RESUMO O uso de enzimas pelas indústrias possibilita o desenvolvimento de processos tecnológicos com eficiência similar aos realizados pela natureza, o que faz dessa tecnologia um dos campos mais promissores na síntese de compostos de alto valor agregado. O presente trabalho teve por objetivo estudar a produção de lipase por Burkholderia cepacia utilizando a metodologia de superfície de resposta. Foram utilizadas as variáveis concentrações de fonte de potássio, magnésio, óleo de soja, água de maceração de milho e pH. Foi observado que, dentro das concentrações utilizadas, o potássio, a água de maceração de milho e o óleo de soja influenciaram positivamente na produção de lipase. O Bioflo III se destacou dentre os biorreatores empregados para a produção da enzima, possivelmente devido a melhor distribuição dos fenômenos de transferência de massa e movimento, alcançando valores de até 2,43 U mL-1 em 120 horas de fermentação.

ABSTRACT The use of enzymes on an industrial scale has enabled the development of technological processes with an efficiency similar to those made by nature, which makes this technology one of the most promising fields in new technologies for synthesis of high-added value compounds. This paper aimed to study the production of lipase by Burkholderia cepacia using the response surface methodology. We used the following variables: concentrations of potassium, magnesium, soybean oil, corn steep liquor and pH. We observed that, among the used concentrations, potassium, corn steep liquor and soybean oil positively influenced the lipase production. Bioflo III showed the best performance among the bioreactors used for the enzyme production, possibly due to a better distribution of mass and movement transfer phenomena, reaching values of up to 2.43 U mL-1 at 120 hours of fermentation.

This work aimed to evaluate the effect of sugar cane molasses and glycerol on glutathione (GSH) fermentation by Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754 in flask culture using response surface methodology. Under optimized conditions (80 g/L of molasses and 60 g/L of glycerol), the highest GSH and biomass concentration achieved were 119.6 mg/L and 25.3 g/L, respectively. Further studies done in 5 L bioreactor resulted 241.3 mg/L GSH after 96 h in batch fermentation without amino acids addition and the concentration of biomass was 12.1 g/L. In batch fermentation with the addition of the three amino acids (4 mM cysteine, glycine and glutamic acid at 32 h), biomass reached to 25 g/L and GSH, 236.1 mg/L at 96 h of fermentation. The strategy of precursor amino acids addition is a key aspect in increasing the synthesis of GSH.

The objective of this work was to study the production of GSH by Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754 in a fermentor (5 L) using a cell recycle system with magnets. The fermentation conditions were 20°C, 500 rpm, 5% (v/v) of inoculum, pHinitial 5, 1.1 vvm aeration and total fermentation time of 72 h. The time of application of MF ranged from 24, 48 or 72 h. In comparison to the control experiment, the best results were obtained with 72 h of application of MF. The cell concentration reached 19.5 g/L and GSH concentration was 271.9 mg/L that corresponded to an increase of 2.63 and 32.1% compared to the control experiment, respectively.

This work aimed to study the partitioning of a lipase produced by Burkholderia cepacia in PEG/Phosphate aqueous two phase system (ATPS) and its characterization. Lipase was produced by B. cepacia strains in a fermenter. Enzyme partitioning occurred at pH 6.0 and 8.0, using PEG 1500 and 6000 on two tie lines. Metal ions, pH and temperature effects on enzyme activity were evaluated. Five milliliter of 7.5% olive oil emulsion with 2.5% gumarabic in 0.1M sodium phosphate buffer at pH 8.0 and 37ºC were used for the activity determinations. Results showed that crude stratum from B. cepacia was partitioned by PEG1500/phosphate ATPS at pH 6.0 or 8.0 for, which the partitioning coefficients were 108-and 209-folds. Lipase presented optimal activity conditions at 37ºC and pH 8.0; it showed pH-stability for 4 h of incubation at different pH values at 37ºC. Metal ions such as Mn2+ , Co2+, I-and Ca2+ sustained enzymatic activities; however, it was inhibited by the presence of Fe2+, Hg2+ and Al3+ . Km and Vmax values were 0.258 U/mg and 43.90 g/L, respectively. A molecular weight of 33 kDa and an isoelectric point at pH 5.0 were determined by SDS-PAGE and IFS electrophoresis, respectively.

O presente trabalho teve como objetivo a produção de lipase a partir de Pseudomona cepacia por fermentação líquida em biorreator do tipo Bioflo III. As fermentações foram conduzidas a 150 rpm durante 96 horas a 30 °C. Analisou-se a atividade enzimática em diferentes condições de temperatura (20 a 50 °C) e pH (3,0 a 11,0), e obtiveram-se 37 °C e 8,0, as condições ótimas, respectivamente. Para avaliar a estabilidade térmica, a enzima foi incubada em temperaturas de 40, 50 e 60 °C durante 120 minutos. Em uma segunda etapa, foram realizados experimentos preliminares para verificar as condições adequadas de partição da enzima, bem como sua estabilidade e condições ótimas de hidrólise frente às modificações de temperatura e pH. Foram preparadas soluções de PEG 1500, 4000 e 6000 a 50% p/p e soluções tampão fosfato de pHs 6, 7 e 8. Foi feita a caracterização de um sistema bifásico aquoso (SBA) a partir da preparação de soluções estoques de PEG com massas molares de 1500, 4000 e 6000 (50% w/w) e tampão fosfato pH 6,7 e 8,0 (20% w/w de KH2PO4/K2HPO4). Esta caracterização do SBA posteriormente poderá ser utilizada para partição de lipases, bem como de biomoléculas que estejam dentro dessa faixa de pH.

In this work, Pseudomonas cepacia was used for fermentation in bioreactor Bioflo III at 150 rpm, at 30 °C to 96 hours. Fermentation was conducted at 150 rpm for 96 hours in 30 °C. We analyzed the enzyme activity under different conditions of temperature (20 to 50 °C) and pH (3.0 to 11.0). The optimum activity values obtained were 37 °C and 8.0, respectively. To evaluate thermal stability, the enzyme was incubated in temperatures of 40, 50 and 60 °C for 120 minutes. Preliminary experiments were carried out to verify the appropriate conditions that should be used after the enzyme partition. Some tests were performed to determine some optimal conditions of lipase, including temperature and pH and tests of thermal stability using temperatures of 40, 50, and 60 °C. Next, the characterization of aqueous two-phase systems (ATPS) with PEG molar weight of 1500, 4000, and 6000 and phosphate varying pH 6 to 8 was made. Stock solutions of PEG 1500, 4000 and 6000 (50% w/w) and phosphate (20% w/w KH2PO4/K2HPO4) were prepared at the appropriate pH. This study on the characterization of the ATPS can be used for posterior partition of lipase, as well as of biological products within this pH range.

Neste trabalho foi estudada a biodegradação de catecol em frascos de Erlenmeyers em água residuária sintética pela levedura Candida parapsilopsis. As respostas dos ensaios cinéticos mostraram que altas concentrações de catecol ocasionaram uma fase lag longa para a levedura. Portanto, a aclimatização da cultura de levedura empregada para biodegradação de catecol é de fundamental importância, sendo possível reduzir toda a concentração inicial de catecol da água residuária sintética de 910 mg/L em 48 horas. Os dados experimentais da cinética de biodegradação do catecol foram ajustados pelo modelo de Haldane adequadamente, sobre a faixa de concentração de catecol investigada de 36 a 910 mg/L. Os parâmetros cinéticos obtidos do modelo de Haldane foram: µmax = 0,246 h-1, Ks = 16,95 mg/L e Ki = 604,85 mg/L.

This study evaluated the biodegradation of catechol by a yeast strain of Candida parapsilopsis in standard medium in Erlenmeyer flasks. Results shown that the highest concentration of catechol caused the longer lag period, demonstrating that acclimatized cultures could completely degrade an initial catechol concentration of 910 mg/L within 48 h. Haldane's model validated the experimental data adequately for growth kinetics over the studied catechol concentration ranges of 36 to 910 mg/L. The constants obtained for this model were µmax = 0.246 h-1, Ks = 16.95 mg/L and Ki = 604.85 mg/L.

Os tensoativos de origem biológica são amplamente utilizados em diversas aplicações. O microrganismo Saccharomyces lipolytica CCT-0913 possui a habilidade de crescer em 5% (v/v) óleo diesel a pH 5,0 e 32ºC e produzir biosurfactante. O caldo fermentado livre de células e produzido por S. lipolytica emulsiona e estabiliza emulsões óleo em água de acordo com uma cinética de primeira ordem. Os resultados mostram que o valor do pH inicial e a temperatura influenciam a estabilidade emulsificante (ES), que é medido pelo tempo que a quantidade de óleo. O biosurfactante apresenta diferentes valores de estabilidade emulsificante para óleos vegetais e minerais em emulsões óleo-água, os maiores valores de ES ocorrem nas emulsões utilizando óleo vegetal. O biosurfactante apresenta valores baixos de ES quando comparado com emulsificantes comerciais, entretanto sem sofrer nenhum processo de purificação.

Surface-active compounds of biological origin are widely used for many industries (cosmetic, food, petrochemical). The Saccharomyces lipolytica CCT-0913 was able to grow and produce a biosurfactant on 5% (v/v) diesel-oil at pH 5.0 and 32ºC. The cell-free broth emulsified and stabilized the oil-in-water emulsion through a first order kinetics. The results showed that the initial pH value and temperature influenced the emulsifier stability (ES), which was the time when oil was separated. The biosurfactant presented different stabilization properties for vegetable and mineral oil in water solution, despite the highest values of the ES occurring with vegetable oil. The biosurfactant presented smallest ES when compared to commercial surfactants; however, this biosurfactant was not purified.

The effect of precursors on the anticancer alkaloid production by submerged fermentation using M. anisopliae 3935 was studied, according to complete experimental design 2² with three central points. The results showed that lysine was the most important variable, however, when both lysine and glucose were added to the fermentation medium, the alkaloid production reached, approximately, 17 mg L-1 after 120 hours of fermentation. Then, the scale-up of the process was carried out and these results were confirmed. Finally, 35 mg L-1 of alkaloid at 192 h were attained after increment of added aminoacid lysine.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar diferentes cepas dos fungos M. anisopliae e M. flavoviride ao respeito da sua capacidade de produzir um alcalóide anticancerígeno, por fermentação em frascos erlenmeyers usando três meios de cultura distintos. De seis cepas testadas, quatro foram capazes de produzir o composto de interesse, M. anisopliae 3935, PL57 e PL43 e M. flavoviride CG291, sendo que a maior concentração de alcalóide (aproximadamente, 6 mg.L-1) foi produzida pelo M. anisopliae 3935, contendo um meio constituído de extrato de farinha de aveia, glicose e DL-lisina a 26ºC e 200 rpm.

Six fungi strains (M. anisopliae 3935, 4516, 4819, PL57, PL43 and M. flavoviride CG291) were studied regarding their ability to produce an anticancer indolizidine alkaloid. The culture process was carried out in Shaken flask at 26ºC and 200 rpm using three different culture medium containing oat meal extract supplemented with glucose and DL-lysine or Czapek culture medium. The mycelial extracts produced by Metarhizium spp. cultures were directly submitted to electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) analysis and the highest alkaloid concentration (approximately, 6 mg.L-1) was reached when M. anisopliae 3935 was tested.

Spirulina maxima é uma cianobactéria de grande interesse para a produção de substâncias nutritivas e terapêuticas. É mesofílica, essencialmente fotoautotrófica, sendo suas principais fontes de nitrogênio os nitratos, uréia ou sais de amônio em meios com alta alcalinidade [1, 2, 3, 10, 16]. Spirulina maxima foi cultivada em fermentadores, expostos a luz com intensidade de 2400lux, contendo 3L do meio proposto por PAOLETTI, PUSHPARAJ & TOMASELLI [7] com concentração de 2,5g/L de KNO3, em meio modificado com 0,2g/L de KNO3 e em meio sem fonte de nitrogênio, denominados respectivamente meios 2,5N, 0,2N e SN, visando observar as alterações provocadas em sua composição final. Em culturas crescidas a 35ºC observou-se redução do teor de proteínas na massa celular seca de 28,84% e de 32,87%, aumento do teor de carboidratos de 30,34% e de 54,21% e aumento dos lipídios totais de 287,90% e 277,37%, quando se utilizou os meios 0,2N e SN, respectivamente, em comparação com o meio 2,5N. O teor de cinzas mostrou variação desprezível. Quando a temperatura de cultivo foi reduzida para 25ºC, ocorreu uma redução do teor de proteínas da massa seca de 40,28% e 39,02%, aumento de teor de carboidratos de 88,90% e de 91,15% e aumento do teor de lipídios totais em 321,25% e de 307,08%, quando se utilizou os meios 0,2N e SN em comparação com o meio 2,5N, respectivamente. Os resultados mostraram alterações sensíveis na composição da biomassa seca, com a diminuição do teor de nitrogênio e da temperatura de cultivo, exceto no teor de cinzas que não foi significativo.

Spirulina maxima is a cianobacter of great interest to the production of nutritious and therapeutic substances. It is mesophilic, essentially fotoautotrophic and has preference for media with high alkalinity. Its principal nitrogen source are nitrates and ammonium salts or urea [1, 2, 3, 10, 16]. Spirulina maxima was cultured in fermentors with 3 liters of medium proposed by PAOLETTI, PUSHPARAJ & TOMASELLI [7] exposed at light with intensity of 2400lux and in two other media in which the KNO3 concentration was reduced from 2.5 to 0.2g/L KNO3 and zero, that were denominated 2.5N and 0.2N and medium without KNO3 SN respectively. In cultures at 35ºC a reduction of the percentage of proteins was observed, in the dry cellular mass, of 28.84% and 32.87%, an increased of 30.34% and of 54.21% in carbohydrates and total lipids of 287.90% and 277.37%, when it was used the media 0.2N and SN instead the medium 2.5N respectively, except the percentage of ashes that showed no significant variation. When the temperature was reduced from 35 to 25ºC, the percentage of protein in the dry mass decreased 40.28% and 39.02%, while the percentage of carbohydrates increased 88.9% and of 91.15% and percentage of total lipidic increased 321.25% and of 307.08%, when it was used the media 0.2N and SN instead of the medium 2.5N respectively. The percentage of ashes showed no significant variation. The data showed a sensitive alteration in the cellular mass composition when the percentage of nitrogen and the cultivation temperature were decreased.

Crisotila é um mineral constituído de silicato de magnésio de hábito fibroso abundante no Brasil e pode ser usada como suporte mineral para células de levedura em fermentação alcoólica com células imobilizadas. Neste trabalho foi investigada a função catalítica da presença de crisotila em fermentações alcoólicas com células de Saccharomyces cerevisiae sob condições não assépticas. O meio nutriente empregado foi melaço de cana-de-açúcar diluído. O suporte foi embalado em sachês de organza e distribuído dentro do reator, o qual durante as fermentações contínuas reteve as fibras de crisotila com células imobilizadas dentro do reator, aumentando sua densidade celular e evitando problemas de instabilidade operacional do mesmo. As fermentações alcoólicas em bateladas conduzidas com leveduras imobilizadas sobre o suporte apresentaram aumento de até 27 % na velocidade inicial de conversão de açúcares a etanol mais CO2, em relação ao sistema controle sem presença de crisotila. Já nas fermentações contínuas com presença de crisotila em seu leito ocorreu aumento da produção de etanol nas diversas taxas de diluições investigadas, em relação a uma fermentação contínua sem crisotila, tomada como padrão. Esse aumento foi mais acentuado quanto maior a taxa de diluição.

In this work, the catalytic role of chrysotile support on the acceleration of alcoholic fermentation under non-aseptic conditions by Saccharomyces cerevisiae was investigated. The fermentation medium employed consisted only of diluted sugar-cane molasses. In the batch fermentations process with immobilized yeasts, the initial rate of CO2 production increased roughly 27 % during the first 30 minutes, compared to systems containing no chrysotile. A study of continuous alcoholic fermentation with chrysotile in the reactor bed showed a higher ethanol production rate at the different dilution rates investigated compared to similar fermentations without chrysotile.

Nisina é um peptídeo antibacteriano produzido por Lactococcus lactis subsp lactis que apresenta um grande espectro antimicrobiano para microrganismos gram-positivos incluindo esporos bacterianos. Alguns métodos para deteminação da atividade de nisina foram definidos. Neste trabalho foi proposto uma modificação no método para determinação de nisina no qual obteve-se resultados satisfatórios em aproximadamente 6 horas.

Nisin is an antibacterial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis that shows a broad spectrum of inhibitory activity against gram-positive microorganism including bacterial spores. Methods for nisin activity estimation in solution is redefined. In this work a new turbidimetric assay method has been described making possible to assay nisin satisfactorily in total incubation period of approximately six hours.

A microalga Spirulina maxima foi cultivada em meios com 2,5g/L KNO3 (2,5N), proposto por PAOLETTI et al [10] e considerado meio padrão, em meios com 0,2g/L KNO3 (0,2N) e em ausência de nitrogênio (0,0N) nas temperaturas de 25°C e 35°C. A composição da biomassa celular seca apresentou a 35°C um aumento médio dos lipídios totais, de 2,8 vezes do meio com ausência de nitrogênio (0,0N) e 2,9 vezes do meio 0,2N em relação ao meio padrão. A 25°C apresentou um aumento médio de 3,1 vezes do meio com ausência de nitrogênio (0,0N) e 3,2 vezes do meio 0,2N em relação ao meio padrão. A biomassa em forma de gel de cada tratamento foi recolhida e feita a extração dos lipídios totais, os quais foram pesados em base seca. As análises estatísticas dos resultados, em estimativa não linear com superfície de resposta e regressão múltipla com análise de resíduos, mostraram para o aumento dos lipídios totais uma função linear com a temperatura (T) e não linear com o nitrogênio (N), ajustando-se a um modelo onde o coeficiente de regressão R=0,99459 e a equação LIPT = A+B²T+CN ².

The micraolgae Spirulina maxima was cultivated in medium with 2,5g/L KNO3 (2,5N), proposed by Paoletti et al [10] and considered standard medium, in media with 0,2g/L KNO3 (0,2N) and in absence of nitrogen (0,0N) in temperatures of 25°C and 35°C. The composition of the dry cellular biomass presented to 35°C a medium increase of the total lipids, of 2,8 times of the middle with absence of nitrogen (0,0N) and 2,9 times of the half 0,2N in relation to the standard medium. To 25°C it presented a medium increase of 3,1 times of the medium with absence of nitrogen (0,0N) and 3,2 times of the half 0,2N in relation to the standard medium. The biomass in form of gel of each treatment was picked up and made the extraction of the total lipids, which were heavy in base evaporate. The statistical analyses of the results, in estimate non lineal with answer surface and multiple regression with analysis of residues, showed for the increase of the total lipids a lineal function with the temperature (T) and not lineal with the nitrogen (N), being adjusted to a model where the regression coefficient R=0,99459 and the equation LIPT = A+B²T+CN².

Permeado de soro doce, suplementado com extrato de levedura e peptona, foi utilizado como meio de crescimento para Lactococcus lactis subsp. lactis. No final da fase exponencial de crescimento, o meio de cultura fermentado foi submetido a uma ultrafiltração com o objetivo de concentrar o microrganismo. Foram realizados 6 processamentos diferentes, nos quais variou-se as condições iniciais da ultrafiltração, tendo sido avaliados os seguintes parâmetros: porosidade da membrana, pH e número de células viáveis no permeado e no retentado, a fim de ser estudado a influência de cada parâmetro na taxa de permeação da ultrafiltração. As membranas utilizadas foram eficazes como meio de barragem para o microrganismo Lactococcus lactis subsp. lactis, ficando o retentado com uma média celular de 10(8) ufc/ml e o permeado com uma média celular de 10² ufc/ml. Membranas de diferentes porosidades tiveram taxas de fluxo semelhantes. O aumento da concentração celular provocou a diminuição do fluxo. O pH também influenciou a taxa de permeação, havendo um aumento do fluxo quando foi utilizado um pH inicial mais alto.

Cheese whey permeate supplemented with yeast extract and peptone was used as a growth medium for the bacteria Lactococcus lactis subsp. lactis. At the end of the exponential growth phase, the fermented growth medium was ultrafiltered to concentrate the microorganism and to evaluate the effect of the membrane porosity, inicial UF pH and cellular concentration in permeation rate during the ultrafiltration process. The membranes used were efficient as a mean of a barrage for the Lactococcus lactis subsp. lactis. On average, the cellular concentrations were 10(8) CFU/mL and 10² CFU/mL for retentate and permeate, respectively. Membranes of different porosities had very similar flux rates. Better flow rates were obtained with inicial UF pH 6,5 and with the minors micrrorganism concentration.