Improvements in Fermentative Hydrogen Production through Physiological Manipulation and Metabolic Engineering

La production biologique d'hydrogène (H2) représente une technologie possible pour la production à grande échelle durable de H2 nécessaire pour l'économie future de l'hydrogène. Cependant, l'obstacle majeur à l'élaboration d'un processus pratique a été la faiblesse des rendements qui sont obtenus, généralement autour de 25%, bien en sous des rendements pouvant être atteints pour la production de biocarburants à partir d'autres processus. L'objectif de cette thèse était de tenter d'améliorer la production d'H2 par la manipulation physiologique et le génie métabolique. Une hypothèse qui a été étudiée était que la production d'H2 pourrait être améliorée et rendue plus économique en utilisant un procédé de fermentation microaérobie sombre car cela pourrait fournir la puissance supplémentaire nécessaire pour une conversion plus complète du substrat et donc une production plus grande d'H2 sans l'aide de l'énergie lumineuse. Les concentrations optimales d’O2 pour la production de H2 microaérobie ont été examinées ainsi que l'impact des sources de carbone et d'azote sur le processus. La recherche présentée ici a démontré la capacité de Rhodobacter capsulatus JP91 hup- (un mutant déficient d’absorption-hydrogénase) de produire de l'H2 sous condition microaérobie sombre avec une limitation dans des quantités d’O2 et d'azote fixé. D'autres travaux devraient être entrepris pour augmenter les rendements d'H2 en utilisant cette technologie. De plus, un processus de photofermentation a été créé pour améliorer le rendement d’H2 à partir du glucose à l'aide de R. capsulatus JP91 hup- soit en mode non renouvelé (batch) et / ou en conditions de culture en continu. Certains défis techniques ont été surmontés en mettant en place des conditions adéquates de fonctionnement pour un rendement accru d'H2. Un rendement maximal de 3,3 mols de H2/ mol de glucose a été trouvé pour les cultures en batch tandis que pour les cultures en continu, il était de 10,3 mols H2/ mol de glucose, beaucoup plus élevé que celui rapporté antérieurement et proche de la valeur maximale théorique de 12 mols H2/ mol de glucose. Dans les cultures en batch l'efficacité maximale de conversion d’énergie lumineuse était de 0,7% alors qu'elle était de 1,34% dans les cultures en continu avec un rendement de conversion maximum de la valeur de chauffage du glucose de 91,14%. Diverses autres approches pour l'augmentation des rendements des processus de photofermentation sont proposées. Les résultats globaux indiquent qu'un processus photofermentatif efficace de production d'H2 à partir du glucose en une seule étape avec des cultures en continu dans des photobioréacteurs pourrait être développé ce qui serait un processus beaucoup plus prometteur que les processus en deux étapes ou avec les co-cultures étudiés antérieurément. En outre, l'expression hétérologue d’hydrogenase a été utilisée comme une stratégie d'ingénierie métabolique afin d'améliorer la production d'H2 par fermentation. La capacité d'exprimer une hydrogénase d'une espèce avec des gènes de maturation d'une autre espèce a été examinée. Une stratégie a démontré que la protéine HydA orpheline de R. rubrum est fonctionnelle et active lorsque co-exprimée chez Escherichia coli avec HydE, HydF et HydG provenant d'organisme différent. La co-expression des gènes [FeFe]-hydrogénase structurels et de maturation dans des micro-organismes qui n'ont pas une [FeFe]-hydrogénase indigène peut entraîner le succès dans l'assemblage et la biosynthèse d'hydrogénase active. Toutefois, d'autres facteurs peuvent être nécessaires pour obtenir des rendements considérablement augmentés en protéines ainsi que l'activité spécifique des hydrogénases recombinantes. Une autre stratégie a consisté à surexprimer une [FeFe]-hydrogénase très active dans une souche hôte de E. coli. L'expression d'une hydrogénase qui peut interagir directement avec le NADPH est souhaitable car cela, plutôt que de la ferrédoxine réduite, est naturellement produit par le métabolisme. Toutefois, la maturation de ce type d'hydrogénase chez E. coli n'a pas été rapportée auparavant. L'opéron hnd (hndA, B, C, D) de Desulfovibrio fructosovorans code pour une [FeFe]-hydrogénase NADP-dépendante, a été exprimé dans différentes souches d’E. coli avec les gènes de maturation hydE, hydF et hydG de Clostridium acetobutylicum. L'activité de l'hydrogénase a été détectée in vitro, donc une NADP-dépendante [FeFe]-hydrogénase multimérique active a été exprimée avec succès chez E. coli pour la première fois. Les recherches futures pourraient conduire à l'expression de cette enzyme chez les souches de E. coli qui produisent plus de NADPH, ouvrant la voie à une augmentation des rendements d'hydrogène via la voie des pentoses phosphates.

Improving the microbial production of biofuels through metabolic engineering

Les défis conjoints du changement climatique d'origine anthropique et la diminution des réserves de combustibles fossiles sont le moteur de recherche intense pour des sources d'énergie alternatives. Une avenue attrayante est d'utiliser un processus biologique pour produire un biocarburant. Parmi les différentes options en matière de biocarburants, le bio-hydrogène gazeux est un futur vecteur énergétique attrayant en raison de son efficacité potentiellement plus élevé de conversion de puissance utilisable, il est faible en génération inexistante de polluants et de haute densité d'énergie. Cependant, les faibles rendements et taux de production ont été les principaux obstacles à l'application pratique des technologies de bio-hydrogène. Des recherches intensives sur bio-hydrogène sont en cours, et dans les dernières années, plusieurs nouvelles approches ont été proposées et étudiées pour dépasser ces inconvénients. À cette fin, l'objectif principal de cette thèse était d'améliorer le rendement en hydrogène moléculaire avec un accent particulier sur l'ingénierie métabolique et l’utilisation de bioprocédés à variables indépendantes. Une de nos hypothèses était que la production d’hydrogène pourrait être améliorée et rendue plus économiquement viable par ingénierie métabolique de souches d’Escherichia coli producteurs d’hydrogène en utilisant le glucose ainsi que diverses autres sources de carbone, y compris les pentoses. Les effets du pH, de la température et de sources de carbone ont été étudiés. La production maximale d'hydrogène a été obtenue à partir de glucose, à un pH initial de 6.5 et une température de 35°C. Les études de cinétiques de croissance ont montré que la μmax était 0.0495 h-1 avec un Ks de 0.0274 g L-1 lorsque le glucose est la seule source de carbone en milieu minimal M9. .Parmi les nombreux sucres et les dérivés de sucres testés, les rendements les plus élevés d'hydrogène sont avec du fructose, sorbitol et D-glucose; 1.27, 1.46 et 1.51 mol H2 mol-1 de substrat, respectivement. En outre, pour obtenir les interactions entre les variables importantes et pour atteindre une production maximale d'hydrogène, un design 3K factoriel complet Box-Behnken et la méthodologie de réponse de surface (RSM) ont été employées pour la conception expérimentale et l'analyse de la souche d'Escherichia coli DJT135. Le rendement en hydrogène molaire maximale de 1.69 mol H2 mol-1 de glucose a été obtenu dans les conditions optimales de 75 mM de glucose, à 35°C et un pH de 6.5. Ainsi, la RSM avec un design Box-Behken était un outil statistique utile pour atteindre des rendements plus élevés d'hydrogène molaires par des organismes modifiés génétiquement. Ensuite, l'expression hétérologue de l’hydrogénases soluble [Ni-Fe] de Ralstonia eutropha H16 (l'hydrogénase SH) a tenté de démontrer que la mise en place d'une voie capable de dériver l'hydrogène à partir de NADH pourrait surpasser le rendement stoechiométrique en hydrogène.. L’expression a été démontrée par des tests in vitro de l'activité enzymatique. Par ailleurs, l'expression de SH a restaurée la croissance en anaérobie de souches mutantes pour adhE, normalement inhibées en raison de l'incapacité de réoxyder le NADH. La mesure de la production d'hydrogène in vivo a montré que plusieurs souches modifiées métaboliquement sont capables d'utiliser l'hydrogénase SH pour dériver deux moles d’hydrogène par mole de glucose consommé, proche du maximum théorique. Une autre stratégie a montré que le glycérol brut pourrait être converti en hydrogène par photofermentation utilisant Rhodopseudomonas palustris par photofermentation. Les effets de la source d'azote et de différentes concentrations de glycérol brut sur ce processus ont été évalués. À 20 mM de glycérol, 4 mM glutamate, 6.1 mol hydrogène / mole de glycérol brut ont été obtenus dans des conditions optimales, un rendement de 87% de la théorie, et significativement plus élevés que ce qui a été réalisé auparavant. En prolongement de cette étude, l'optimisation des paramètres a également été utilisée. Dans des conditions optimales, une intensité lumineuse de 175 W/m2, 30 mM glycérol et 4.5 mM de glutamate, 6.69 mol hydrogène / mole de glycérol brut ont été obtenus, soit un rendement de 96% de la valeur théorique. La détermination de l'activité de la nitrogénase et ses niveaux d'expression ont montré qu'il y avait relativement peu de variation de la quantité de nitrogénase avec le changement des variables alors que l'activité de la nitrogénase variait considérablement, avec une activité maximale (228 nmol de C2H4/ml/min) au point central optimal. Dans la dernière section, la production d'hydrogène à partir du glucose via la photofermentation en une seule étape a été examinée avec la bactérie photosynthétique Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-). La méthodologie de surface de réponse avec Box-Behnken a été utilisée pour optimiser les variables expérimentales de façon indépendante, soit la concentration de glucose, la concentration du glutamate et l'intensité lumineuse, ainsi que d'examiner leurs effets interactifs pour la maximisation du rendement en hydrogène moléculaire. Dans des conditions optimales, avec une intensité lumineuse de 175 W/m2, 35 mM de glucose, et 4.5 mM de glutamate,, un rendement maximal d'hydrogène de 5.5 (± 0.15) mol hydrogène /mol glucose, et un maximum d'activité de la nitrogénase de 246 (± 3.5) nmol C2H4/ml/min ont été obtenus. L'analyse densitométrique de l'expression de la protéine-Fe nitrogenase dans les différentes conditions a montré une variation significative de l'expression protéique avec un maximum au point central optimisé. Même dans des conditions optimales pour la production d'hydrogène, une fraction significative de la protéine Fe a été trouvée dans l'état ADP-ribosylée, suggérant que d'autres améliorations des rendements pourraient être possibles. À cette fin, un mutant amtB dérivé de Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-) a été créé en utilisant le vecteur de suicide pSUP202. Les résultats expérimentaux préliminaires montrent que la souche nouvellement conçue métaboliquement, R. capsulatus DG9, produit 8.2 (± 0.06) mol hydrogène / mole de glucose dans des conditions optimales de cultures discontinues (intensité lumineuse, 175 W/m2, 35 mM de glucose et 4.5 mM glutamate). Le statut d'ADP-ribosylation de la nitrogénase-protéine Fe a été obtenu par Western Blot pour la souche R. capsulatus DG9. En bref, la production d'hydrogène est limitée par une barrière métabolique. La principale barrière métabolique est due au manque d'outils moléculaires possibles pour atteindre ou dépasser le rendement stochiométrique en bio-hydrogène depuis les dernières décennies en utilisant les microbes. À cette fin, une nouvelle approche d’ingénierie métabolique semble très prometteuse pour surmonter cette contrainte vers l'industrialisation et s'assurer de la faisabilité de la technologie de la production d'hydrogène. Dans la présente étude, il a été démontré que l’ingénierie métabolique de bactéries anaérobiques facultatives (Escherichia coli) et de bactéries anaérobiques photosynthétiques (Rhodobacter capsulatus et Rhodopseudomonas palustris) peuvent produire de l'hydrogène en tant que produit majeur à travers le mode de fermentation par redirection métabolique vers la production d'énergie potentielle. D'autre part, la méthodologie de surface de réponse utilisée dans cette étude représente un outil potentiel pour optimiser la production d'hydrogène en générant des informations appropriées concernant la corrélation entre les variables et des producteurs de bio-de hydrogène modifiés par ingénierie métabolique. Ainsi, un outil d'optimisation des paramètres représente une nouvelle avenue pour faire un pont entre le laboratoire et la production d'hydrogène à l'échelle industrielle en fournissant un modèle mathématique potentiel pour intensifier la production de bio-hydrogène. Par conséquent, il a été clairement mis en évidence dans ce projet que l'effort combiné de l'ingénierie métabolique et la méthodologie de surface de réponse peut rendre la technologie de production de bio-hydrogène potentiellement possible vers sa commercialisation dans un avenir rapproché.

Deep learning of representations and its application to computer vision

L’objectif de cette thèse par articles est de présenter modestement quelques étapes du parcours qui mènera (on espère) à une solution générale du problème de l’intelligence artificielle. Cette thèse contient quatre articles qui présentent chacun une différente nouvelle méthode d’inférence perceptive en utilisant l’apprentissage machine et, plus particulièrement, les réseaux neuronaux profonds. Chacun de ces documents met en évidence l’utilité de sa méthode proposée dans le cadre d’une tâche de vision par ordinateur. Ces méthodes sont applicables dans un contexte plus général, et dans certains cas elles on tété appliquées ailleurs, mais ceci ne sera pas abordé dans le contexte de cette de thèse. Dans le premier article, nous présentons deux nouveaux algorithmes d’inférence variationelle pour le modèle génératif d’images appelé codage parcimonieux “spike- and-slab” (CPSS). Ces méthodes d’inférence plus rapides nous permettent d’utiliser des modèles CPSS de tailles beaucoup plus grandes qu’auparavant. Nous démontrons qu’elles sont meilleures pour extraire des détecteur de caractéristiques quand très peu d’exemples étiquetés sont disponibles pour l’entraînement. Partant d’un modèle CPSS, nous construisons ensuite une architecture profonde, la machine de Boltzmann profonde partiellement dirigée (MBP-PD). Ce modèle a été conçu de manière à simplifier d’entraînement des machines de Boltzmann profondes qui nécessitent normalement une phase de pré-entraînement glouton pour chaque couche. Ce problème est réglé dans une certaine mesure, mais le coût d’inférence dans le nouveau modèle est relativement trop élevé pour permettre de l’utiliser de manière pratique. Dans le deuxième article, nous revenons au problème d’entraînement joint de machines de Boltzmann profondes. Cette fois, au lieu de changer de famille de modèles, nous introduisons un nouveau critère d’entraînement qui donne naissance aux machines de Boltzmann profondes à multiples prédictions (MBP-MP). Les MBP-MP sont entraînables en une seule étape et ont un meilleur taux de succès en classification que les MBP classiques. Elles s’entraînent aussi avec des méthodes variationelles standard au lieu de nécessiter un classificateur discriminant pour obtenir un bon taux de succès en classification. Par contre, un des inconvénients de tels modèles est leur incapacité de générer deséchantillons, mais ceci n’est pas trop grave puisque la performance de classification des machines de Boltzmann profondes n’est plus une priorité étant donné les dernières avancées en apprentissage supervisé. Malgré cela, les MBP-MP demeurent intéressantes parce qu’elles sont capable d’accomplir certaines tâches que des modèles purement supervisés ne peuvent pas faire, telles que celle de classifier des données incomplètes ou encore celle de combler intelligemment l’information manquante dans ces données incomplètes. Le travail présenté dans cette thèse s’est déroulé au milieu d’une période de transformations importantes du domaine de l’apprentissage à réseaux neuronaux profonds qui a été déclenchée par la découverte de l’algorithme de “dropout” par Geoffrey Hinton. Dropout rend possible un entraînement purement supervisé d’architectures de propagation unidirectionnel sans être exposé au danger de sur- entraînement. Le troisième article présenté dans cette thèse introduit une nouvelle fonction d’activation spécialement con ̧cue pour aller avec l’algorithme de Dropout. Cette fonction d’activation, appelée maxout, permet l’utilisation de aggrégation multi-canal dans un contexte d’apprentissage purement supervisé. Nous démontrons comment plusieurs tâches de reconnaissance d’objets sont mieux accomplies par l’utilisation de maxout. Pour terminer, sont présentons un vrai cas d’utilisation dans l’industrie pour la transcription d’adresses de maisons à plusieurs chiffres. En combinant maxout avec une nouvelle sorte de couche de sortie pour des réseaux neuronaux de convolution, nous démontrons qu’il est possible d’atteindre un taux de succès comparable à celui des humains sur un ensemble de données coriace constitué de photos prises par les voitures de Google. Ce système a été déployé avec succès chez Google pour lire environ cent million d’adresses de maisons.

Polyphase Implementation of Non-recursive Comb Decimators for Sigma-Delta A/D Converters

In a sigma-delta analog to digital (A/D) As most of the sigma-delta ADC applications require converter, the most computationally intensive block is decimation filters with linear phase characteristics, the decimation filter and its hardware implementation symmetric Finite Impulse Response (FIR) filters are may require millions of transistors. Since these widely used for implementation. But the number of FIR converters are now targeted for a portable application, filter coefficients will be quite large for implementing a a hardware efficient design is an implicit requirement. narrow band decimation filter. Implementing decimation In this effect, this paper presents a computationally filter in several stages reduces the total number of filter efficient polyphase implementation of non-recursive coefficients, and hence reduces the hardware complexity cascaded integrator comb (CIC) decimators for and power consumption [2]. Sigma-Delta Converters (SDCs). The SDCs are The first stage of decimation filter can be operating at high oversampling frequencies and hence implemented very efficiently using a cascade of integrators require large sampling rate conversions. The filtering and comb filters which do not require multiplication or and rate reduction are performed in several stages to coefficient storage. The remaining filtering is performed reduce hardware complexity and power dissipation. either in single stage or in two stages with more complex The CIC filters are widely adopted as the first stage of FIR or infinite impulse response (IIR) filters according to decimation due to its multiplier free structure. In this the requirements. The amount of passband aliasing or research, the performance of polyphase structure is imaging error can be brought within prescribed bounds by compared with the CICs using recursive and increasing the number of stages in the CIC filter. The non-recursive algorithms in terms of power, speed and width of the passband and the frequency characteristics area. This polyphase implementation offers high speed outside the passband are severely limited. So, CIC filters operation and low power consumption. The polyphase are used to make the transition between high and low implementation of 4th order CIC filter with a sampling rates. Conventional filters operating at low decimation factor of '64' and input word length of sampling rate are used to attain the required transition '4-bits' offers about 70% and 37% of power saving bandwidth and stopband attenuation. compared to the corresponding recursive and Several papers are available in literature that deals non-recursive implementations respectively. The same with different implementations of decimation filter polyphase CIC filter can operate about 7 times faster architecture for sigma-delta ADCs. Hogenauer has than the recursive and about 3.7 times faster than the described the design procedures for decimation and non-recursive CIC filters.

Activated packed bed bioreactor for rapid nitrification in brackish water hatchery systems

A packed bed bioreactor (PBBR) was developed for rapid establishment of nitrification in brackish water hatchery systems in the tropics. The reactors were activated by immobilizing ammonia-oxidizing (AMONPCU- 1) and nitrite-oxidizing (NIONPCU-1) bacterial consortia on polystyrene and low-density polyethylene beads, respectively. Fluorescence in situ hybridization demonstrated the presence of autotrophic nitrifiers belong to Nitrosococcus mobilis, lineage of b ammonia oxidizers and nitrite oxidizer Nitrobacter sp. in the consortia. The activated reactors upon integration to the hatchery system resulted in significant ammonia removal (P\0.01) culminating to its undetectable levels. Consequently, a significantly higher percent survival of larvae was observed in the larval production systems. With spent water the reactors could establish nitrification with high percentage removal of ammonia (78%), nitrite (79%) and BOD (56%) within 7 days of initiation of the process. PBBR is configured in such a way to minimize the energy requirements for continuous operation by limiting the energy inputs to a single stage pumping of water and aeration to the aeration cells. The PBBR shall enable hatchery systems to operate under closed recirculating mode and pave the way for better water management in the aquaculture industry.

Plan exportador de la empresa ProAmérica LTDA

La empresa Proamerica Ltda con una trayectoria de más de 40 años, perteneciente al sector químico, dedicada a fabricar y comercializar productos para el aseo, decide emprender junto al Centro de Investigación y Desarrollo (CIDEM) el proceso de internacionalización de la empresa, buscando un crecimiento, rentabilidad y supervivencia en el largo plazo; el CIDEM coloco a su alcance un guía de cómo exportar, dirigida a facilitar el conocimiento y desarrollo de cada una de las etapas involucradas dentro del proceso exportador. En el marco teórico metodológico se realizo en primera instancia una preselección de países en el cual se tuvo en cuenta aspectos como el destino actual de las exportaciones colombianas del producto a exportar (Limpiador Fresco Desinfectante), la afinidad cultural y comercial, preferencias arancelarias, países competidores y disponibilidad de transporte; paso a seguir se escogieron tres países (potencial, contingente y alterno), describiendo una reseña económica, geográfica y política de cada país, estimando un costo de transporte al mercado potencial teniendo en cuenta las exigencias de entrada del producto y régimen comercial. Así mismo, obteniendo información del mercado como productos, precios, comercialización, competencia y promoción. En este sentido, se hizo una evaluación de las condiciones de la compañía frente al mercado potencial escogido de acuerdo a la organización, producción, producto, mercadeo, finanzas y competitividad. Finalmente, se definió la planeación de la exportación teniendo en cuenta los objetivos, estrategias, búsqueda de clientes y mecanismos de familiarización con el mercado.

Nest Boxes Facilitate Local-Scale Conservation of Common Goldeneye (Bucephala clangula) and Bufflehead (Bucephala albeola) in Alberta, Canada

We tested the general predictions of increased use of nest boxes and positive trends in local populations of Common Goldeneye (Bucephala clangula) and Bufflehead (Bucephala albeola) following the large-scale provision of nest boxes in a study area of central Alberta over a 16-year period. Nest boxes were rapidly occupied, primarily by Common Goldeneye and Bufflehead, but also by European Starling (Sturnus vulgaris). After 5 years of deployment, occupancy of large boxes by Common Goldeneye was 82% to 90% and occupancy of small boxes by Bufflehead was 37% to 58%. Based on a single-stage cluster design, experimental closure of nest boxes resulted in significant reductions in numbers of broods and brood sizes produced by Common Goldeneye and Bufflehead. Occurrence and densities of Common Goldeneye and Bufflehead increased significantly across years following nest box deployment at the local scale, but not at the larger regional scale. Provision of nest boxes may represent a viable strategy for increasing breeding populations of these two waterfowl species on landscapes where large trees and natural cavities are uncommon but wetland density is high.

Development of a fermentation system to model sessile bacterial populations in the human colon

A fermentation system was designed to model the human colonic microflora in vitro. The system provided a framework of mucin beads to encourage the adhesion of bacteria, which was encased within a dialysis membrane. The void between the beads was inoculated with faeces from human donors. Water and metabolites were removed from the fermentation by osmosis using a solution of polyethylene glycol (PEG). The system was concomitantly inoculated alongside a conventional single-stage chemostat. Three fermentations were carried out using inocula from three healthy human donors. Bacterial populations from the chemostat and biofilm system were enumerated using fluorescence in situ hybridization. The culture fluid was also analysed for its short-chain fatty acid (SCFA) content. A higher cell density was achieved in the biofilm fermentation system (taking into account the contribution made by the bead-associated bacteria) as compared with the chemostat, owing to the removal of water and metabolites. Evaluation of the bacterial populations revealed that the biofilm system was able to support two distinct groups of bacteria: bacteria growing in association with the mucin beads and planktonic bacteria in the culture fluid. Furthermore, distinct differences were observed between populations in the biofilm fermenter system and the chemostat, with the former supporting higher populations of clostridia and Escherichia coli. SCFA levels were lower in the biofilm system than in the chemostat, as in the former they were removed via the osmotic effect of the PEG. These experiments demonstrated the potential usefulness of the biofilm system for investigating the complexity of the human colonic microflora and the contribution made by sessile bacterial populations.

Use of a continuous culture fermentation system to investigate the effect of GanedenBC30 (Bacillus coagulans GBI-30, 6086) supplementation on pathogen survival in the human gut microbiota

Single-stage continuous fermentation systems were employed to examine the effects of GanedenBC30 supplementation on the human gastrointestinal microbiota in relation to pathogen challenge in vitro. Denaturing gradient gel electrophoresis analysis demonstrated that GanedenBC30 supplementation modified the microbial profiles in the fermentation systems compared with controls, with profiles clustering according to treatment. Overall, GanedenBC30 supplementation did not elicit major changes in bacterial population counts in vitro, although notably higher Bcoa191 counts were seen following probiotic supplementation (compared to the controls). Pathogen challenge did not elicit significant modification of the microbial counts in vitro, although notably higher Clit135 counts were seen in the control system post-Clostridium difficile challenge than in the corresponding GanedenBC30-supplemented systems. Sporulation appears to be associated with the anti-microbial activity of GanedenBC30, suggesting that a bi-modal lifecycle of GanedenBC30 in vivo may lead to anti-microbial activity in distal regions of the gastrointestinal tract.

Distribution of research gains in multistage production systems: further results

The "marketing" sector in Muth's single-stage model is disaggregated in to two sequential stages: "processing" and "distribution. "Comparative statics are used to derive necessary and sufficient conditions for farmers to gain from downstream research. The farm benefits are shown to depend crucially on the stage in "marketing" to which research is directed.

Effect of prebiotics on the fecal microbiota of elderly volunteers after dietary supplementation of Bacillus coagulans GBI-30, 6086

In advancing age, gut populations of beneficial microbes, notably Bifidobacterium spp., show a marked decline. This contributes to an environment less capable of maintaining homoeostasis. This in vitro investigation studied the possible synergistic effects of probiotic supplementation in modulating the gut microbiota enabling prebiotic therapy to in elderly persons. Single stage batch culture anaerobic fermenters were used and inoculated with fecal microbiota obtained from volunteers after taking a 28 day treatment of Bacillus coagulans GBI-30, 6086 (GanedenBC30 (BC30)) or a placebo. The response to prebiotic supplements fructooligosaccharides (FOS) and galactooligosaccharides (GOS) in the fermenters was assessed. Bacterial enumeration was carried out using fluorescent in situ hybridisation and organic acids measured by gas chromatography. Baseline populations of Faecalibacterium prausnitzii, Clostridium lituseburense and Bacillus spp. were significantly higher in those having consumed BC30 compared to the placebo. Both prebiotics increased populations of several purportedly beneficial bacterial groups in both sets of volunteers. Samples from volunteers having ingested the BC30 also increased populations of C. lituseburense, Eubacterium rectale and F. prausnitzii more so than in persons who had consumed the placebo, this also resulted in significantly higher concentrations of butyrate, acetate and propionate. This shows that consumption of BC30 and subsequent use of prebiotics resulted in elevated populations of beneficial genres of bacteria as well as organic acid production

Optimizing mixing during the sponge cake manufacturing process

Sponge cakes have traditionally been manufactured using multistage mixing methods to enhance potential foam formation by the eggs. Today, use of all-in (single-stage) mixing methods is superseding multistage methods for large-scale batter preparation to reduce costs and production time. In this study, multistage and all-in mixing procedures and three final high-speed mixing times (3, 5, and 15 min) for sponge cake production were tested to optimize a mixing method for pilot-scale research. Mixing for 3 min produced batters with higher relative density values than did longer mixing times. These batters generated well-aerated cakes with high volume and low hardness. In contrast, after 5 and 15 min of high-speed mixing, batters with lower relative density and higher viscosity values were produced. Although higher bubble incorporation and retention were observed, longer mixing times produced better developed gluten networks, which stiffened the batters and inhibited bubble expansion during mixing. As a result, these batters did not expand properly and produced cakes with low volume, dense crumb, and high hardness values. Results for all-in mixing were similar to those for the multistage mixing procedure in terms of the physical properties of batters and cakes (i.e., relative density, elastic moduli, volume, total cell area, hardness, etc.). These results suggest the all-in mixing procedure with a final high-speed mixing time of 3 min is an appropriate mixing method for pilot-scale sponge cake production. The advantages of this method are reduced energy costs and production time.

Three decades of policy layering and politically sustainable reform in the European Union’s Agricultural Policy

The study of policy reform has tended to focus on single-stage reforms taking place over a relatively short period. Recent research has drawn attention to gradual policy changes unfolding over extended periods. One strategy of gradual change is layering, in which new policy dimensions are introduced by adding new policy instruments or by redesigning existing ones to address new concerns. The limited research on single-stage policy reforms highlights that these may not endure in the postenactment phase when circumstances change. We argue that gradual policy layering may create sustainability dynamics that can result in lasting reform trajectories. The European Union’s Common Agricultural Policy (CAP) has changed substantially over the last three decades in response to emerging policy concerns by adding new layers. This succession of reforms proved durable and resilient to reversal in the lead-up to the 2013 CAP reform when institutional and political circumstances changed.

Relações interorganizacionais e confiança no setor da carcinicultura: um estudo de caso na camanor produtos marinhos

This study investigated how the types of confidence based on competence and good will act in the formation and maintenance of cooperation relationships between the Camanor and its partners (Aquatec, Purina, Caçuá, Uvifrios and Malta / Cleyton). It used organizational approaches on networks based primarily on studies of Powell (1987, 1990), Das and Teng (2000, 2001), Child (2001) and Contractor and Lorange (2004) which have described the advantages that cooperative relationships can provide, as well as their limits as alternative governance structures. Confidence has been considered an important factor affecting the actions and development of organizations involved in networks or in strategic alliances (ZAHEER; HARRIS, 2006) and is the most appropriate control mechanism in these situations (SYDOW, 1998). Confidence is seen from two different approaches: the economic and the sociological (ZAHEER; HARRIS, 2006). To facilitate the understanding of confidence some typologies have been created, as proposed by Barney and Hansen (1994), Lane (1998), Das and Teng (2000), Child (2001) and Wever, Martens and Vandenbempt (2005). This study made use of the case study as proposition of Yin (2005). Semi-structured interviews were held with pre-determined routes, in a single stage performed in early 2008. The research subjects were owners and / or responsible for Camanor and its business partners (Aquatec, Purina, Caçuá, Uvifrios and Malta / Cleyton). Also secondary data were collected in several sites related to the industry and enterprises studied, in addition to data collected by previous studies conducted by CARCINEREDES (2006). The primary data were analyzed using the analysing technique of the content proposed by Bardin (1994). Regarding the secondary data, they were qualitatively analyzed according to documentary analysis technique (BARDIN, 1994). Thus, through the data collected, could be concluded that although there is confidence based on good faith in relationships(UZZI, 1998; OF; TENG, 2001), their presence does not determine the formation and / or maintenance of a partnership, serves only in order to facilitate the relationship, making them more flexible. The confidence based on competence (DAS; TENG, 2001) influenced the formation and maintenance of relations studied. Because whether or not to form a relationship with another organization it is used the perception of the partner acts, namely the reputation (image) as decision basis. And it is through the verification of the performance of the partner activities that will determine the continuation of the partnership

Estudo térmico dos resíduos gerados da destilação atmosférica das misturas diesel/biodiesel de dendê

The growing world demand for energy supplied by fossil fuels, a major contributor to the emission of pollutants into the atmosphere and causing environmental problems, has been encouraging governments and international organizations to reflect and encourage the use of alternative renewable sources. Among these new possibilities deserves attention biodiesel, fuel cleaner and easy to reproduce. The study of new technologies involving that source is necessary. From this context, the paper aims at analyzing the thermal stability by thermogravimetric analysis, of the waste generated from atmospheric distillation of mixtures with ratios of 5, 10, 15 and 20% palm biodiesel in diesel with and without addition of BHT antioxidant. It was synthesized biodiesel through palm oil, via homogeneous catalysis in the presence of KOH, with and without the use of BHT and subsequently added to the diesel common indoor type (S1800) from a gas station BR. The diesel was already added with 5% biodiesel, and thus the proportions used for these blends were subtracted from the existing ratio in diesel fuel, resulting in the following proportions palm oil biodiesel: 0% (B5), 5% (B10), 10 % (B15) and 15% (B20). From atmospheric distillation analysis, performed in mixtures with and without BHT were collected residue generated by each sample and performed a thermal study from the thermogravimetric analysis at a heating rate of 10 °C.min-1, nitrogen atmosphere and heating to 600 ° C. According to the specifications of Resolution No. 7/2008 for biodiesel, it was found that the material was synthesized in accordance with the specifications. For mixtures, it was noted that the samples were in accordance with the ANP Resolution No. 42/2009. Given the TG / DTG curves of the samples of waste mixtures with and without BHT antioxidant was able to observe that they showed a single stage of thermal decomposition attributed to decomposition of heavy hydrocarbons and esters and other heavier constituents of the waste sample weighed. The thermal behavior of residues from atmospheric distillation of mixtures of diesel / biodiesel is very important to understand how this affects the proper functioning of the engine. A large amount of waste can generate a high content of particulate material, coke formation and carbonaceous deposits in engine valves, compromising their performance