Production of mexican brown macroalgae fucoidan and fucosidases under an integral green technology bioproceses by the biorefinery concept

Marine ecosystem can be considered a rather exploited source of natural substances with enormous bioactive potential. In Mexico macro-algae study remain forgotten for research and economic purposes besides the high amount of this resource along the west and east coast. For that reason the Bioferinery Group of the Autonomous University of Coahuila, have been studying the biorefinery concept in order to recover high value byproducts of Mexican brown macro-algae including polysaccharides and enzymes to be applied in food, pharmaceutical and energy industry. Brown macroalgae are an important source of fucoidan, alginate and laminarin which comprise a complex group of macromolecules with a wide range of important biological properties such as anticoagulant, antioxidant, antitumoral and antiviral and also as rich source of fermentable sugars for enzymes production. Additionally, specific enzymes able to degrade algae matrix (fucosidases, sulfatases, aliginases, etc) are important tools to establish structural characteristics and biological functions of these polysaccharides. The aims of the present work were the integral study of bioprocess for macroalgae biomass exploitation by the use of green technologies as hydrothermal extraction and solid state fermentation in order to produce polysaccharides and enzymes (fucoidan and fucoidan hydrolytic enzymes). This work comprises the use of the different bioprocess phases in order to produce high value products with lower time and wastes.

Estudo da partição de fitase produzida por Aspergillus niger var. phoenicis utilizando bioconversão extrativa em sistemas de duas fases aquosas PEG/citrato

Existem diversos métodos tradicionais que são utilizados para extratir biomoléculas produzidas por fermentação convencional. Um método alternativo é o sistema de duas fases aquosas, o qual foi desenvolvido para a extração de bioprodutos. A bioconversão extrativa trata-se de um sistema de duas fases aquosas que integra cultivo microbiológico à produção e recuperação do bioproduto. Fitases são fosfatases específicas que estão envolvidas na catálise do ácido fitico. O objetivo deste trabalho foi estudar a partição da fitase produzida por A. niger var. phoenicis por bioconversão extrativa utilizando PEG/citrato. Realizou-se um planejamento fatorial completo 25, estudando as seguintes variáveis: massa molar do PEG, concentração do PEG, concentração de citrato, pH e agitação, onde obteve-se como variável-resposta o coeficiente de partição em atividade (KATIV). Neste trabalho conseguiu-se um coeficiente de partição de 25,77 utilizando MPEG (8000 g/mol), CPEG, (26,0% m/m), CCIT (20,0% m/m), pH (6,0) e agitação (100 rpm). Através dos resultados obtivos, pode-se concluir que a fitase utilizada no presente estudo apresenta uma tendência de particionar para a fase superior do sistema (K>1). A técnica de fermentação extrativa utilizando SDFA PEG/citrato demonstrou ser promissora para extração de fitase produzida por A. niger var. phoenicis, podendo ser aplicada na composição de rações comerciais.

Medidas de radiação solar e índice de área foliar em coberturas vegetais

Um método de inversão de modelo físico de penetração de radiação solar em meio vegetal para estimar o índice de área foliar(IAF) é apresentado e testado neste trabalho para diferentes tipos de vegetação, como uma alternativa aos experimentos destrutivos, trabalhosos e de difícil implementação em coberturas florestais. Os dados de radiação foram obtidos durante o período seco de 1996 na Estação Experimental da Embrapa, (BR 174 - km 54, 2º 31' S, 60º 01' O), Manaus, Brasil. O método produziu valores de IAF convergentes entre as classes de radiação adotadas, com estimativas mais estáveis para ocasiões em que há predomínio de luz difusa. A aplicação do procedimento de inversão deu origem aos seguintes valores de índice de área foliar e respectivos incrementos anuais: 3,5 (0,35.ano-1) para a vegetação secundária intacta; 2,0 (0,5.ano-1) para o sistema agroflorestal com palmeiras; e 1,6 (0,4.ano-1) para o sistema agroflorestal multiestratificado.

Sistemas aquosos bifásicos uma ferramenta sustentável para a extração de ácido clavulânico a partir de diferentes fontes

O ácido clavulânico (AC) é um inibidor de β-lactamases que tem vindo a ser largamente utilizado na área médica. Embora seja de extrema importância, o desenvolvimento de processos alternativos de produção e purificação é ainda insignificante, sendo fundamental o estudo de técnicas de extração mais biocompatíveis, como os Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs). Assim, este trabalho objetivou o estudo de Sistemas Aquosos Bifásicos baseados em polímeros como uma ferramenta alternativa para a extração de AC. Foram testados dois SPAB compostos por Polietileno Glicol (PEG) com massa molecular (M) de 4000 g/mol e Poliacrilato de Sódio de 8000 g/mol, nos quais foi alterado o eletrólito indutor da formação de fases, em particular, sulfato de sódio (Na2SO4,) e cloreto de sódio (NaCl). Ademais, este trabalho visou também avaliar a eficiência de extração do AC, bem como compreender o efeito dos contaminantes no processo de migração. Para tal, foi avaliada a extração do AC a partir de três fontes distintas: solução pura (99,9%); solução comercial (60%); diretamente a partir do sobrenadante de um meio fermentando de Streptomyces clavuligerus. Os resultados obtidos demonstraram que independentemente da fonte inicial do AC, ambos os SABs poliméricos promoveram uma partição preferencial do AC para a fase rica em PEG, sendo o coeficiente de partição maior nos sistemas com Na2SO4 do que com NaCl. Após identificar a grande capacidade de partição de AC, o SAB com PEG/NaPA/Na2SO4 foi também utilizado para avaliar a partição de proteínas presente no meio fermentado, sendo também obtida uma preferencial partição destas para a fase rica em PEG. Assim, apesar da baixa capacidade de purificação de AC frente a proteínas contaminantes, os SABs estudados demonstraram que podem ser uma técnica alternativa sustentável e bastante econômica para uma etapa inicial de clarificação/concentração de bioprodutos a partir de caldos fermentados.

Teores de carboidratos, proteínas e aminoácidos livres durante o desenvolvimento de raízes tuberosas do feijão macuco (Pachyrrhizus tuberosus (Lam.) Spreng.), em área de várzea, Amazonas, Brasil

Entre as espécies que produzem tubérculos amiláceos nas condições tropicais, encontra-se Pachyrrhizus tuberosus, leguminosa conhecida popularmente como feijão macuco ou jacatupé. Propôs-se estudar alguns aspectos fisiológicos do desenvolvimento dessa espécie em uma area de várzea. Foi estudado o comportamento de três introduções (2.2, 1.2 e 1.1.6) da coleção do programa de melhoramento de hortaliças do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA (definidas como 1, 2 e 3), submetidas a duas formas de manejo: com e sem tutoramento das plantas e com e sem poda das inflorescências. A poda das inflorescências resultou em um aumento nos teores de xilose, glicose, açúcares redutores, proteínas e aminoácidos ao longo do desenvolvimento. Foram observadas variações nos teores de xilose, açúcares redutores e proteínas entre as introduções estudadas. O teor de amido nas raízes tuberosas não mostrou variação ao longo do desenvolvimento, em nenhum dos tratamentos estudados.

Modificações do microclima e regime hidrológico devido ao desmatamento na Amazônia: estudo de um caso em Rondônia (Ro), Brasil

As mudanças no microclima e no balanço hídrico devido ao desmatamento na Amazônia (região de Ji-Paraná-RO) foram estudadas com dados meteorológicos coletados de janeiro/92 até outubro/93, em sítios experimentais de floresta tropical e de pastagem. Observou-se que a troca de vegetação (desmatamento) reduz a precipitação total em 10%, diminui a evapotranspiração real de 24% e também apresenta uma maior amplitude térmica da temperatura do ar de 1,6 °C. A análise do balanço hídrico mostra claramente que a floresta tropical consegue extrair mais água do que o sítio de pastagem durante a estação seca, embora os dois sítios possuam comportamentos similares durante a estação chuvosa.

Estudo antropométrico da população infantil da calha do Rio Negro, Amazonas, Brasil. III - parque nacional do Jaú

Foi realizado no Parque Nacional do Jaú (1999) estudo transversal, onde avaliou-se o estado nutricional de 49 pré-escolares e 130 escolares, adotando-se os critérios propostos pela OMS (1986). Segundo estes critérios, 23,9% dos pré-escolares e 9,4% dos escolares apresentavam inadequação no indicador "altura/idade" (desnutrição crônica). A inadequação no indicador "peso/altura" (desnutrição aguda) foi constatada em apenas 2,2% dos pré-escolares e 1,6% dos escolares. Estes resultados evidenciam as precárias condições de saúde e nutrição da referida população.

Evaluation of foamed bitumen efficiency in warm asphalt mixtures recycling

The recycling of pavements is nowadays a very important question to the road paving industry. With the objective of incorporating higher percentages of reclaimed asphalt (RA) materials in recycled asphalt mixtures, new techniques have been developed in the last years. The use of foamed bitumen is normally associated with the production of cold asphalt mixtures, which usually show lower quality standards. However, the objective of the work presented in this paper is to assess the use of foamed bitumen as the binder of warm asphalt mixtures incorporating 30% RA, which have quality standards similar to those of conventional mixtures. Thus, five mixtures have been produced with 30% RA, one of them with a conventional bitumen (control mix) and the others with foamed bitumen at different production temperatures. The mixtures were tested for compactability and water sensitivity and the results show a possible reduction of 25 ºC in the production temperatures, while the water sensitivity test results were kept close to 90 %.

Densidade básica da madeira de um ecossistema de "campina" em Roraima, Amazônia brasileira

Densidade básica (g.cm-3: peso seco / volume úmido) da madeira foi determinada para 13 das principais espécies arbóreo-arbustivas de um ecossistema de "campina" (caatinga amazônica) situado em Roraima, extremo norte da Amazônia brasileira. As amostras de madeira para o cálculo da densidade básica de cada espécie foram compostas por "discos amostrais" (casca, alburno e cerne) de diferentes classes diamétricas. No total, foram amostrados 98 indivíduos, perfazendo 150 peças de madeira (52 com diâmetro < 1,6cm; 63 entre 1,6-3,2cm, 27 entre 3,2-4,8cm e 8 > 4,8cm). A espécie de maior densidade média foi Matayba arborescens (Aubl.) Radlk. (0,68 g.cm-3), seguida de Humiria balsamifera (Aubl.) St. Hill. (0,67 g.cm-3) e Pera schomburgkiana Müel. Arg. (0,64 g.cm-3). As classes de menor diâmetro foram também as de menor valor absoluto: 0,59 ± 0,06 (DP) g.cm-3 (< 1,6cm), 0,64 ± 0,08 g.cm-3 (1,6-3,2cm), 0,67 ± 0,06 g.cm-3 (3,2-4,8cm) e 0,69 ± 0,10 g.cm-3 (> 4,8cm). A média ponderada pela biomassa do ecossistema foi de 0,64 ± 0,08 g.cm-3. Este resultado é 15,2% inferior ao comumente utilizado para transformação de volume de madeira em biomassa para ecossistemas de "campina" na Amazônia, influenciando diretamente nos cálculos de emissão de gases do efeito estufa.

Engineering of fatty acid production and secretion in Saccharomyces cerevisiae

Tese de Doutoramento em Ciências - Especialidade em Biologia

Mineralogia e geoquímica dos perfis sobre sedimentos neógenos e quaternários da bacia do Solimões na região de Coari - AM

O estudo do intemperismo das rochas é uma ferramenta indispensável para entender a evolução paleoambiental do Cenozóico na Amazônia. Com esse objetivo foram estudados seis perfis intempéricos desenvolvidos a partir da Formação Solimões e um perfil do Quaternário da várzea do rio Solimões, no centro-leste do estado do Amazonas. As informações obtidas permitiram determinar o grau de evolução intempérica na região, além das suas características estruturais, mineralógicas e químicas. Os perfis desenvolvidos sobre a Formação Solimões são constituídos, de baixo para cima, pelos horizontes saprolítico (C), mosqueado (B) e solo (A), enquanto o perfil sobre a sedimentação quaternária é estruturado nos horizontes saprolito (C) e solo (A). São argilo-arenosos a areno-argilosos, cinzentos, amarelados, avermelhados e esbranquiçados e compõem-se de quartzo, caulinita, muscovita, illita e esmectita. Segundo as suas características os perfis são divididos em dois grupos: 1) perfis 2, 3, 4 e 5: são areno-argilosos, tem altos teores de SiO2, Hg e Zr e estão associados unicamente à Formação Solimões; 2) perfis 1, 6 e 7: são pelíticos, têm maiores conteúdos em esmectita, illita, muscovita, Al2O3, álcalis e elementos-traço, especialmente de Ba, Co, Li, Ni, Sr, V, Y e Zn, e agrupam parte dos perfis sobre a Formação Solimões e o sedimento quaternário. A semelhança geoquímica entre este último e parte dos perfis sobre a Formação Solimões sugere que esta pode ser a fonte pelo menos de parte do material depositado na várzea. O conjunto das características demonstra que os horizontes dentro de cada perfil são muito semelhantes entre si e, portanto, pouco evoluídos, apesar do clima atual quente e chuvoso da região de Coari (2300 mm.ano-1) promover intensa lixiviação. Conseqüentemente, por serem derivados dos sedimentos mais jovens da Bacia do Solimões, e, portanto sob ação recente do intemperismo, pode-se afirmar que a unidade que deu origem aos perfis na Formação Solimões foi exposta no Quaternário e que estes se encontram em desequilíbrio com as condições agressivas de lixiviação do ambiente laterítico reinantes na Amazônia pelo menos desde o Paleógeno.

Measurements of Higgs boson production and couplings in the four-lepton channel in pp collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector

The final ATLAS Run 1 measurements of Higgs boson production and couplings in the decay channel H→ZZ∗→ℓ+ℓ−ℓ′+ℓ′−, where ℓ,ℓ′=e or μ, are presented. These measurements were performed using pp collision data corresponding to integrated luminosities of 4.5 fb−1 and 20.3 fb−1 at center-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV, respectively, recorded with the ATLAS detector at the LHC. The H→ZZ∗→4ℓ signal is observed with a significance of 8.1 standard deviations at 125.36 GeV, the combined ATLAS measurement of the Higgs boson mass from the H→γγ and H→ZZ∗→4ℓ channels. The production rate relative to the Standard Model expectation, the signal strength, is measured in four different production categories in the H→ZZ∗→4ℓ channel. The measured signal strength, at this mass, and with all categories combined, is 1.44 +0.40−0.33. The signal strength for Higgs boson production in gluon fusion or in association with tt¯ or bb¯ pairs is found to be 1.7 +0.5−0.4, while the signal strength for vector-boson fusion combined with WH/ZH associated production is found to be 0.3 +1.6−0.9.

Quantificação de macro e micro nutrientes em algumas etnovariedades de cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal)

Considerando a ampla variabilidade genética de cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal), quantificaram-se os macro e micro-nutrientes, objetivando a ampliação da tabela de composição química de alimentos típicos da região amazônica. Os frutos provenientes da Estação Experimental de Hortaliças Alejo von der Pahlen (EEH) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), localizados no km 14 da Rodovia AM 010 em Manaus, AM, foram processados no Laboratório de Alimentos e Nutrição do INPA. Avaliaram-se oito etnovariedades de cubiu identificados como: 2 I, 3 I, 6, 7, 12, 14, 17, 29 I e III em estádio de maturação comercial. Os teores de elementos minerais foram quantificados pela técnica de Ativação por Nêutrons Instrumental e a fibra alimentar pelo método enzímico-gravimétrico. Os resultados demonstram ser o cubiu um fruto com baixo conteúdo energético (média de 33 kcal), com conteúdo de fibra alimentar total na ordem de 1,6%. Em relação aos macros elementos minerais, a etnovariedade 6, apresentou a maior concentração em potássio (513,5±3,1mg), cálcio (18,9±0,6mg) e a etnovariedade 2 I em Fe (564,4±58,1µg) e Cr (99,3±8,3µg). A menor concentração foi constatada na etnovariedade 12 para os elementos K (229,0±4,5mg), Na (53,7±5,5µg) e Zn (89,3±4,7µg). Apesar das variações em relação as diferentes etno variedades e conseqüentemente concentrações em elementos minerais, o cubiu, pode estar contribuindo para atingir as recomendações desses nutrientes.

DOTA-based Ga(III) and Gd(III) chelates for medical imaging (PET, SPECT and MRI)

PhD Thesis in Sciences Specialization in Chemistry

Biomass accumulation, photochemical efficiency of photosystem II, nutrient contents and nitrate reductase activity in young rosewood plants (Aniba rosaeodora Ducke) submitted to different NO3-:NH4+ ratios

The rosewood (Aniba rosaeodora Ducke) is a native tree species of Amazon rainforest growing naturally in acidic forest soils with reduced redox potential. However, this species can also been found growing in forest gaps containing oxide soils. Variations in the forms of mineral nitrogen (NO3- or NH4+) may be predicted in these different edaphic conditions. Considering that possibility, an experiment was carried out to analyze the effects of different NO3-:NH4+ ratios on the growth performance, mineral composition, chloroplastid pigment contents, photochemical efficiency photosystem II (PSII), and nitrate redutase activity (RN, E.C.1.6.6.1) on A. rosaeodora seedlings. Nine-month-old seedlings were grown in pots with a washed sand capacity of 7.5 kg and submitted to different NO3-:NH4+ ratios (T1 = 0:100%, T2 = 25:75%, T3 = 50:50%, T4 = 75:25%, and T5 = 100:0%). The lowest relative growth rate was observed when the NO3-:NH4+ ratio was equal to 0:100%. In general, high concentrations of NO3- rather than NH4+ favored a greater nutrient accumulation in different parts of the plant. For the chloroplastid pigment, the highest Chl a, Chl b, Chl tot, Chl a/b and Chl tot/Cx+c contents were found in the treatment with 75:25% of NO3-:NH4+, and for Chl b and Cx+c it was observed no difference. In addition, there was a higher photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) when high NO3- concentrations were used. A linear and positive response for the nitrate reductase activity was recorded when the nitrate content increased on the culture substrate. Our results suggest that A. rosaeodora seedlings have a better growth performance when the NO3- concentrations in the culture substrate were higher than the NH4+ concentrations.