Produção de xilanase e xilosidase por Aspergillus versicolor

Os fungos são microrganismos heterótrofos e desenvolvem-se bem sobre os mais variados substratos orgânicos. O fungo filamentoso Aspergillus versicolor foi utilizado nesse trabalho para a produção das enzimas xilanase e xilosidase. Essas enzimas são importante para algumas indústrias tais como: indústria de papel, sucos e cervejarias. Os esporos e conídios foram obtidos em meio sólido ágar-aveia e foram inóculados em meio líquido, nos quais as fontes de carbono foram xilana, pó sabugo de milho e pó bagaço de cana-de-açúcar. Houve uma maior produção de proteínas no meio intracelular (0,21 mg/mL) em relação ao meio extracelular (0,0171 mg/mL). A atividade da enzima xilanase foi maior no meio extracelular (0,177 U/mL) e em relação a enzima xilosidase foi maior no meio intracelular (0,034 U/mL). Foi possível mostrar através da cromatografia ascendente em sílica gel os produtos hidrolíticos formados. Também foi avaliado as diferenças nos perfis protéicos das amostras contendo as enzimas extracelulares e intracelulares. A boa atividade de xilosidade obtida do micélio traz perspectivas para estudos de imobilização multipontual em suportes sólidos objetivando a produção de xilose

Influência de parâmetros nutricionais e físicos sobre a produção de Lipase por Penicillium janthinellum

As lipases (triacilglicerol acil hidrolases, E.C. 3.1.1.3) constituem uma classe de enzimas que catalisam a hidrólise de ligações ésteres dos triacilgliceróis de cadeia longa, operando na interface óleo/água. Em meios orgânicos, dependendo da quantidade de água, essas enzimas podem catalisar reações de esterificação e transesterificação, atuando como biocatalisadores da síntese de óleos e gorduras. As lipases destacam-se em processos industriais, nos quais são utilizadas como aditivos na produção de detergentes, de papel e celulose, na indústria de laticínios, de cosméticos, entre outros. As lipases microbianas são de maior interesse para aplicação em biotecnologia e em química orgânica, sendo necessária a prospecção de novas fontes de lipases com propriedades distintas. O presente trabalho avaliou a influência de diferentes meios de cultura, do tempo de cultivo, de fontes de carbono e sua concentração, de fontes de nitrogênio, agitação, pH e temperatura sobre a produção de lipase extracelular pelo fungo filamentoso Penicillium janthinellum, isolado de solo de região de Mata Atlântica. A avaliação das melhores condições de cultivo foi realizada através da análise da atividade enzimática, acompanhada pela determinação do íon ρ-nitrofenol liberado na hidrólise do substrato sintético ρ- nitrofenil palmitato. Os experimentos foram realizados em frascos de Erlenmeyer de 125mL contendo 25mL de meio de cultivo, inoculados com 1mL de suspensão contendo 107 conídios, e incubados a 28°C com agitação de 160 rpm e pH 5,5. Entre os quatro meios de cultura testados, o melhor resultado (0,476 ± 0,04 U/mL), com 5 dias de cultivo, foi verificado com o meio 2 composto por (g/L): bacto-peptona 5,0, extrato de levedura 1,0, NaNO3 0,5, KCl 0,5, MgSO4·7H2O 0,5, KH2PO4 2,0 e azeite de oliva 10,0)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Produção de bioetanol de segunda geração pelo consórcio Zymomonas mobilis CCT4494 e Candida tropicallis em resíduos de uvas Isabel e Bordô

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de isolados de Trichoderma spp. para controle de Phytophthora nicotianae

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Influência do manejo do solo em atributos químicos, físicos e microbiológicos dos córregos Jaboticabal e Cerradinho

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização do sistema de bioflocos na larvicultura de Tilápia-do-Nilo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Identificação e caracterização de metagenomas e isolados bacterianos visando a biorremediação de solos de áreas de mineração

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

Produção e caracterização de amilases bacterianas: α-amilase e ciclodextrina glucanotransferase (CGTase)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Carbon and nitrogen stock and fluxes in coastal Atlantic Forest of southeast Brazil: potential impacts of climate change on biogeochemical functioning

The Atlantic Forest is one of the most important biomes of Brazil. Originally covering approximately 1.5 million of km(2), today this area has been reduced to 12% of its original size. Climate changes may alter the structure and the functioning of this tropical forest. Here we explore how increases in temperature and changes in precipitation distribution could affect dynamics of carbon and nitrogen in coastal Atlantic Forest of the southeast region of Brazil The main conclusion of this article is that the coastal Atlantic Forest has high stocks of carbon and nitrogen above ground, and especially, below ground. An increase in temperature may transform these forests from important carbon sinks to carbon sources by increasing loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. However, this conclusion should be viewed with caution because it is based on limited information. Therefore, more studies are urgently needed to enable us to make more accurate predictions.

Production and action of an Aspergillus phoenicis enzymatic pool using different carbon sources

Aspergillus phoenicis is an interesting heat tolerant fungus that can synthesize enzymes with several applications in the food industry due to its great hydrolytic potential. In this work, the fungus produced high enzymatic levels when cultivated on inexpensive culture media consisting of flakes from different origins such as cassava flour, wheat fibre, crushed soybean, agro-industrial wastes, starch, glucose or maltose. Several enzymatic systems were produced from these carbon sources, but amylase was the most evident, followed by pectinase and xylanase. Traces of CMCases, avicelase, lipase, β-xylosidase, β-glucosidase and α-glucosidase activities were also detected. Amylases were produced on rye flakes, starch, oat flakes, corn flakes, cassava flour and wheat fibre. Significant amylolytic levels were produced in the culture medium with glucose or when this sugar was exhausted, suggesting an enzyme in the constitutive form. Cassava flour, rye, oats, barley and corn flakes were also used as substrates in the hydrolytic reactions, aiming to verify the liberation potential of reducing sugars. Corn flakes induced greater liberation of reducing sugars as compared to the others. Thin layer chromatography of the reaction end products showed that the hydrolysis of cassava flour liberated maltooligosaccharides, but cassava flour and corn, rye, oats and barley flakes were hydrolyzed to glucose. These results suggested the presence of glucoamylase and α-amylase as part of the enzymatic pool of A. phoencis.

Produção de hidrogênio por fermentação por um novo isolado de Clostridium beijerinckii

O hidrogênio (H2) tem sido considerado uma fonte de energia limpa bastante promissora, pois sua combustão origina apenas moléculas de água, sendo uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Entretanto, os métodos atuais de produção de H2 demandam matérias-primas finitas e uma grande quantidade de energia, tornando a sua obtenção não sustentável. Mais recentemente, a via fermentativa tem sido considerada para a produção de H2, utilizando como matérias-primas efluentes industriais, materiais lignocelulósicos e biomassa de algas, denominado de bio-hidrogênio de primeira, segunda e terceira geração, respectivamente. Neste trabalho foi isolada uma bactéria anaeróbia a partir de uma cultura mista (lodo) de um sistema de tratamento de vinhaça, após pré-tratamento do lodo a pH 3 por 12 horas. Este microrganismo foi identificado com 99% de similaridade como Clostridium beijerinckii com base na sequência do gene RNAr 16S denominado de C. beijerinckii Br21. A temperatura e o pH mais adequados para o crescimento e produção de H2 por esta cultura foi 35 °C e pH inicial 7,0. A bactéria possui a capacidade de utilizar ampla variedade de fontes de carbono para a produção de H2 por fermentação, especialmente, monossacarídeos resultantes da hidrólise de biomassa de algas, tais como glicose, galactose e manose. Foram realizados ensaios em batelada para a produção de H2 com a bactéria isolada empregando diferentes concentrações de glicose e galactose, visando a sua futura utilização em hidrolisados de alga. Os parâmetros cinéticos dos ensaios de fermentação estimados pelo modelo de Gompertz modificado, como a velocidade máxima de produção (Rm), a quantidade máxima de hidrogênio produzido (Hmáx) e o tempo necessário para o início da produção de hidrogênio (fase lag) para a glicose (15 g/L) foram de: 58,27 mL de H2/h, 57,68 mmol de H2 e 8,29 h, respectivamente. Para a galactose (15 g/L), a Rm, Hmáx e foram de 67,64 mL de H2/h, 47,61 mmol de H2 e 17,22 horas, respectivamente. O principal metabólito detectado ao final dos ensaios de fermentação, foi o ácido butírico, seguido pelo ácido acético e o etanol, tanto para os ensaios com glicose, como com galactose. C. beijerinckii é um candidato bastante promissor para a produção de H2 por fermentação a partir de glicose e galactose e, consequentemente, a partir de biomassa de algas como substratos.

Produção de exopolissacarídeos bacterianos a partir de glicerol residual gerado na síntese de biodiesel

A busca por combustíveis alternativos, tais como os biocombustíveis, torna-se necessária devido à crescente demanda por combustíveis em todos os setores da atividade humana, sendo que quase toda energia consumida no mundo provém do petróleo, uma fonte limitada, que emite grande quantidade de gases poluentes. Devido à grande diversidade de culturas oleoginosas no país, o Brasil demonstra potencial para substituição do diesel pelo biodiesel. No processo de obtenção deste, o óleo vegetal sofre uma transesterificação, sob a ação de um catalisador básico e na presença de um álcool, formando três moléculas de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, que constituem o biodiesel em sua essência, liberando uma molécula de glicerol, que é o coproduto mais abundante desta reação. Sendo assim, a utilização do glicerol residual é uma ótima alternativa para agregar valor à cadeia produtiva do biodiesel, minimizar os danos de um possível descarte inadequado, além de diminuir os custos do processo. Com este intuito, este trabalho propõe o uso do glicerol residual como fonte de carbono para produção de exopolissacarídeos (EPSs). Para tal, foram utilizadas linhagens de bactérias mencionadas na literatura como produtoras de EPSs de importância comercial, sendo elas: Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae IBSBF 1230, Pseudomonas oleovarans NRRL B-14683, Sphingomonas capsulata NRRL B-4261 e Zymomonas mobilis NRRL B-4286. Os cultivos foram realizados em meio apropriado para cada micro-organismo, e como fontes de carbono foram testadas a sacarose, o glicerol residual e uma mistura de ambos na proporção de 1:1 m/m. Os meios foram inoculados com suspensão da bactéria em estudo, sendo avaliados parâmetros relativos ao crescimento celular e à produção de EPSs. Para X. campestris pv. mangiferaeindicae, foram determinadas algumas propriedades reológicas e térmicas dos EPSs produzidos com as diferentes fontes de carbono, bem como o índice de emulsificação com diferentes óleos vegetais. X. campestris apresentou uma concentração de EPSs em torno de 4 g.L-1 em todos os meios estudados, comportamento similar ao da bactéria P. oleovorans, diferindo apenas no meio contendo sacarose (0,8 g.L-1 ). S. capsulata apresentou uma maior concentração de EPSs em meios contendo sacarose e a mistura de sacarose com glicerol residual, em torno de 3,4 g.L-1 , e em meio contendo glicerol residual este valor caiu para 1,7 g.L-1 . Já Z. mobilis apresentou um melhor resultado em meio contendo sacarose e glicerol residual, atingindo 1,3 g.L-1 , sendo que em meio contendo somente sacarose e glicerol residual estes valores foram inferiores alcançando 0,2 e 0,7 g.L-1 , respectivamente. Quase todas as bactérias atingiram a fase estacionária em 24 h de cultivo e o pH permaneceu praticamente constante, sendo verificada uma queda mais acentuada somente para Z. mobilis. O comportamento reológico foi similar para as xantanas produzidas nos diferentes meios, entretanto a viscosidade inicial foi maior com o meio a sacarose (637 cP), seguido da mistura de sacarose com glicerol residual (279 cP) e glicerol residual (60 cP). O IE24 foi superior quando utilizado o óleo de milho, atingindo valores de 97, 72 e 64 % em sacarose, mistura de sacarose com glicerol e glicerol residual, respectivamente. Desta forma, pode-se afirmar que a mudança na fonte de carbono afeta estas propriedades.

Cultivo de microalgas para produção de biossurfactantes

Há uma crescente procura por alimentos mais saudáveis e seguros para atender uma população cada vez maior e mais exigente. Nos últimos anos o interesse por surfactantes de origem microbiana tem aumentado significativamente em decorrência de serem naturalmente biodegradáveis diminuindo assim o impacto ambiental. Uma grande variedade de microorganismos produz biossurfactantes, sendo que o tipo, a quantidade e a qualidade do biossurfactante são influenciados pelos constituintes do meio, tais como, fontes de carbono, nitrogênio e sais inorgânicos, além das condições de cultivo, como pH, temperatura, agitação e disponibilidade de oxigênio. Os biossurfactantes são metabólitos microbianos de superfície ativa que apresentam uma vasta aplicação no setor industrial. Os objetivos deste trabalho foram selecionar microalgas com potencial para produzir biossurfactantes e estudar a produção por microalgas em diferentes fotobiorreatores e condições nutricionais. O trabalho foi dividido em quatro etapas: 1) cultivo autotrófico e mixotrófico de microalgas para produção de biossurfactantes; 2) Seleção de microalgas para produção de biossurfactantes; 3) Produção de biossurfactantes por microalgas em diferentes fotobiorreatores e 4) Cultivo outdoor da microalga marinha Tetraselmis suecica OR para produção de biossurfactantes. Na primeira etapa Spirulina sp. LEB-18, Synechococcus nidulans LEB-25, Chlorella vulgaris LEB-106, Chlorella minutissima LEB-108 e Chlorella homosphaera foram cultivadas com glicose (cultivo mixotrófico). Spirulina sp. LEB-18 apresentou concentrações máximas de biomassa (2,55 g.L-1 ) quando foi utilizada 5 g.L-1 de glicose no meio de cultivo. A tensão superficial dos meios das microalgas foi reduzida de 70 para 43 mN.m-1 para as microalgas estudadas utilizando glicose como fonte de carbono. Resultados da segunda etapa mostraram que a microalga Scenedesmus sp. 3PAV3 apresentou valor de atividade emulsificante óleo em água (AE o/a) superior (339,8 UE.g-1 ) ao encontrado para as demais microalgas. Os menores valores de tensões superficiais variaram de 27,4 a 31,2 mN.m-1 . Na terceira etapa verificou-se que a microalga Chlorella sp. PROD1 apresentou valor de AE o/a semelhante (258,2 UE g -1 ) ao encontrado para o emulsificante comercial lecitina de soja (257,0 UE g -1 ) e ambas as microalgas estudadas alcançaram valores de tensões superficiais abaixo de 30 mN.m -1 . Na última etapa, Tetraselmis suecica OR cultivada em fotobiorreator do tipo Green Wall Panel apresentou menores valores de tensões superficiais para cultura com limitação de nitrogênio. Os resultados demonstraram a potencialidade das microalgas estudadas na produção de biossurfactantes, tanto pela redução da tensão superficial e interfacial, como pelo aumento da atividade emulsificante, confirmando uma possível aplicação como emulsificante, detergente, lubrificante, estabilizante, entre outras.

Síntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras

Pesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.

Optimização das condições de cultura da Saccharomyces Cerevisiae e de outros fungos produtores de oligossacáridos

Este estudo envolve o controlo e a optimização das condições de culturas dos microrganismos: Saccharomyces cerevisiae CCMI 396, S. cerevisiae v. lab., Aspergillus oryzae CCMI 125, Aspergillus japonicus CCMI 443, Fusarium oxysporum CCMI 866, Aspergillus niger CCMI 296 com vista à produção de oligossacáridos. Determinaram-se os parâmetros característicos das culturas de duas diferentes estirpes de Saccharomyces com diferentes fontes de carbono e em diferentes condições ambientais. O perfil de crescimento da S. cerevisiae CCMI 396 foi semelhante nos diferentes meios de cultura estudados, sendo a velocidade específica de crescimento mais elevada no meio com glucose a pH 5 e a 30°C (0,36h-1). A S. cerevisiae v. lab. Teve velocidade específica de crescimento idêntica nas mesmas condições da outra estirpe, no entanto, o perfil de crescimento foi diferente nos outros meios de cultura. Estudou-se o efeito da adição de sumo de laranja ou de tomate ao meio de cultura com sacarose e avaliou-se a evolução glucídica no meio de cultura durante o ensaio por HPLC com detector RI. Determinou-se a frutosiltransferase no sobrenadante e na fracção intracelular e determinou-se a evolução dos oligossacáridos. Numa segunda parte deste trabalho efectuaram-se culturas dos quatro fungos filamentosos com vista a avaliar a capacidade de produção, nomeadamente, de fruto­oligassacáridos. Os resultados mostraram que a espécie Aspergillus japonicus CCMI 443 originou, nas mesmas condições de cultura, valores superiores, sendo a percentagem de produção FOStotais/GluCtotais de 61% para as enzimas intracelulares e 40% para as enzimas no sobrenadante. ABSTRACT; This study involves control and optimization of the cultures of microorganisms: Saccharomyces cerevisiae CCMI 396, S. cerevisiae v. lab., Aspergillus oryzae CCMI 125, Aspergillus japonicus CCMI 443, Fusarium oxysporum CCMI 866, Aspergillus níger CCMI 296 for oligosaccharides production. Were determined the parameters characteristic of the cultures of two different strains of Saccharomyces with different sources of carbon and in different environmental conditions. The growth profile of S. cerevisiae CCMI 396 was similar in different cultures media, but the highest specific growth was obtained in a medium with glucose, pH 5, at 30°C (0.36h-1). S. cerevisiae v. lab. had similar growth profile in a medium with glucose but with others culture media was different. We studied the effect of adding orange juice or tomato to the culture medium with sucrose and evaluated the evolution glucidic in the culture medium during the test by HPLC with RI detector. Fructosyltransferase was determined in the extracellular and the intracellular fractions and determined the evolution of oligosaccharides. ln the second part of this work were carried out cultures of four filamentous fungi in order to assess production capacity, in particular, fructoligosaccharides. The results showed that the specie Aspergillus japonicus CCMI 443 originated in the same culture conditions, higher values and the percentage of production FOStotal/Guctotal of 61% for intracellular enzymes and 40% for extracellular enzymes.