seca. Si bien la digestibilidad es de importancia central, no es el único factor de calidad que gobierna el producto animal. El valor nutritivo del forraje depende de sus constituyentes químicos, del consumo y la digestibilidad y la implementación de estrategias de selección para mejorar la calidad solo se logra si se comprende el rol de cada constituyente celular en la nutrición animal. Debido a la escasa disponibilidad de muestra, tipo de forrajeras (megatérmicas) y a la necesidad de realizar un screening comparativo se utilizará la técnica in situ (desaparición ruminal de la materia seca). En este proyecto el Laboratorio de Forrajes de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la UCC actuará como contraparte de la Institución Cooperante asumiendo la ejecución del objetivo de evaluar caracteres de calidad de las forrajeras estudiadas

Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos.

La ganadería argentina tiene como uno de sus principales componentes de la alimentación a las pasturas cultivadas, tanto anuales como perennes. La expansión agrícola determinó el desplazamiento de parte de la ganadería nacional hacia zonas con restricciones edáficas y/o climáticas, necesitadas de nuevas tecnologías en pasturas. La genética permite abordar estos desafíos a través del desarrollo de cultivares de especies forrajeras adaptados a diversos ambientes. Instituciones nacionales han desarrollado y difundido los cultivares mas exitosos de las principales especies templadas existentes en el mercado nacional. En el caso de las especies megatérmicas, existe un cultivar y las demandas de la región son abastecidas por introducciones foráneas a veces no seleccionadas en ambientes restrictivos. Esto pone en evidencia que el mejoramiento genético de especies megatérmicas es una clara vacancia de instituciones nacionales y privadas del país. En este contexto, el Proyecto del INTA AEFP 261821 PE Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos tiene como objetivo general incrementar la productividad, la calidad y/o la persistencia de las pasturas cultivadas a través del desarrollo de cultivares forrajeros adaptados a los distintos ambientes y sistemas de producción. En particular, a su vez, tiene como objetivo generar poblaciones o clones de Chloris gayana Kunt y Cenchrus ciliaris L., mejorados por su tolerancia al estrés abiótico, mayor productividad y digestibilidad de la materia seca. Debido a la escasa disponibilidad de muestra, tipo de forrajeras (megatérmicas) y a la necesidad de realizar un screening comparativo se utilizará la técnica in situ (desaparición ruminal de la materia seca). En este proyecto el Laboratorio de Forrajes de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la UCC actuará como contraparte de la Institución Cooperante asumiendo la ejecución del objetivo de evaluar caracteres de calidad de las forrajeras estudiadas.

Efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo de camundongos Apo E

FUNDAMENTO: A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica de origem multifatorial que ocorre em resposta à agressão endotelial. O fungo Monascus ruber apresenta atividade hipocolesterolêmica e polifenóis presentes no resíduo de café apresentam atividade antioxidante, podendo auxiliar na prevenção de doenças cardiovasculares. O resíduo de café possui quantidade significativa de açúcares fermentescíveis, constituindo-se em substrato apropriado para o cultivo de fungos. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo lipídico de camundongos knockout Apo E. MÉTODOS: O ensaio biológico foi realizado com 30 camundongos knockout para o gene Apo E, divididos em cinco grupos e submetidos a diferentes tratamentos. Foi realizada a prospecção fitoquímica e quantificação de compostos fenólicos dos resíduos fermentado e sem fermentar. O soro dos animais foi analisado utilizando kits enzimáticos e o tecido aórtico incluso em parafina e corado com H/E para realização da análise histopatológica. RESULTADOS: O resíduo de café sem fermentar 2%, em relação ao grupo controle, diminuiu em 42% o nível sérico de triacilgliceróis e em aproximadamente 41% a fração VLDL-c. Os grupos dos animais alimentados com 10% de resíduo não fermentado e 2% de resíduo fermentado diminuíram a área de lesão 10,5% e 15,4%, respectivamente, quando comparados ao controle. O resíduo fermentado apresentou um teor de compostos fenólicos superior ao resíduo não fermentado. CONCLUSÃO: O presente estudo mostra que a fermentação do resíduo de café apresenta potencial efeito benéfico sobre as doenças cardiovasculares, especialmente a aterosclerose.

Variação estacional da composição química-bromatológica, do teor de macronutrientes minerais e da digestibilidade "in vitro" do capim elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) variedade napier

Com a finalidade de estudar alguns aspectos do valor nutritivo do capim elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) variedade Napier, procurou-se, no presente trabalho, determinar os constituintes químico-bromatológicos e 6 macronutrientes minerais (nitrogênio, fósforo, cálcio, enxofre, potássio e magnésio), assim como estimar a digestibilidade "in vitro" da matéria seca e da celulose. A matéria seca, a proteína bruta, a fibra bruta e a cinza bruta foram determinadas pelos métodos descritos pela A.O.A.C. (1965), e a celulose pelo processo descrito por CRAMPTON e MAYNARD (1938). Dos macronutrientes minerais estudados, o cálcio, o potássio e o magnésio foram determinados por espectrofotometria de absorção atômica, o fósforo pelo processo do vanádio-molibdato de amônio, por digestão nítrico-perclórica, e o enxofre pelo método gravimétrico do bário. A digestibilidade "in vitro" da matéria seca e da celulose foi determinada por um período de 48 horas, utilizando-se fluido ruminal de carneiro, conforme o método descrito por CARVALHO (1967) e as modificações introduzidas por SILVEIRA (1970). Evidenciou-se a influência da maturidade sobre os constituintes químico-bromatológicos, os macronutrientes minerais e a digestibilidade "in vitro" do capim Napier. Os teores de materia seca, de fibra bruta e de celulose se elevaram e os teores de proteína bruta e cinza bruta decresceram com a maturidade da planta. Os teores de nitrogênio, fósforo, enxofre e potássio declinaram, os teores de magnésio mostraram tendência a se elevar e os teores de cálcio apresentaram constante variação com o avançar da idade da forrageira. A digestibilidade "in vitro" da matéria seca e da celulose foi influenciada negativamente pela maturidade da planta. Foram estabelecidas correlações entre os constituintes químico-bromatológicos e a digestibilidade "in vitro" e entre esta e os macronutrientes minerais.

Capacidade fermentativa de Saccharomyces cerevisiae enriquecida com ácidos graxos

Levedura de panificaçao (Saccharomyces cerevisiae) foi obtida anaerobicamente (sem e com adição dos ácidos graxos palmítico, oleico e linoleico) e aerobicamente e utilizada em ensaios de fermentação com 14% e 16% de sacarose a 32°C. Não houve diferenças significativas, quanto a viabilidade celular, entre os tratamentos das leveduras com ácido oleico, ácido linoleico e aerobicamente (as quais foram ricas em palmitoleico e oleico). As leveduras enriquecidas com ácido palmítico e anaeróbicas apresentaram maior redução na viabilidade do que com ácidos graxos insaturados. Foi observado um aumento na produção de ácido pirúvico e uma redução nos álcoois superiores com a redução da viabilidade celular.

Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

O grupo pullorum-gallinarum em provas bacteriologicas comparativas

Foram examinadas 38 amostras de germens do grupo pullorumgallinarum, de origem européa, americana ou isoladas no Brasil, acompanhadas bacteriologicamente durante 3 annos, na fixidez de suas propriedades ou na possibilidade de sua transformação dum typo em outro. a) Distinguiram-se no estudo das propriedades cinco typos de germens no grupo pullorumgallinarum - 1) pullorum gazogeno, 2) pullorum não gazogeno, 3) intermedius, 4) gallinarum ou intermedius? gazogeno, 5) gallinarum não gazogeno. Os 2 primeiros e o 5º já bem cinhecidos e acceitos; o 4º admittido por Beck & Eber, em 1929, o 3º evidenciado por nós em 1935. b) O typo gallinarum gazogeno deve ser mais propriamente talvez considerado como typo intermedius gazogeno a vista de sua acção sobre sorbita e a xylose e sobre o meio de Jordan. c) O quadro final resume as caracteristicas mais importantes destes cinco typos, baseando-se a differenciação principalmente na alteração do vermelho neutro, na produção de H²S, na fermentação de glycerina, rhamnose, xylose, dulcita, sorbita e maltose, na acção sobre o tartaro, na producção de gaz e no aspecto das colonias na superficie de certos meios de cultura. d) Outras propriedades biologicas examinadas - acção sobre o leite, sôro de leite, dextrina, etc, admitidos por varios pesquizadores na differenciação, parecem distituidas de valor. e) As amostras mantiveram fixas as suas propriedades durante todo o tempo em que foram acompanhadas. A hypothese de uma possivel transformação de um typo em outro não foi confirmada em nenhuma das amostras estudadas, justificando a entidade dos varios typos admittidos. f) Discrepancias observadas na fermentação da maltose, referidas por varios pesquizadores com germens desse grupo, não foram confirmadas no presente trabalho. g) Encontrou-se no sôro sanguineo um factor capaz de transformar a maltose em glycose, tornando aquelle assucar fermentescivel. Essa substancia é thermo-estavel e resiste á acção de substancias antidiastasicas. h) A analyse sôrologica das amostras estudadas não permittiu differenciar os typos entre si.

Infecção gonocócica em rim carcinomatoso

Os A.A. observaram um caso de infecção renal gonocócica, que relatam com as necessarias minucias, tanto sob o ponto de vista clinico-cirurgico como bacteriologico. 2 - Revendo a bibliografia sobre o assunto, verificaram que as infecções renais gonocócias são raras, e rarissimas as que apresentam provas de identificação bacteriologica completa do gonocóco, como se fez no presente caso que deve figurar em 15º lugar, desde a descoberta do germen por Neisser, ha 59 anos. 3 - As provas bacteriologicas consistiram no exame bacterioscopico do sedimento urinario e pús renal, caracteres das colonias e culturas, seguidas de exames de esfregaços, provas de fermentação de glicose e maltose; sôro aglutinação e gono fixação. Todas as provas foram positivas para o gonocóco. 4- O rim não deve ser favoravel á proliferação do gonocóco, ou pela natureza do seu epitelio ou pela secreção de substancias que impeçam o seu desenvolvimento ou outra causa qualquer. Dada a frequencia das infecções gonocócicas no parelho urinario inferior, seria de esperar que, em grande numero de casos, fosse atingido o superior.5 - Como causas predisponentes a esse ataque secundario que se processa por vias sanguinea, linfatica ou contiguidade, cita Uhle as seguintes: 1º - perturbações congenitas, lesões obstrutoras, principalmente do ureter. 2º - calculos, tumores, etc. 3º - traumatismos seguidos de rutura e hemorragia e 4º - antecedentes patologícos não demonstrados. O nosso caso cabe no 2º paragrafo. O rim apresentava um tumor maligno e tinha inumeros calculos. 6 - Depois que o rim foi retirado pela intervenção cirurgica, que correu sem acidentes, o doente entrou logo a melhorar, tendo alta curado, do Hospital. Nada tem havido, até a presente data, que faça suspeitar, no desenvolvimento de qualquer metastase do tumor. Aliás, a operação foi indicada em virtude do estado infeccioso, sendo posterior á mesma a descoberta do carcinoma. 7 - Interessante referir tambem que, muito embora o rim estivesse atacado pelo gonocóco, o aparelho urinario inferior nada acusou nesse sentido, nem antes da operação, nem depois do doente ter tido alta. 8 - Casos como o presente, se bem que raros, pois que assim se têm mostrado nos centros onde a pesquiza é sistematica, devem aparecer outras vezes, sendo, portanto, sempre aconselhavel o exame bacteriologico dos casos de infecções renais supuradas.

Optimização da Produção de Frutooligossacáridos por Aspergillus

Este trabalho foi proposto no âmbito do Projecto BIOLIFE – Produção de ingredientes para alimentos funcionais, em curso na BIOTEMPO, Lda desde 2004. Com este trabalho, pretendeu-se avaliar o potencial da produção de frutooligossacáridos (FOS) por Aspergillus sp, recorrendo a um sistema de fermentação descontínuo. Frutooligossacáridos (FOS) são oligossacáridos que ocorrem naturalmente em produtos de origem vegetal, tais como o tomate, cevada, cebola, banana, centeio, espargos, alcachofras, entre outros. Para além de existirem naturalmente, os FOS podem ser produzidos a partir da sacarose usando enzimas ou recorrendo a microrganismos produtores. A tecnologia de fermentação tem como vantagem face à tecnologia enzimática, actualmente a mais utilizada no mercado, o facto de evitar o passo de produção e separação das enzimas, simplificando o processo e reduzindo os custos de operação. Os FOS são prebióticos que, para além de serem compostos indigeríveis, possuem um bom poder adoçante que, apesar de inferior ao dos açúcares comuns é bastante significativo. Esta característica permite a sua utilização como adoçantes não calóricos. Adicionalmente, os prebióticos apresentam outras propriedades benéficas tais como o aumento da absorção de cálcio e magnésio, o aumento da velocidade de metabolismo dos lípidos e efeitos anticancerígenos. A produção de FOS por Aspergillus sp foi estudada recorrendo a um desenho experimental para restringir o número de experiencias requeridas num processo de optimização. Inicialmente foram efectuadas sete fermentações com o intuito de encontrar o ponto óptimo de produção de FOS. Os parâmetros de optimização utilizados foram a temperatura e a agitação. Posteriormente, foram incluídas mais quatro fermentações no referido desenho. O tratamento estatístico dos resultados conduziu a um modelo cúbico que foi posteriormente validado comprovando o seu ajuste. Concluindo, o desenho experimental permitiu obter um modelo que descreve a produção de FOS por Aspergillus sp, bem como determinar as condições para os quais o rendimento de produção de FOS é máximo.

Ácidos orgânicos na solução de um gleissolo sob diferentes sistemas de cultivo com arroz irrigado

O alagamento do solo para o cultivo do arroz irrigado promove condições anaeróbias que favorecem a produção de ácidos orgânicos de cadeia curta, os quais podem ser tóxicos para a cultura. Entretanto, a quantidade produzida destes ácidos depende, dentre outros fatores, do sistema de manejo empregado para o cultivo do arroz. Para avaliar a formação de ácidos orgânicos durante o cultivo do arroz irrigado nos sistemas: convencional, semeadura direta e pré-germinado sobre resíduos de azevém, foram instalados coletores de solução do solo em duas profundidades (2,5 e 5,0 cm) em parcelas de campo e retiradas amostras da solução do solo aos 3, 5, 9, 11 e 17 dias de alagamento. Nestas amostras, foram determinados os teores dos ácidos: acético, butírico e propiônico por cromatografia gasosa. Independentemente da profundidade de coleta, os maiores teores dos três ácidos avaliados ocorreram no sistema de semeadura direta, em comparação com o sistema convencional e pré-germinado. Entretanto, as diferenças significativas entre os sistemas perduraram, no máximo, até os primeiros 11 dias de alagamento. Teores mais elevados de ácidos orgânicos foram encontrados aos 5,0 cm de profundidade em comparação com 2,5 cm em todos os sistemas, com picos no quinto dia de alagamento. O ácido acético foi o ácido produzido em maior quantidade, independentemente do sistema de cultivo de arroz.