Biosorption of cadmium (II) and lead (II) from aqueous solution using exopolysaccharide and biomass produced by Colletotrichum sp.

The biosorption of Cd(II) and Pb(II) ions on biomass and exopolysaccharide (EPS) produced by Colletotrichum sp. fungus has been investigated as a function of contact time, initial pH, initial metal ion concentration, and initial adsorbent concentration in a batch system. Adsorption equilibrium was described by Freundlich and Langmuir isotherms. Adsorption was characterized through granulometry, SEM and EDX analysis. Then, studies were performed to regenerate the adsorbent. Biosorption of metals by biomass and EPS were best described by the Langmuir and Freundlich isotherm, respectively. Results of thermodynamic investigations showed that adsorption reactions were spontaneous (ΔG° < 0), exothermal, and mainly physical. The EPS was able to remove 79 and 98% of cadmium and lead, respectively, and the biomass removed 85 and 84% of cadmium and lead, respectively, in a solution with initial concentration 100 mg L-1, and the four adsorption-desorption cycles of all adsorbents showed up with great regenerative capacity and relative stability after these four cycles, the high potential of these biological materials in sorption has been shown. © 2013 Copyright Balaban Desalination Publications.

The application of a surface response methodology in the solar/UV-induced degradation of dairy wastewater using immobilized ZnO as a semiconductor

An Advanced Oxidation Process (AOPs) was carried out in this study with the use of immobilized ZnO and solar/UV as an energy source to degrade dairy wastewater. The semibatch reactor system consisted of metal plate of 800 × 250 mm and a glass tank. The reaction time was of 3 h for 3 L of dairy wastewater. Experiments were performed based on a surface response methodology in order to optimize the photocatalytic process. Degradation was measured in percentage terms by total organic carbon (TOC). The entry variables were ZnO coating thickness and pH, using three levels of each variable. The optimized results showed a TOC degradation of 31.7%. Optimal parameters were metal-plate coating of 100 m of ZnO and pH of 8.0. Since solar/UV is a constant and free energy source in most tropical countries, this process tends to suggest an interesting contribution in dairy wastewater treatment, especially as a pretreatment and the optimal conditions to guarantee a better efficiency of the process. © 2013 Gisella R. Lamas Samanamud et al.

Sorghum grain yield, forage biomass production and revenue as affected by intercropping time

Sorghum is an excellent alternative to other grains in poor soil where corn does not develop very well, as well as in regions with warm and dry winters. Intercropping sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] with forage crops, such as palisade grass [Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich) Stapf] or guinea grass (Panicum maximum Jacq.), provides large amounts of biomass for use as straw in no-tillage systems or as pasture. However, it is important to determine the appropriate time at which these forage crops have to be sown into sorghum systems to avoid reductions in both sorghum and forage production and to maximize the revenue of the cropping system. This study, conducted for three growing seasons at Botucatu in the State of São Paulo in Brazil, evaluated how nutrient concentration, yield components, sorghum grain yield, revenue, and forage crop dry matter production were affected by the timing of forage intercropping. The experimental design was a randomized complete block design. Intercropping systems were not found to cause reductions in the nutrient concentration in sorghum plants. The number of panicles per unit area of sorghum alone (133,600), intercropped sorghum and palisade grass (133,300) and intercropped sorghum and guinea grass (134,300) corresponded to sorghum grain yields of 5439, 5436 and 5566kgha-1, respectively. However, the number of panicles per unit area of intercropped sorghum and palisade grass (144,700) and intercropped sorghum and guinea grass (145,000) with topdressing of fertilizers for the sorghum resulted in the highest sorghum grain yields (6238 and 6127kgha-1 for intercropping with palisade grass and guinea grass, respectively). Forage production (8112, 10,972 and 13,193Mg ha-1 for the first, second and third cuts, respectively) was highest when sorghum and guinea grass were intercropped. The timing of intercropping is an important factor in sorghum grain yield and forage production. Palisade grass or guinea grass must be intercropped with sorghum with topdressing fertilization to achieve the highest sorghum grain yield, but this significantly reduces the forage production. Intercropping sorghum with guinea grass sown simultaneously yielded the highest revenue per ha (€ 1074.4), which was 2.4 times greater than the revenue achieved by sowing sorghum only. © 2013 Elsevier B.V.

Continuous production of xylooligosaccharides in a packed bed reactor with immobilized-stabilized biocatalysts of xylanase from Aspergillus versicolor

The production of xylooligosaccharides (XOS) using a packed-bed enzymatic reactor was studied at lab-scale. For this, a xylanase from Aspergillus versicolor was immobilized on different supports. The optimal derivative was xylanase immobilized on glyoxyl-agarose supports. This derivative preserved 85% of its catalytic activity; it was around 700-fold more stable than the soluble enzyme after incubation at 60. °C and was able to be reused for at least 10 1. h-cycles retaining full catalytic activity. About 18% of oligosaccharides with prebiotic interest (X2-X6) were produced by the glyoxyl derivative in batch hydrolysis. The production of xylobiose was 2.5-fold higher using the immobilized preparation than with soluble enzyme and small concentrations of xylose (<0.1%) were observed only at the end of the reaction. The derivative was employed on a packed bed reactor, and the continuous operation with no recirculation reached 56% and 70% of the end of reaction with flow rates of 60. mL/h and 12. mL/h, respectively. In continuous operation with recirculation at a flow rate of 60. mL/h, the reaction was completed after four hours. © 2013 Elsevier B.V.

Seleção de um suporte sintético para imobilizar células do Botryospaheria rhodina e comparação da produção de lacase por células livres e imobilizadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sinteses e caracterização de zeólitas para imobilização da lipase de Thermomyces lanuginous aplicada a produção de biodiesel a partir de óleo de palma via rota etílica

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Spatial and temporal distribution in density and biomass of two Pseudodiaptomus species (Copepoda: Calanoida) in the Caeté river estuary (Amazon region - North of Brazil)

A distribuição espacial e temporal da densidade e biomassa dos copépodos planctônicos Pseudodiaptomus richardi e P. acutus, ao longo de um gradiente de salinidade, foi estudada no Estuário do Rio Caeté (Norte do Brasil) durante os meses de junho e dezembro de 1998 (estação seca) e fevereiro e maio de 1999 (estação chuvosa). A biomassa dos copépodos foi estimada a partir de parâmetros da regressão baseada na relação entre o peso seco e o comprimento do corpo (prossoma) de organismos adultos. O Estuário do Rio Caeté caracterizou-se por uma grande variação espacial e sazonal na salinidade (0,8-37,2). A relação peso-comprimento para ambas as espécies de Pseudodiaptomus foi do tipo exponencial. Os valores de densidade e biomassa oscilaram entre 0,28-46,18 ind. m^-3 e 0,0022-0,3507 mg DW. m^-3 para P. richardi; e entre 0,01-17,02 ind. m^-3 e 0,0005-0,7181 mg DW. m^-3 para P. acutus. Os resultados revelaram que a contribuição de P. richardi para a produção secundária no Estuário do Rio Caeté é mais importante na zona liminética que em outras zonas onde foram dominantes os regimes eurihalino-polihalino. Contudo, para P. acutus não foi possível observar de forma clara um padrão de distribuição espacial e temporal para a área estudada.

Produção de compostos fenólicos a partir de células imobilizadas do líquen Parmotrema andinum (Müll. Arg.) Hale e avaliação de atividade antimicrobiana

A utilização de metabólitos secundários obtidos de líquens, na indústria farmacêutica, de cosmético, têxtil e de alimentos deve ser criteriosa, visto que a extração e isolamento desses metabólitos requerem uma grande quantidade de biomassa dificilmente renovável, devido ao crescimento lento do líquen. Atualmente, é possível obter substâncias liquênicas tanto por cultivo de tecidos, como por imobilizações celulares e enzimáticas, a partir do talo in natura, utilizando pequena quantidade de material liquênico. Portanto, este trabalho objetiva investigar a produção de compostos fenólicos a partir de células imobilizadas de Parmotrema andinum (Müll. Arg.) Hale utilizando acetato de sódio como precursor da biossíntese dos fenóis. Ensaios de atividade antimicrobiana com extratos orgânicos do talo in natura, eluatos celulares e do ácido lecanórico isolado de P. andinum Hale demonstraram ação contra bactérias Gram-positivas. Através de testes biocromatográficos foi possível associar a atividade antibacteriana ao ácido lecanórico e uma substância não identificada presente na espécie. As substâncias produzidas através de imobilização celular não exibiram ação inibitória frente os microrganismos testados.

Nutrient and phytoplankton biomass in the Amazon River shelf waters

O estuário do rio Amazonas é notável na Plataforma Continental do Amazonas, onde a presença das águas fluviais foi detectada, mesmo durante o período da diminuição da descarga desse rio, pelos baixos valores de salinidade e altos valores de nutrientes. Contudo, a presença das águas oceânicas também foi marcante. Em relação às fases do ciclo do nitrogênio, o nitrogênio orgânico dissolvido foi a forma predominante, seguido do nitrogênio total particulado, nitrato, amônia e nitrito. Os dados de clorofila a indicaram uma área eutrófica onde há nitrogênio embora os valores da anomalia do nitrogênio inorgânico dissolvido tenham mostrado que ocorre maior remoção do que adição dessa forma nitrogenada na área em estudo. Os resultados das simulações com o modelo bidimensional MAAC-2D confirmaram que as águas ricas em nutrientes são deslocadas para noroeste (dois núcleos em 2,5°N-50°W e 4°N-51°W), pela ação de uma CNB mais forte durante o período de decaimento da vazão dos rios. No período de vazão máxima, estas lentes de águas ricas de nutrientes distribuem-se próximo de 0,5°N-48,5°W, bem como ao longo da plataforma Amazônica rasa (20m-50m profundidade, 1°N-3,5°N), como resultado do espalhamento da água doce de origem continental.

Square-wave voltammetric determination of rutin in pharmaceutical formulations using a carbon composite electrode modified with copper (II) phosphate immobilized in polyester resin

Descreve-se um eletrodo de carbono modificado com fosfato de cobre (II) imobilizado em uma resina de poliéster (Cu₃(PO₄)₂-Poly) para a determinação de rutina em amostras farmacêuticas por voltametria de onda quadrada. O eletrodo modificado permite a determinação de rutina em potencial (0.20 V vs Ag / AgCl (3,0 mol L^-1 KCl)) menor que o observado em um eletrodo não modificado. Verificou-se que a corrente de pico foi linear com a concentração de rutina na faixa de 9,9 × 10^-8 a 2,5 × 10^-6 mol L^-1, com um limite de detecção de 1,2 × 10^-8 mol L^-1. A resposta do eletrodo foi estável, sem variação significativa dentro de várias horas de operação contínua. A morfologia da superfície do eletrodo modificado foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo sistema de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os resultados obtidos foram precisos e exatos. Ademais, estes resultados estão de acordo com aqueles obtidos pelo método cromatográfico a um nível de confiança de 95%.

Biomass yield and calorific value of six clonal stands of Eucalyptus urophylla S. T. Blake cultivated in Northeastern Brazil

A demanda mundial por energia limpa e sustentável tem aumentado nos últimos anos. Uma das alternativas é a biomassa, incluindo os plantios florestais, com destaque, no Brasil, para o gênero Eucalyptus spp., que, atualmente, possui diversos clones selecionados para a produção de energia. Em razão da diferença na adaptação dos clones aos diferentes ambientes, há necessidade de estudos específicos para avaliar a produção de energia para determinada região. Objetivou-se, neste estudo, determinar dentre seis clones de Eucalyptus urophylla S. T. Blake analisados, aqueles com maior potencial para a produção de biomassa e energia para a região Centro Sul do Maranhão (Grajaú). Os clones foram avaliados com 41 meses de idade, plantados em espaçamento de 4 x 3 m, e distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. Cada parcela experimental era composta por 100 árvores. Foram determinadas a produção e a alocação de biomassa de cada parte da árvore e o poder calorífico de casca e do lenho. Dos seis clones estudados, dois se destacaram tanto na produção de biomassa, quanto para a geração de energia, sendo superiores em até 27 % em comparação com o clone de menor rendimento.

Bromophenol blue discoloration using peroxidase immobilized on highly activated corncob powder

The aim of the present study was to evaluate the efficacy of peroxidase immobilized on corncob powder for the discoloration of dye. Peroxidase was extracted from soybean seed coat, followed by amination of the surface of the tertiary structure. The aminated peroxidase was immobilized on highly activated corncob powder and employed for the discoloration of bromophenol blue. Amination was performed with 10 or 50 mmol.L-1carbodiimide and 1 mol.L-1ethylenediamine. The amount of protein in the extract was 0.235 ± 0.011 mg.mL-1and specific peroxidase activity was 86.06 ± 1.52 µmol min-1.mg-1, using 1 mmol.L-1ABTS as substrate. Ten mmol.L-1and 50 mmol.L-1 aminated peroxidase retained 88 and 100% of the initial activity. Following covalent immobilization on a corncob powder-glyoxyl support, 10 and 50 mmol.L-1aminated peroxidase retained 74 and 86% of activity, respectively. Derivatives were used for the discoloration of 0.02 mmol.L-1bromophenol blue solution. After 30 min, 93 and 89% discoloration was achieved with the 10 mmol.L-1and 50 mmol.L-1derivatives, respectively. Moreover, these derivatives retained 60% of the catalytic properties when used three times. Peroxidase extracted from soybean seed coat immobilized on a low-cost corncob powder support exhibited improved thermal stability. Keywords: Peroxidases. Multipoint immobilization of enzymes. Aminated enzymes. Corncob powder. RESUMO Descoloração de azul de bromofenol utilizando peroxidase imobilizada em pó de sabugo de milho altamente ativado Nesta pesquisa a enzima peroxidase foi extraída do tegumento de sementes de soja, e a superfície da estrutura terciária foi aminada. A peroxidase aminada foi imobilizada em suporte pó de sabugo de milho altamente ativado e utilizado na descoloração de azul de bromofenol. A aminação da peroxidase foi realizada com carbodiimida em concentrações de 10 e 50 mmol.L-1, e 1 mol.L-1de etilenodiamina. A quantidade de proteínas no extrato foi de 0,235 ± 0,011 mg.mL-1, e a atividade específica da peroxidase foi 86,06 ± 1,52 µmol min-1.mg-1, usando 1 mmol.L-1de ABTS como substrato. A peroxidase aminada a 10 mmol.L-1reteve 88% e a aminada a 50 mmol.L-1reteve 100% da atividade inicial. As peroxidases aminadas a 10 ou 50 mmol.L-1foram covalentemente imobilizadas em suporte glioxil-pó de sabugo de milho com atividade recuperada de 74% e 86%, respectivamente. Os derivados obtidos foram utilizados na descoloração de solução de azul de bromofenol 0,02 mmol.L-1. Após 30 min 93% de descoloração foram alcançados com o derivado glioxil-pó de sabugo de milho com a peroxidase aminada 10 mmol.L-1e 89% com a aminada 50 mmol.L-1. Estes derivados mantiveram 60% das propriedades catalíticas, quando utilizado por três vezes. A peroxidase extraída do tegumento da semente de soja imobilizada em suporte de baixo custo pó de sabugo de milho apresentou melhoria na estabilidade térmica da enzima. Palavras-chave: Peroxidases. Imobilização multipontual de enzimas. Aminação de enzimas. Pó de sabugo de milho.

Glucose and Fructose Production by Saccharomyces cerevisiaeInvertase Immobilized on MANAE-Agarose Support

Produção de glicose e frutose por invertase de Saccharomyces cerevisiae imobilizada em suporte MANAE-Agarose Invertase de Saccharomyces cerevisiaefoi imobilizada em agarose ativada com diferentes grupos (glioxil, MANAE ou glutaraldeído) e suportes epóxidos comerciais (Eupergit e Sepabeads). Derivados de invertase ativos e estabilizados foram produzidos pela adsorção da enzima em suportes MANAE-agarose, MANAE-agarose tratado com glutaraldeído e glutaraldeído-agarose. Em pH 5,0 estes derivados retiveram total atividade até 24h a 40 ºC e 50 ºC. Quando os ensaios foram a 40 °C e 50 °C com o pH alterado para 7,0, o derivado invertase-MANAE-agarose tratado com glutaraldeído apresentou 80% da atividade inicial. As atividades recuperadas dos derivados foram 73,5%, 44,4% e 36,8%, respectivamente para MANAE, MANAE tratado com glutaraldeído e glutaraldeído. Essas três preparações foram empregadas com sucesso em 3 ciclos de hidrólise da sacarose para produzir glicose e frutose.

Soil microbial biomass after two years of the consecutive application of composted tannery sludge

Because the agricultural use of tannery sludge may cause increased risks to soils, composting is recognized as one of the most suitable alternative for tannery sludge recycling. Experiments were conducted under field conditions to evaluate the effects of composted tannery sludge (CTS) on the soil microbial biomass and trace elements after two years of consecutive applications. The following five treatments were used: 0 (without CTS application), 5, 10, 20 and 40 ton ha-1 of CTS (dry basis). Soil samples were collected at 60 days after the CTS application at 0-20 cm depth. The CTS application promoted changes in the soil microbial biomass C (SMB-C) and N (SMB-N). In the first year, significant increases in the SMB-C and SMB-N were observed with the application of 10 ton ha-1. Furthermore, CTS application increased the Cr content in the soil after two years of application.

Comparative study for hardwood and softwood forest biomass: Chemical characterization, combustion phases and gas and particulate matter emissions

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