Rhamnolipids as biosurfactants from renewable resources: Concepts for next-generation rhamnolipid production

Several microorganisms are known to produce a wide variety of surface-active substances, which are referred to as biosurfactants. Interesting examples for biosurfactants are rhamnolipids, glycolipids mainly known from Pseudomonas aeruginosa produced during cultivation on different substrates like vegetable oils, sugars, glycerol or hydrocarbons. However, besides costs for downstream processing of rhamnolipids, relatively high raw-material prices and low productivities currently inhibit potential economical production of rhamnolipids on an industrial scale. This review focuses on cost-effective and sustainable production of rhamnolipids by introducing new possibilities and strategies regarding renewable substrates. Additionally, past and recent production strategies using alternative substrates such as agro-industrial byproducts or wastes are summarized. Requirements and concepts for next-generation rhamnolipid producing strains are discussed and potential targets for strain-engineering are presented. The discussion of potential new strategies is supported by an analysis of the metabolism of different Pseudomonas species. According to calculations of theoretical substrate-to-product conversion yields and current world-market price analysis, different renewable substrates are compared and discussed from an economical point of view. A next-generation rhamnolipid producing strain, as proposed within this review, may be engineered towards reduced formation of byproducts, increased metabolic spectrum, broadened substrate spectrum and controlled regulation for the induction of rhamnolipid synthesis. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cassava wastewater as a substrate for the simultaneous production of rhamnolipids and polyhydroxyalkanoates by Pseudomonas aeruginosa

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Factors affecting rhamnolipids production by Pseudomonas aeruginosa LBI

This paper presents the results from study investigating the capacity of Pseudomonas aeruginosa LBI growing on several carbon (Hydrophilic substrate) and nitrogen sources. The carbon source (2016) studied were: glycerol, manitol, fructose, glucose, lactose and the nitrogen sources (2; 3; 4 and 5016) were: NaNO3, NH4NO3, (NH4)(2)SO4 and (NH2)(2)CO. At the 96 h of fermentation, the medium with glycerol as a carbon source reached 7.9 g/L of rhamnolipids and 1. 2 g/L cellular protein. The surface tension reduction was 38.46 % for glycerol as a carbon source. The NaNO3 at 3% was the best concentration for rhamnolipids production (7.35 g/L) and cellular protein (1.12 g/L). The influences of metal ions [FeSO4.7H(2)O (0.001g/L, 0.005 g/L and 0.1 g/L) and MgSO4.7H(2)O (0.001 g/L, 0.005 g/L and 0.1 g/L)] on ramnolipids production were studied. Fe2+ had a negative influence on the studied concentrations while Mg2+ had a positive influence when its concentration was increased.

The effect of changes in the bulk dielectric constant on the DNA torsional properties

The effect of changes in the bulk dielectric constant on the DNA torsional properties was evaluated from plasmid circularization reactions. In these reactions, pUC18 previously linearized by EcoRI digestion was recircularized with T4 DNA ligase. The bulk dielectric constant of the reaction medium was decreased by the addition of different concentrations of neutral solutes: ethylene glycol, glycerol, sorbitol, and sucrose, or increased by the addition of glycine. The topoisomers generated by the ligase reaction were resolved by agarose-gel electrophoresis. The DNA twist energy parameter (K), which is an apparent torsional constant, was determined by linearization of the Gaussian topoisomers' distribution. It was observed that the twist energy parameter for the given solutes is almost linearly dependent on the bulk dielectric constant. In the reaction buffer, the twist energy parameter was determined to be 1100 +/- 100. By decreasing the dielectric constant to 74 with the addition of sorbitol, the value of the parameter reaches K = 900 +/- 100, whereas the addition of ethylene glycol leads to kappa = 400 +/- 50. Upon addition of glycine, which resulted in a dielectric constant equal to 91, the value of the twist energy parameter increased to K 1750 +/- 100. (c) 2007 Wiley Periodicals.

Production of clavulanic acid and cephamycin C by Streptomyces clavuligerus under different fed-batch conditions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Enrichment of a continuous culture of Saccharomyces cerevisiae with the yeast Issatchenkia orientalis in the production of ethanol at increasing temperatures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Structural Effects of Nanotubes, Nanowires, and Nanoporous Ti/TiO2 Electrodes on Photoelectrocatalytic Oxidation of 4,4-Oxydianiline

The present work illustrates the effect of electrolyte composition on the self-organized TiO2 nanotube arrays electrode preparation. The influence of structural and surface morphology of the TiO2 nanotube-like anode on their photoactivity and photoelectrocatalytic performance was also investigated. TiO2 nanotubular array electrodes are grown by anodization of Ti foil in 0.25wt % NH4F/glycerol/water, but nanowires can be obtained in 4% HF-DMSO as supporting electrolyte, even when both are subjected to electrochemical anodization at 30V during 50 h. The morphological characteristics are analyzed by X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FEG-SEM). The electrodes were successfully applied in photoelectrocatalytic oxidation of 4,4'-oxydianiline (ODAN) in aqueous solution, as a model of a harmful pollutant. Complete removal of the aromatic amine was obtained after 3 hours of photoelectrocatalytic treatment on nanotubular arrays electrodes.

Bisphenol A removal from wastewater using self-organized TIO2 nanotubular array electrodes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The Fabrication and Characterization of a Nickel Nanoparticle Modified Boron Doped Diamond Electrode for Electrocatalysis of Primary Alcohol Oxidation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Highly ordered TiO2 nanotube arrays and photoelectrocatalytic oxidation of aromatic amine

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tratamento crônico com extrato alcoólico de Pterogyne nitens não melhora parâmetros clássicos do diabetes experimental

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Transplante de membrana amniótica canina criopreservada para cicatrização de córnea com deficiência de células límbicas em coelhos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Glicerina bruta na dieta de cordeiros terminados em confinamento

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de níveis de inclusão de glicerina bruta (GB), contendo 36,20% de glicerol, na dieta de cordeiros em terminação, sobre o consumo, digestibilidade dos componentes da dieta e desempenho produtivo e econômico. Utilizaram-se 35 cordeiros machos não castrados da raça Santa Inês, com peso médio inicial de 20±2,27 kg, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e seis repetições. Os tratamentos consistiram de níveis de inclusão da GB na dieta (0, 3, 6, 9 e 12% da matéria seca), em substituição ao milho. Após 10 dias de adaptação, cinco animais foram abatidos para se obter o rendimento de carcaça inicial. Após o período de adaptação, os 30 animais restantes foram alojados em baias individuais. Quando o grupo atingiu o peso médio de 35 kg, os animais foram abatidos. Houve efeito linear decrescente dos níveis de GB sobre o consumo de MS e ganho médio diário de peso, e efeito quadrático sobre o coeficiente de digestibilidade da fibra em detergente neutro corrigida para cinzas e proteínas. Houve efeito quadrático também sobre o peso corporal final dos animais e conversão alimentar (CA). A GB contendo 36,20% de glicerol pode ser incluída na dieta de cordeiros em terminação em até 6% da MS da dieta, com otimização da CA e aumento dos benefícios econômicos.

Controle do fornecimento e da utilização de substratos energéticos no encéfalo

Correspondendo a apenas 2% do peso corpóreo, o cérebro apresenta taxa metabólica superior à maioria dos demais órgãos e sistemas. A maior parte do consumo energético encefálico ocorre no transporte iônico para manutenção do potencial de membrana celular. Praticamente desprovido de estoques, os substratos energéticos para o encéfalo são fornecidos necessariamente pela circulação sanguínea.O suprimento desses substratos sofre também a ação seletiva da barreira hemato-encefálica (BHE). O principal substrato, que é a glicose, tem uma demanda de 150 g/dia (0,7 mM/g/min). A metabolização intracelular parece ser controlada pela fosfofrutoquinase. A manose e os produtos intermediários do metabolismo (frutose 1,6 bifosfato, piruvato, lactato e acetato) podem substituir, em parte, a glicose, quando os níveis sangüíneos desta encontram-se elevados. Quando oxidado, o lactato chega a responder por 21% do consumo cerebral de Ov em situações de isquemia e inflamação infecciosa, o tecido cerebral passa de consumidor a produtor de lactato. Os corpos cetônicos também podem reduzir as necessidades cerebrais de glicose desde que oferecidos em quantidades suficientes ao encéfalo. Entretanto, devem ser considerados como um substrato complementar e nunca alternativo da glicose, pois comprometem a produção cerebral de succinil CoA e GTP. Quanto aos demais substratos, embora apresentem condições metabólicas, não existem demonstrações consistentes de que o cérebro produza energia a partir dos ácidos graxos sistêmicos, mesmo em situações de hipoglicemia. de maneira análoga, etanol e glicerol são considerados apenas a nível de experimentação. A utilização dos aminoácidos é dependente da sua captação, limitada tanto pela baixa concentração sangüínea, como pela seletividade da BHE. A maior captação ocorre para os de cadeia ramificada e destes, a valina. A menor captação é a de aminoácidos sintetizados no cérebro (aspartato,gluconato e alanina). Todos podem ser oxidados a CO, e H(2)0. Entretanto, mesmo com o consumo de glicose reduzido a 50%, a contribuição energética dos aminoácidos não ultrapassa 10%. Para manter o suprimento adequado de glicose e oxigênio, o fluxo sangüíneo cerebral é da ordem de 800 ml/min (15% do débito cardíaco). O consumo de O, pelo cérebro é equivalente a 20% do total consumido pelo corpo. Esses mecanismos, descritos como controladores da utilização de substratos energéticos pelo cérebro, sofrem a influência da idade apenas no período perinatal, com a oxidação do lactato na fase pré-latente e dos corpos cetônicos, no início da amamentação.

Effects of phenol, glycerin and acetic acid on the liver of guinea pigs

OBJETIVO: Investigar a ação histolítica da solução composta de fenol, glicerina e ácido acético para os casos de metástases hepáticas não ressecáveis. MÉTODOS: Foram utilizadas 32 cobaias, distribuídas, por sorteio, em quatro grupos: experimental (24 horas e quatro semanas) e controle (24 horas e quatro semanas); todos os animais foram submetidos a laparotomia mediana e realizada a injeção da solução E (grupo experimental) ou solução fisiológica (grupo controle). Foram estudadas as alterações bioquímicas e anatomopatológicas (fígado) com 24 horas e quatro semanas de evolução. RESULTADOS: Verificou-se que a solução E produz necrose delimitada à área infiltrada apos 24 horas e que ao final de quatro semanas ocorreu regeneração do tecido hepático com formação de discreta área de fibrose. Não foram observadas quaisquer alterações bioquímicas tanto no grupo experimental como controle. CONCLUSÃO: Frente aos resultados obtidos, é válido considerar-se a possibilidade do emprego da solução proposta, nos casos de metástases hepáticas não ressecáveis.