RESUMO

Neste trabalho simulou-se a desnitrificação via nitrito em lixiviado de aterro sanitário, operando-se em escala laboratorial através de um reator em batelada sequencial (RBS) adicionando-se melaço de cana como fonte externa alternativa de carbono. As razões DBOlixiviado+melaço/N-NOx estudadas foram 0,37; 4; 12 e 14 com tempo de reação anóxica de 4,33 h (DBO/N-NOx=0,37; 4 e 14) e 22 h (DBO/N-NOx=12). A taxa específica de desnitritação foi de 0,07 kg nitrito.kg-1 sólidos suspensos voláteis (SSV)*dia após 4,33 h de reação anóxica nos ensaios sem adição de melaço de cana e 0,19 e 0,12 kg nitrito.kg-1 SSV*dia nos ensaios realizados com adição de melaço de cana, fornecendo uma razão DBO/N-NOx de 4 e 14, respectivamente. Ampliando-se o tempo de reação anóxica para 22 h e realizando os ensaios sob razão DBO/N-NOx de 12, a taxa específica de desnitritação foi aumentada para 0,55 kg nitrito.kg-1 SSV*dia.

In this work, the denitrification was simulated via nitrite at landfill leachate, operating at laboratory scale through a sequencing batch reactor (SBR) adding cane molasses as an alternative external source of carbon. The reasons BODlandfill leachate+molasses / N-NOx studied were 0.37, 4, 12 and 14 with aNOxic reaction time of 4.33 h (BOD/N-NOx=0.37, 4 and 14) and 22 h (BOD/N -NOx=12). The specific rate of denitritation was 0.07 kg nitrite.kg volatile suspended solids (VSS)* day after 4.33 h of aNOxic reaction in tests without the addition of cane molasses and 0.19 and 0.12 kg nitrite.kg-1 VSS*day in the tests with the addition of cane molasses, providing a ratio BOD/N-NOx 4 and 14, respectively. Widening the aNOxic reaction time to 22 h by performing tests on ratio BOD/N-NOx 12, the specific rate of denitritation was increased to 0.55 kg nitrite.kg-1 VSS*day.

RESUMO

No presente estudo, utilizando melaço de cana-de-açúcar como única fonte de carbono para Agrobacterium radiobacter k84 foi obtido, em processo fermentativo, um biopolímero composto por carboidratos (35%), proteínas (15%) e minerais (40%). O rendimento do processo foi de 10 g.L-1do biopolímero que apresentou elevada solubilidade em água, pH neutro em solução aquosa e baixa atividade de água (0.52). As análises em Microscopia Eletrônica de Varredura revelaram microestrutura característica de um sólido amorfo, com partículas de formas irregulares e tamanhos variáveis. Na avaliação das propriedades tecnológicas, o biopolímero mostrou viscosidade à temperatura ambiente a partir da concentração 0.5% em solução aquosa, atividade geleificante em solução a 2%, atividade emulsificante (56.11±0.78%) e estabilizante (98.02±1.39%). Os resultados sugerem o biopolímero de Agrobacterium radiobacter k84 como um candidato promissor para uso industrial.

In this study, a biopolymer composed of carbohydrates (35%), protein (15%) and minerals (40%) was obtained through fermentation using sugar cane molasses as the sole carbon source for Agrobacterium radiobacter k84. The process yield was 10 gL-1 of biopolymer, which showed high solubility in water, neutral pH in aqueous solution and low water activity (0.52). The analysis in Scanning Electron Microscopy revealed microstructure characteristic of an amorphous solid, with particles of irregular shapes and sizes. In the evaluation of technological properties, the biopolymer showed formation of viscous solutions at room temperature from concentration of 0.5% in aqueous solution, gelling activity in solution at 2%, emulsifying (56.11±1.39%) and stabilizing activity (98.02±0.78%). The results suggest that the biopolymer from Agrobacterium radiobacter k84 is a promising candidate for industrial use.

Assuntos

RESUMO

In this study, a biopolymer composed of carbohydrates (35%), protein (15%) and minerals (40%) was obtained through fermentation using sugar cane molasses as the sole carbon source for Agrobacterium radiobacter k84. The process yield was 10 gL-1 of biopolymer, which showed high solubility in water, neutral pH in aqueous solution and low water activity (0.52). The analysis in Scanning Electron Microscopy revealed microstructure characteristic of an amorphous solid, with particles of irregular shapes and sizes. In the evaluation of technological properties, the biopolymer showed formation of viscous solutions at room temperature from concentration of 0.5% in aqueous solution, gelling activity in solution at 2%, emulsifying (56.11±1.39%) and stabilizing activity (98.02±0.78%). The results suggest that the biopolymer from Agrobacterium radiobacter k84 is a promising candidate for industrial use.

No presente estudo, utilizando melaço de cana-de-açúcar como única fonte de carbono para Agrobacterium radiobacter k84 foi obtido, em processo fermentativo, um biopolímero composto por carboidratos (35%), proteínas (15%) e minerais (40%). O rendimento do processo foi de 10 g.L-1 do biopolímero que apresentou elevada solubilidade em água, pH neutro em solução aquosa e baixa atividade de água (0.52). As análises em Microscopia Eletrônica de Varredura revelaram microestrutura característica de um sólido amorfo, com partículas de formas irregulares e tamanhos variáveis. Na avaliação das propriedades tecnológicas, o biopolímero mostrou viscosidade à temperatura ambiente a partir da concentração 0.5% em solução aquosa, atividade geleificante em solução a 2%, atividade emulsificante (56.11±0.78%) e estabilizante (98.02±1.39%). Os resultados sugerem o biopolímero de Agrobacterium radiobacter k84 como um candidato promissor para uso industrial.

RESUMO

O melaço de cana-de-açúcar é uma fonte de carbono alternativa de menor custo que a glicose tradicionalmente utilizada em processos fermentativos. No presente estudo, um biopolímero solúvel de Agrobacterium radiobacter k84 (ARB) foi obtido por fermentação utilizando melaço de cana de açúcar como fonte de carbono em um processo com rendimento de 10,0 g.L-1. O ARB é composto de minerais (40%), carboidratos (35%) e proteínas (15%). O teste do efeito citotóxico do ARB in vitro nas concentrações de 2,5 mg/mL, 5,0 mg/mL e 10,0 mg/mL em células LLC MK2 (Rim de Macaco Rhesus) revelou uma concentração citotóxica 50% (CC50) de 9,32 mg/mL. Em estudo in vivo de toxicidade oral durante 30 dias, camundongos Swiss receberam por gavagem soluções de ARB nas concentrações de 5 mg/mL, 15 mg/mL, 50 mg/mL e 150 mg/mL (aproximadamente 25 mg/kg/dia, 75 mg/kg/dia, 250 mg/ kg/dia e 750 mg/kg/dia). Os resultados não apresentaram sinais hematológicos ou histopatológicos de efeitos adversos, levando a definir a dose sem efeito adverso observado (NOAEL) como 150 mg/mL (aproximadamente 750 mg/kg/dia).

Sugar cane molasses is a cheaper carbon source alternative than glucose traditionally used in fermentation processes. In the present study a biopolymer soluble from Agrobacterium radiobacter k84 (ARB) was obtained by fermentation using sugar cane molasses as a carbon source in a process with yield of 10.0 g.L-1. The ARB is composed by minerals (40%), carbohydrate (35%) and protein (15%). In vitro test of the cytotoxic effect of ARB at concentrations 2.5 mg/mL, 5.0 mg/mL and 10.0 mg/mL in LLC MK2 (Rhesus Monkey Kidney) cells revealed a 50% cytotoxic concentration (CC50) of 9.32 mg/mL. In a 30-day in vivo oral toxicity study, Swiss mice were administered ARB by gavage at 5 mg/mL, 15 mg/mL, 50 mg/mL and 150 mg/mL (approximately 25 mg/kg/day, 75 mg/kg/day, 250 mg/kg/day and 750 mg/kg/day). The results did not present any hematological or histopathological signs of adverse effects, leading us to define the no observed adverse effect level (NOAEL) as 150 mg/mL (approximately 750 mg/kg/day).

RESUMO

Several by-products and raw-materials of food and agricultural industries have been used as culture medium. It is rich nutrients sources, and it is considered low cost and high availability of molasses as a substrate can be used in lactic fermentation. Lactic acid has tradicionally been obtained by chemical process, however, lactic acid production by fermentative process is considered most viable economically. Lactic acid has application in different industries such as pharmaceutical, cosmetic, textiles, leather, chemical and food industries, where about 82% of all world production is used. In this work, lactic acid production by L. curvatus under continuous culture on sugarcane molasses supplemented with yeast extract and peptone was evaluated. Dilution rates tested were 0,05; 0,10 and 0,15h-1 at 37ºC. Samples were taken for pH, reducing sugar, lactic acid, biomass and cellular viability measurements under steady state conditions. When the D was 0,05; 0,10 and 0,15h-1, the reducing sugar consumption was 7,1; 6,4 and 4,8g/L, respectively. Highest lactic acid production (13,8g/L) was obtained when D=0,05h-1 was used, while at D=0,10 and 0,15h-1, lactic acid production reached 10,2 and 7,1g/L, respectively. The highest values of biomass (1,98g/L) and cell viability (2,03x109CFU/mL) were reached at the lowest dilution rate tested (0,05h-1). In conclusion, the results showed that u

Melaço é uma matéria prima de baixo custo e rico em nutrientes para a fermentação láctica. O ácido láctico tem aplicação na indústria farmacêutica, cosmética, têxtil, de couro, química e de alimentos, onde são utilizados cerca de 82% de sua produção mundial. Neste trabalho foi avaliada a produção de ácido láctico por Lactobacillus curvatus em fermentação contínua de melaço de cana-de-açúcar, previamente tratado com invertase e suplementado com extrato de levedura e peptona. Os valores de taxa de diluição D= 0,05; 0,10 e 0,15h-1 foram testados à temperatura de 37ºC. As amostras foram coletadas na fase estacionária de crescimento, para medidas de pH, determinação de açúcares redutores, biomassa, produção de ácido láctico e viabilidade celular. Nestas condições, o consumo de açucares redutores diminuiu de 7,1; 6,4 e 4,8g/L com o aumento respectivo da taxa de diluição. A maior produção de ácido láctico (13,8g/L) foi obtida na taxa de diluição de 0,05h-1, enquanto que D=0,10 e 0,15h-1 suportaram a produção de 10,2 e 7,1g/L, respectivamente. Os valores mais altos de biomassa (1,98g/L) e viabilidade celular (2,03x109UFC/mL) também foram alcançados na menor taxa de diluição (D=0,05h-1). A produção de ácido láctico, por L. curvatus em melaço, previamente tratado com invertase e suplementado, foi mais adequada na menor taxa de diluição.

RESUMO

Several by-products and raw-materials of food and agricultural industries have been used as culture medium. It is rich nutrients sources, and it is considered low cost and high availability of molasses as a substrate can be used in lactic fermentation. Lactic acid has tradicionally been obtained by chemical process, however, lactic acid production by fermentative process is considered most viable economically. Lactic acid has application in different industries such as pharmaceutical, cosmetic, textiles, leather, chemical and food industries, where about 82% of all world production is used. In this work, lactic acid production by L. curvatus under continuous culture on sugarcane molasses supplemented with yeast extract and peptone was evaluated. Dilution rates tested were 0,05; 0,10 and 0,15h-1 at 37ºC. Samples were taken for pH, reducing sugar, lactic acid, biomass and cellular viability measurements under steady state conditions. When the D was 0,05; 0,10 and 0,15h-1, the reducing sugar consumption was 7,1; 6,4 and 4,8g/L, respectively. Highest lactic acid production (13,8g/L) was obtained when D=0,05h-1 was used, while at D=0,10 and 0,15h-1, lactic acid production reached 10,2 and 7,1g/L, respectively. The highest values of biomass (1,98g/L) and cell viability (2,03x109CFU/mL) were reached at the lowest dilution rate tested (0,05h-1). In conclusion, the results showed that u

Melaço é uma matéria prima de baixo custo e rico em nutrientes para a fermentação láctica. O ácido láctico tem aplicação na indústria farmacêutica, cosmética, têxtil, de couro, química e de alimentos, onde são utilizados cerca de 82% de sua produção mundial. Neste trabalho foi avaliada a produção de ácido láctico por Lactobacillus curvatus em fermentação contínua de melaço de cana-de-açúcar, previamente tratado com invertase e suplementado com extrato de levedura e peptona. Os valores de taxa de diluição D= 0,05; 0,10 e 0,15h-1 foram testados à temperatura de 37ºC. As amostras foram coletadas na fase estacionária de crescimento, para medidas de pH, determinação de açúcares redutores, biomassa, produção de ácido láctico e viabilidade celular. Nestas condições, o consumo de açucares redutores diminuiu de 7,1; 6,4 e 4,8g/L com o aumento respectivo da taxa de diluição. A maior produção de ácido láctico (13,8g/L) foi obtida na taxa de diluição de 0,05h-1, enquanto que D=0,10 e 0,15h-1 suportaram a produção de 10,2 e 7,1g/L, respectivamente. Os valores mais altos de biomassa (1,98g/L) e viabilidade celular (2,03x109UFC/mL) também foram alcançados na menor taxa de diluição (D=0,05h-1). A produção de ácido láctico, por L. curvatus em melaço, previamente tratado com invertase e suplementado, foi mais adequada na menor taxa de diluição.

RESUMO

Lactic acid is important due to its various applications. The bulk of world lactic acid production is used by the food industry and the rest is used in pharmaceutical, textile, leather, cosmetic and chemical industries. In this work, a 33 incomplete factorial design of the response-surface methodology was used to determine the best concentration of sugarcane molasses, yeast extract and peptone in the culture medium for the development of batch lactic fermentation by Lactobacillus curvatus. The fermentation was carried out at 37 ºC for 48 hours without agitation. The mathematical model given by the responsesurface methodology indicated a concentration of 10% (w/v) of sugarcane molasses, 2% (w/v) of yeast extract and 4% (w/v) of peptone as the best conditions for the composition of culture medium for the lactic acid production by L. curvatus. Under these conditions, lactic acid production was 30,5 g/L, comparable with the result obtained in MRS medium, which produced 32,0g/L of lactic acid. Considering the low cost and high availability of the sugarcane molasses, it was concluded that it represented a good culture medium for lactic fermentation. Sugarcane molasses at 10% (w/v) supplemented with yeast extract at 2% (w/v) and peptone at 4% (w/v) was used in the 3L batch lactic fermentation producing 37,5g/L of lactic acid.

A maior parte da produção mundial de ácido lático é utilizada pela indústria de alimentos e o restante em indústrias farmacêutica, têxtil, de couro, cosmética e química. A Metodologia da Superfície de Resposta, planejamento fatorial incompleto 33, foi utilizada para estabelecer as melhores condições, relativas às concentrações, do meio de cultivo contendo melaço de cana-de-açúcar, extrato de levedura e peptona para desenvolvimento da fermentação descontínua por Lactobacillus curvatus. A fermentação se desenvolveu durante 48 horas sob temperatura de 37 ºC. O modelo matemático fornecido pela Metodologia da Superfície de Resposta apontou os valores máximos de concentração testados para melaço de cana-de-açúcar, 10% (m/v); extrato de levedura, 2% (m/v) e peptona, 4% (m/v) como a melhor composição do meio para produção de ácido lático. Na prática, estas condições forneceram uma produção de 30,5g/L de ácido láctico, sendo este resultado comparável ao obtido em meio sintético de Man-Rogosa-Sharpe, o qual produziu 32,0g/L de ácido lático. Considerando-se o baixo custo e alta disponibilidade do melaço, pode-se afirmar que este representa um bom meio de cultivo para a fermentação lática. Fermentação descontínua em escala maior, fermentador de 3L, utilizando-se melaço de cana-de-açúcar 10% (m/v) suplementado com 2% (m/v) de extrato de levedura e 4% (m/v) de peptona produziu 37,5 g/L de ác