Proceedings of the 14th Annual Biochemical Engineering Symposium

The Annual Biochemical Engineering Symposium series is devoted to presentations by students on their research topics. The fourteenth event, held in 1984, was organized at the University of Missouri–Columbia. It was attended by the biochemical engineering faculty and the students from Colorado State University, Iowa State University, Kansas State University, University of Missouri–Columbia, University of Missouri–Rolla and Washington University, St. Louis. Contents"Estimation of Product Formation Kinetics and Microbial Yield Parameters for Anaerobic Organic Acid and Solvent Production," M.D. Oner, Kansas State University "Characterization of Soy Protein Texturization in a Complex Bioreactor," J.L. Ibave, Colorado State University "Acid and Solvent Fermentations Using Mixed Cultures," D. Stevens, University of Missouri–Columbia "Preliminary Process Design for Ethanol from Sweet Sorghum Ensilage Feedstock," Keith D. Lange, Colorado State University "Lamella Settlers in Ethanol Fermentation," Yong Jayanata, University of Missouri–Columbia "Bubble Size Distribution in the Down Flow Section of an Air-Lift Column," Snehal A. Patel and C.H. Lee, Kansas State University "The Sensitivity of Plant Cells to Shear Stress," Morris Z. Resenberg and Eric H. Dunlap, Washington University, St. Louis "Estimation of Growth Yield Parameters Associated with Microbial Growth," Hyeon Y. Lee, Kansas State University "Capillary Gas Chromatography of Trimethylsilylated Trisaccharides," Etienne J.M. Selosse, Iowa State University "Subsite Mapping of an Endo-Xylanase Labeled Xylooligo-saccharides," Bernard Y. Tao, Iowa State University "Cellulase Enzyme Recycle," Kate M.V. Baptie, Colorado State University "Non-Homogeneous Poisson Renewal Reward Process for Modelling Enzymatic Hydrolysis of Cellulose," M.M. Gharpuray and L.T. Fan, Kansas State University

Proceedings of the 22nd Annual Biochemical Engineering Symposium

This is the twenty-second of a series of symposia devoted to talks and posters by students about their biochemical engineering research. The first, third, fifth, ninth, twelfth, sixteenth, and twenti~th were hosted by Kansas State University, the second and fourth by the University of Nebraska- Lincoln, the sixth, seventh, tenth, thirteenth, seventeenth, and twenty-second by Iowa State University, the eighth, fourteenth, and nineteenth by the University of Missouri-Columbia, the eleventh, fifteenth, and twenty-first by Colorado State University, and the eighteenth by the University of Colorado. Next year's symposium will be at the University of Oklahoma. Symposium proceedings are edited and issued by faculty of the host institution. Because final publication usually takes place in refereed journals, articles included here are brief and often cover work in progress. ContentsC. A. Baldwin, J.P. McDonald, and L. E. Erickson, Kansas State University. Effect of Hydrocarbon Phase on Kinetic and Transport Limitations for Bioremediation of Microporous Soil J. C. Wang, S. K. Banerji, and Rakesh Bajpai, University of Missouri-Columbia. Migration of PCP in Soil-Columns in Presence of a Second Organic Phase Cheng-Hsien Hsu and Roger G. Harrison, University of Oklahoma. Bacterial Leaching of Zinc and Copper from Mining Wastes James A. Searles, Paul Todd, and Dhinakar S. Kompala, University of Colorado. Suspension Culture of Chinese Hamster Ovary Cells Utilizing Inclined Sedimentation Ron Beyerinck and Eric H. Dunlop, Colorado State University. The Effect of Feed Zone Turbulence as Measured by Laser Doppler Velocimetry on Baker's Yeast Metabolism in a Chemostat Paul Li-Hong Yeh, GraceY. Sun, Gary A. Weisman, and Rakesh Bajpai, University of Missouri-Columbia. Effect of Medium Constituents upon Membrane Composition of Insect Cells R. Shane Gold, M. M. Meagher, R. Hutkins, and T. Conway, University of Nebraska-Lincoin. Ethanol Tolerance and Carbohydrate Metabolism in Lactobacilli John Sargantanis and M. N. Karim, Colorado State University. Application of Kalman Filter and Adaptive Control in Solid Substrate Fermentation D. Vrana, M. Meagher, and R. Hutkins, University of Nebraska-Lincoln. Product Recovery Optimization in the ABE Fermentation Kalyan R. Tadikonda and Robert H. Davis, University of Colorado. Cell Separations Using Targeted Monoclonal Antibodies Against Surface Proteins Meng H. Heng and Charles E. Glatz, Iowa State University. Charged Fusion for Selective Recovery of B-Galactosidase from Cell Extract Using Hollow Fiber Ion-Exchange Membrane Adsorption Hsiu-Mei Chen, Peter J. Reilly, and Clark Ford, Iowa State University. Site-Directed Mutagenesis to Enhance Thermostability of Glucoamylase from Aspergillus: A Rational Approach P. Tuitemwong, L. E. Erickson, and D. Y. C. Fung, Kansas State University. Applications of Enzymatic Hydrolysis and Fermentation on the Reduction of Flatulent Sugars in the Rapid Hydration Hydrothermal Cooked Soy Milk Sanjeev Redkar and Robert H. Davis, University of Colorado. Crossflow Microfiltration of Yeast Suspensions Linda Henk and James C. Linden, Colorado State University, and Irving C. Anderson, Iowa State University. Evaluation of Sorghum Ensilage as an Ethanol Feedstock Marc Lipovitch and James C. Linden, Colorado State University. Stability and Biomass Feedstock Pretreatability for Simultaneous Saccharification and Fermentation Ali Demirci, Anthony L. Pometto Ill, and Kenneth E. Johnson, Iowa State University. Application of Biofilm Reactors in Lactic Acid Fermentation Michael K. Dowd, Peter I. Reilly, and WalterS. Trahanovsky, Iowa State University. Low Molecular-Weight Organic Composition of Ethanol Stillage from Corn Craig E. Forney, Meng H. Heng, John R. Luther, Mark Q. Niederauer, and Charles E. Glatz, Iowa State University. Enhancement of Protein Separation Using Genetic Engineering J. F. Shimp, J. C. Tracy, E. Lee, L. C. Davis, and L. E. Erickson, Kansas State University. Modeling Contaminant Transport, Biodegradation and Uptake by Plants in the Rhizosphere Xiaoqing Yang, L. E. Erickson, and L. T. Fan, Kansas State University. Modeling of Dispersive-Convective Characteristics in Bioremediation of Contaminated Soil Jan Johansson and Rakesh Bajpai, University of Missouri-Columbia. Fouling of Membranes J. M. Wang, S. K. Banerji, and R. K. Bajpai, University of Missouri-Columbia. Migration of Sodium-Pentachorophenol (Na-PCP) in Unsaturated and Saturated Soil-Columns J. Sweeney and M. Meagher, University of Nebraska-Lincoln. The Purification of Alpha-D-Glucuronidase from Trichoderma reesei

Agriculture /

Vol. 1. Soils, formation, physical and chemical characteristics and methods of improvement, including tillage, drainage & irrigation -- v. 2. Manures, fertilizers & farm crops, including green manuring and crop rotation -- v. 3. Animal husbandry, including the breeds of live stock, the general principles of breeding, feeding animals; including discussion of ensilage, dairy management on the farm and poultry farming.

Modern silage methods, with illustrations; an entirely new and practical work on silos, their construction and process of filling,

Mode of access: Internet.

Little Dairy on the Prairie: From Butter-makin' Women to High-tech Agriculture, July 10, 2008

In 2001, extensive archaeological excavations were conducted at the Oneida Cheese Factory in Jones County. The county is a microcosm of larger dairying trends found throughout northeast Iowa, the state's premier dairy-producing region, Jones County moved from homemade cheese and butter production by farm women, to the industrialization of the dairy farm and opening of cheese factories and butter creameries.A number of innovations affected the industry around the turn-of-the-twentieth century, including reliable butterfat testing, the introduction of ensilage (silos) that created year round milk production, and consolidation of the many local creameries into larger creamery organizations, such as the Diamond Creamery run by Henry D. Sherman of Jones County. Iowa's dairy industry of today looks very different from its heritage: consolidation and competition have drastically reduced the number of cows, dairy farms, and processing plants. In recent years, northeast Iowa has become the center of a movement to revitalize Iowa's dairy industry, particularly through the use of value-added strategies, such as niche markets and large regional co-operatives: the lessons from Iowa's dairying legacy are resurfacing as a solution to modern agricultural challenges.

Óleo de carpa (cyprinus carpio): obtenção, refino e produção de concentração de ácidos graxos poliinsaturados

O objetivo do presente trabalho foi analisar as características e os perfis lipídicos dos óleos brutos e refinados de rejeitos de carpa comum (Cyprinus carpio), obtidos através dos processos de ensilagem ácida e termomecânico de farinha de pescado. Também foram realizados o estudo da reação de alcoólise química do óleo de carpa e obtenção de concentrados de concentrados de ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs), através da reação de complexação com uréia. O rendimento obtido em óleo bruto para ambos os processos foi em torno de 85% em relação ao óleo presente nas vísceras de carpa. Os óleos brutos obtidos através do processo de ensilagem e do processo termomecânico apresentaram diferenças significantivas (P < 0,05) para ácidos graxos livres, índice de peróxido, valor do ácido tiobarbitúrico e cor Lovibond. Entretanto, os óleos refinados obtidos por ambos os processos não apresentaram diferença significativa para a cor Lovibond, ácidos graxos livres e valores do ácido tiobarbitúrico. Os principais ácidos graxos identificados nos óleos bruto, branqueado e refinado de vísceras de carpa foram oléico, palmítico, palmitoléico, linoléico e linolênico constituindo aproximadamente 69,6% dos ácidos graxo totais do óleo refinado. A relação ω3/ω6 foi de aproximadamente 1,05 para o óleo refinado. Assim, o óleo refinado das vísceras de carpa pode ser considerado uma rica fonte de ácidos graxos essenciais do grupo ω3 e ω6. No estudo da reação de alcoólise química e obtenção dos concentrados de ácidos graxos poliinsaturados, foi realizada a comparação de três tratamentos para reação de alcoólise variando-se a concentração molar óleo:álcool (1:21, 1:27 e 1:39). Os tratamentos apresentaram diferenças significativas para as respostas rendimento em massa de ácidos graxos livres e índice de acidez. O maior rendimento para a reação de alcoólise foi utilizando a concentração molar de 1:39 (óleo:álcool). Na fração não complexada com uréia obteve-se aumento percentual de ácidos graxos insaturados e poliinsaturados de 31,9%, redução de saturados de 75%, e aumento do conteúdo dos ácidos graxos eicosapentaenóico e docosahexaenóico (EPA+DHA) de 85,3%. A fração não complexada com uréia pode ser considerada uma rica fonte de ácidos graxos poliinsaturados e insaturados com um total de 88,9% desses ácidos graxos.

Estudo cinético do branqueamento do óleo da carpa (Cyprinus carpio L)

O óleo de pescado é caracterizado por ser uma fonte rica de ácidos graxos poliinsaturados ω-3, desde modo a sua oxidação lipídica se torna mais favorável quando comparado com outros óleos de origem vegetal. O objetivo do presente trabalho foi a otimização da etapa de branqueamento através da metodologia de superfície de resposta, sendo utilizado misturas de carvão ativado e terra ativada (Tonsil) para a remoção da cor e dos produtos de oxidação, procurando-se preservar o conteúdo total de carotenóides no óleo de carpa. O óleo bruto de carpa (Cyprinus carpio L.) para a realização do trabalho foi obtido a partir da realização de ensilagem ácida, passando posteriormente pelas etapas de refino: degomagem, neutralização, lavagem, secagem e branqueamento. A otimização da etapa de branqueamento foi realizada através de um planejamento fatorial composto central, com os fatores de estudo: a quantidade de adsorvente (Ads) e a quantidade de carvão ativado (Ca), sendo consideradas como respostas o conteúdo total de carotenóides e o valor de TBA. Na melhor condição do branqueamento do óleo de carpa foi realizado um estudo cinético, e para o cálculo das constantes cinéticas foram utilizados os modelos de Brimberg modificado e de Langmuir-Hinshelwood, A condição ótima do branqueamento foi com 2% de adsorvente e 10% de carvão ativado, onde ocorreram menores perdas de carotenóides (44,40%), com redução da cor escura presente no óleo de (85,62%) e redução do valor de TBA (73,10%), obtendo-se um óleo branqueado de carpa com qualidade oxidativa e melhor aspecto em relação à cor. Os dois modelos cinéticos representaram de forma satisfatória os dados experimentais do branqueamento do óleo de carpa, pelos altos coeficientes de determinação e baixos erros médios relativos apresentados. Foi possível observar que ocorreu uma rápida adsorção dos pigmentos carotenóides, e após 30 min a adsorção foi menos eficiente. Nos óleos bruto e branqueado de vísceras de carpa não foi identificada diferença significativa entre as concentrações de ácidos graxos, demonstrando que as etapas de refino utilizadas não alteraram o perfil de ácidos graxos do óleo bruto.

Perdas fermentativas e composição bromatológica da entrecasca de palmito pupunha ensilada com aditivos químicos

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos químicos na ensilagem de resíduos (entrecasca) da produção de palmito pupunha (Bactris gasipaes, Kunth). Utilizaram-se silos experimentais (baldes de 20 litros) providos de aparatos para determinação gravimétrica de perdas por gases e efluentes. Os tratamentos aplicados foram: controle (sem aditivos); ureia (1% da MV) e cal virgem (1% da MV). Decorridos 70 dias de armazenagem, os silos foram pesados, abertos e amostrados. As perdas por efluentes e gases aumentaram com a aplicação de cal virgem na ensilagem. As perdas totais de MS foram de 15,1; 14,4 e 26,6% nas silagens controle, ureia e cal, respectivamente. em todas as silagens, houve redução no teor de FDN e elevação da fração FDA, o que indica desaparecimento da fração hemicelulose. A relação cálcio:fósforo aumentou substancialmente com a adição de cal virgem, de 4,1:1 na silagem controle para 15,6:1 na silagem com cal. O resíduo da extração do palmito pupunha pode ser classificado como alimento de média qualidade e alto teor de umidade. Os aditivos aplicados na ensilagem não são efetivos em reduzir as perdas fermentativas no processo de conservação.