Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting

Abstract Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Resumo Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.(AU)

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.(AU)

Antimicrobial activity and chemical constituents of essential oils and oleoresins extracted from eight pepper species

ABSTRACT: Essential oils are the most important compounds produced during secondary metabolism in aromatic plants. Essential oils are volatile, have characteristic odor and are used as defensive agents by plants. In pepper, it is possible to say that essential oils are the flavor fingerprint of each species. In the present article, eight species of pepper were studied in order to extract their essential oils and oleoresins, test their antibacterial and antifungal activities and also to identify the compounds present in the most bioactive samples. Results demonstrated that two essential oils [Pimenta dioica (L.) Merr. and Schinus terebinthifolius] and three oleoresins (Schinus terebinthifolius and Piper nigrum white and black) recorded significant antimicrobial activity. These active essential oils and oleoresins are interesting for use in biotechnological processes employed in food, pharmaceutical and other industries.

RESUMO: Os óleos essenciais são os compostos mais importantes produzidos durante o metabolismo secundário de plantas aromáticas. No caso das pimentas, é possível afirmar que os óleos essenciais são a impressão digital do sabor de cada espécie. No presente artigo, oito espécies de pimenta foram estudadas a fim de extrair seus óleos essenciais e oleoresinas, testar a sua atividade antibacteriana e antifúngica, bem como, identificar os compostos presentes nas amostras mais ativas. Os resultados obtidos mostram que dois óleos essenciais (Pimenta dioica e Schinus terebinthifolius) e três oleoresinas (Schinus terebinthifolius e Piper nigrum branco e preto) apresentaram atividade antimicrobiana significativa. Esses óleos essenciais e oleoresinas bioativos mostram-se interessantes para a utilização em processos biotecnológicos empregados na indústria alimentar, farmacêutica e outras indústrias.

Antimicrobial activity and chemical constituents of essential oils and oleoresins extracted from eight pepper species / Atividade antimicrobiana e constituintes químicos dos óleos essenciais e oleoresinas extraídas

Essential oils are the most important compounds produced during secondary metabolism in aromatic plants. Essential oils are volatile, have characteristic odor and are used as defensive agents by plants. In pepper, it is possible to say that essential oils are the flavor fingerprint of each species. In the present article, eight species of pepper were studied in order to extract their essential oils and oleoresins, test their antibacterial and antifungal activities and also to identify the compounds present in the most bioactive samples. Results demonstrated that two essential oils [Pimenta dioica (L.) Merr. and Schinus terebinthifolius] and three oleoresins (Schinus terebinthifolius and Piper nigrum white and black) recorded significant antimicrobial activity. These active essential oils and oleoresins are interesting for use in biotechnological processes employed in food, pharmaceutical and other industries.

Os óleos essenciais são os compostos mais importantes produzidos durante o metabolismo secundário de plantas aromáticas. No caso das pimentas, é possível afirmar que os óleos essenciais são a impressão digital do sabor de cada espécie. No presente artigo, oito espécies de pimenta foram estudadas a fim de extrair seus óleos essenciais e oleoresinas, testar a sua atividade antibacteriana e antifúngica, bem como, identificar os compostos presentes nas amostras mais ativas. Os resultados obtidos mostram que dois óleos essenciais (Pimenta dioica e Schinus terebinthifolius) e três oleoresinas (Schinus terebinthifolius e Piper nigrum branco e preto) apresentaram atividade antimicrobiana significativa. Esses óleos essenciais e oleoresinas bioativos mostram-se interessantes para a utilização em processos biotecnológicos empregados na indústria alimentar, farmacêutica e outras indústrias.

Antimicrobial activity and chemical constituents of essential oils and oleoresins extracted from eight pepper species / Atividade antimicrobiana e constituintes químicos dos óleos essenciais e oleoresinas extraídas

Essential oils are the most important compounds produced during secondary metabolism in aromatic plants. Essential oils are volatile, have characteristic odor and are used as defensive agents by plants. In pepper, it is possible to say that essential oils are the flavor fingerprint of each species. In the present article, eight species of pepper were studied in order to extract their essential oils and oleoresins, test their antibacterial and antifungal activities and also to identify the compounds present in the most bioactive samples. Results demonstrated that two essential oils [Pimenta dioica (L.) Merr. and Schinus terebinthifolius] and three oleoresins (Schinus terebinthifolius and Piper nigrum white and black) recorded significant antimicrobial activity. These active essential oils and oleoresins are interesting for use in biotechnological processes employed in food, pharmaceutical and other industries.(AU)

Os óleos essenciais são os compostos mais importantes produzidos durante o metabolismo secundário de plantas aromáticas. No caso das pimentas, é possível afirmar que os óleos essenciais são a impressão digital do sabor de cada espécie. No presente artigo, oito espécies de pimenta foram estudadas a fim de extrair seus óleos essenciais e oleoresinas, testar a sua atividade antibacteriana e antifúngica, bem como, identificar os compostos presentes nas amostras mais ativas. Os resultados obtidos mostram que dois óleos essenciais (Pimenta dioica e Schinus terebinthifolius) e três oleoresinas (Schinus terebinthifolius e Piper nigrum branco e preto) apresentaram atividade antimicrobiana significativa. Esses óleos essenciais e oleoresinas bioativos mostram-se interessantes para a utilização em processos biotecnológicos empregados na indústria alimentar, farmacêutica e outras indústrias.(AU)

Cryopreservation of Mycobacterium bovis isolates / Criopreservação de isolados de Mycobacterium bovis

Research, development of new biotechnological methods, diagnostic tests, confirmation of results, and reinvestigations are possible because of the availability of well-preserved living organisms maintained without any changes. Cryopreservation is a simpler, more reliable and long-term stable method for culture maintenance. Storage temperature and composition of the suspending vehicle are factors that affect the viability of mycobacterial strains. Three vehicles and three storage temperatures were evaluated to define a suitable cryoprotective medium for the preservation of Mycobacterium bovis strains. Colonies of sixteen M. bovis isolates were used to prepare the suspensions, which were then added to three vehicles: sterile 0.85% saline solution (SS), Middlebrook 7H9 broth (7H9), and Middlebrook 7H9 broth with sodium pyruvate (7H9p) replacing glycerol. Aliquots of these suspensions were frozen by three different methods, directly in the -20C freezer, directly in the -80C freezer, and at -196C by immersion in liquid nitrogen (LN). The frozen aliquots were thawed at room temperature after 45, 90 and 120 days. Mycobacterial viability was assessed by counting the living cells on plates of Stonebrink medium before and after the freezing procedure. Storage at -20C exhibited a lower recovery of M. bovis compared to storage at -80C (Dunns test, p=0.0018) and LN (Dunn’s test, p=0.1403), yet –80°C showed better results than LN. All three suspending vehicles showed no statistically significant difference in terms of viability (Friedman’s test, p=0.7765). Given the low loss proportion of 5% during storage at –20°C and the high cost equipment required for storage at –80°C and LN, we recommend storage at –20°C or –80°C, when this is available, for preservation of M. bovis field strains.

Pesquisa, desenvolvimento de novos métodos biotecnológicos, testes diagnósticos, confirmação de resultados e reinvestigações são possíveis por causa da disponibilidade de organismos vivos bem preservados e mantidos inalterados. A criopreservação tem mostrado ser um método de manutenção de cultura mais simples, mais confiável e estável em longo prazo. Temperatura de armazenamento e composição do veículo de suspensão são fatores que afetam a viabilidade de cepas micobacterianas. Três veículos e três temperaturas de armazenamento foram avaliados para definir um meio crioprotetor adequado para preservação de estirpes de Mycobacterium bovis. Colônias de 16 isolados de M. bovis foram usadas na preparação de suspensões, as quais foram adicionadas a três veículos: solução salina a 0,85% estéril, caldo Middlebrook 7H9 (7H9) e caldo Middlebrook 7H9 com piruvato de sódio (7H9p) substituindo o glicerol. Alíquotas dessas suspensões foram congeladas por três métodos diferentes, direto em freezer a -20C, direto em freezer a -80C e a -196C por imersão em nitrogênio líquido (LN). As amostras foram descongeladas a temperatura ambiente após 45, 90 e 120 dias. A viabilidade das micobactérias foi avaliada pela contagem de células vivas em placas com meio Stonebrink, antes e depois dos processos de congelamento. Armazenamento a -20C exibiu menor recuperação de M. bovis comparado a -80C (Teste de Dunn, p=0.0018) e LN (Teste de Dunn, p=0.0352). Não houve diferença entre armazenamento a –80°C e LN (Teste de Dunn, p=0.1403), mas –80°C apresentou melhores resultados do que LN. Os três veículos de suspensão não apresentaram diferença estatística (Teste de Friedman, p=0.7765). Dada à baixa proporção de perda (5%) durante o armazenamento a –20°C e ao alto custo do equipamento necessário para o armazenamento a –80°C, nós recomendamos o armazenamento a –20°C ou –80°C, quando disponível, para a preservação das estirpes de campo de M. bovis.

Cryopreservation of Mycobacterium bovis isolates / Criopreservação de isolados de Mycobacterium bovis

Research, development of new biotechnological methods, diagnostic tests, confirmation of results, and reinvestigations are possible because of the availability of well-preserved living organisms maintained without any changes. Cryopreservation is a simpler, more reliable and long-term stable method for culture maintenance. Storage temperature and composition of the suspending vehicle are factors that affect the viability of mycobacterial strains. Three vehicles and three storage temperatures were evaluated to define a suitable cryoprotective medium for the preservation of Mycobacterium bovis strains. Colonies of sixteen M. bovis isolates were used to prepare the suspensions, which were then added to three vehicles: sterile 0.85% saline solution (SS), Middlebrook 7H9 broth (7H9), and Middlebrook 7H9 broth with sodium pyruvate (7H9p) replacing glycerol. Aliquots of these suspensions were frozen by three different methods, directly in the -20C freezer, directly in the -80C freezer, and at -196C by immersion in liquid nitrogen (LN). The frozen aliquots were thawed at room temperature after 45, 90 and 120 days. Mycobacterial viability was assessed by counting the living cells on plates of Stonebrink medium before and after the freezing procedure. Storage at -20C exhibited a lower recovery of M. bovis compared to storage at -80C (Dunns test, p=0.0018) and LN (Dunns test, p=0.1403), yet –80°C showed better results than LN. All three suspending vehicles showed no statistically significant difference in terms of viability (Friedmans test, p=0.7765). Given the low loss proportion of 5% during storage at –20°C and the high cost equipment required for storage at –80°C and LN, we recommend storage at –20°C or –80°C, when this is available, for preservation of M. bovis field strains.(AU)

Pesquisa, desenvolvimento de novos métodos biotecnológicos, testes diagnósticos, confirmação de resultados e reinvestigações são possíveis por causa da disponibilidade de organismos vivos bem preservados e mantidos inalterados. A criopreservação tem mostrado ser um método de manutenção de cultura mais simples, mais confiável e estável em longo prazo. Temperatura de armazenamento e composição do veículo de suspensão são fatores que afetam a viabilidade de cepas micobacterianas. Três veículos e três temperaturas de armazenamento foram avaliados para definir um meio crioprotetor adequado para preservação de estirpes de Mycobacterium bovis. Colônias de 16 isolados de M. bovis foram usadas na preparação de suspensões, as quais foram adicionadas a três veículos: solução salina a 0,85% estéril, caldo Middlebrook 7H9 (7H9) e caldo Middlebrook 7H9 com piruvato de sódio (7H9p) substituindo o glicerol. Alíquotas dessas suspensões foram congeladas por três métodos diferentes, direto em freezer a -20C, direto em freezer a -80C e a -196C por imersão em nitrogênio líquido (LN). As amostras foram descongeladas a temperatura ambiente após 45, 90 e 120 dias. A viabilidade das micobactérias foi avaliada pela contagem de células vivas em placas com meio Stonebrink, antes e depois dos processos de congelamento. Armazenamento a -20C exibiu menor recuperação de M. bovis comparado a -80C (Teste de Dunn, p=0.0018) e LN (Teste de Dunn, p=0.0352). Não houve diferença entre armazenamento a –80°C e LN (Teste de Dunn, p=0.1403), mas –80°C apresentou melhores resultados do que LN. Os três veículos de suspensão não apresentaram diferença estatística (Teste de Friedman, p=0.7765). Dada à baixa proporção de perda (5%) durante o armazenamento a –20°C e ao alto custo do equipamento necessário para o armazenamento a –80°C, nós recomendamos o armazenamento a –20°C ou –80°C, quando disponível, para a preservação das estirpes de campo de M. bovis.(AU)

Influência da relação superfície/volume em culturas desenvolvidas em um sistema laminar de cultivo de microalgas.

A biomassa de microalgas é fonte de uma vasta gama de compostos de elevado valor comercial: proteínas, carotenoides, lipídios e polissacarídeos, assim, as microalgas apresentam um grande potencial de aplicação em diversos processos biotecnológicos. O objetivo deste trabalho foi a determinação do efeito de diferentes razões entre a superfície iluminada e o volume de cultura (S/V) sobre os parâmetros de crescimento e do cultivo de Scenedesmus obliquus num Sistema Laminar de Cultivo de Microalgas (SLCA). Foram empregadas duas razões S/V (80 m-1 e 60 m-1), correspondentes a colunas dágua de 0,5 cm e 1,0 cm, respectivamente. As culturas foram comparadas quanto à biomassa máxima alcançada, à produtividade volumétrica e produtividade por área, à eficiência fotossintética, à conversão do CO2 em biomassa e estimados os custos de produção da biomassa. Diariamente foram determinados os seguintes parâmetros: biomassa (g.L-1, peso seco), nitrato (µM), oxigênio dissolvido (mg. L-1, %), pH, temperatura (°C) e irradiância (µmol fótons.m-². s-1). A máxima biomassa alcançada foi 20,14 g.L-1 nas culturas do tratamento S/V 80 enquanto no tratamento S/V 60 foi de 15,26 g.L-1. gerando uma produtividade volumétrica máxima de 2,42 e 1,85 g.L-1.d-1, respectivamente. As culturas desenvolvidas com menor S/V foram mais eficientes em relação à conversão do CO2, chegando a alcançar 62% do carbono total ofertado, diferente às de maior S/V que atingiu 54%. Considerando o aproveitamento de energia incidente no período iluminado, as culturas com menor S/V resultaram numa eficiência fotossintética superior a 13%. Dessa forma o emprego do tratamento S/V 80 resultou maiores produtividades em volume e alcance máximo em biomassa, por outro lado as maiores eficiências de conversão do CO2 e fotossintética são obtidas por uma relação S/V 60.

Microalgae biomass is the source of a wide range of compounds of high commercial value: proteins, carotenoids, lipids and polysaccharides, thus, the microalgae present a great potential of application in several biotechnological processes. The objective of this work was the determination of the effect of different ratios between the illuminated surface and the volume of culture (S/V) on growth parameters and the Scenedesmus obliquus culture in a thin-layer system (SLCA). Two S/V ratios (80 m-1 and 60 m-1) were used, corresponding to 0.5 cm and 1.0 cm water columns, respectively. Cultures were compared in terms of the maximum biomass reached, the volumetric productivity and productivity per area, photosynthetic efficiency, conversion of CO2 into biomass and biomass production costs. The following parameters were determined daily: biomass (gL-1, dry weight), nitrate (M), dissolved oxygen (mg L-1), pH, temperature (° C) and irradiance (mol photons s-1). The maximum biomass reached was 20,14 g.L-1 in S/V 80 cultures while in the S/V 60 treatment it was 15,26 g.L-1, resulting a maximum volumetric productivity of 2,42 and 1,85 g.L-1.d-1, respectively. Cultures developed with lower S/V were more efficient in relation to CO2 conversion, reaching 62% of the total carbon offered, different from those with higher S/V that reached 54%. Considering the energy utilization incident in the illuminated period, the cultures with lower S/V resulted in a photosynthetic efficiency higher than 13%. Thus, the use of the S/V 80 treatment resulted in higher yields in volume and maximum range in biomass; on the other hand, the higher CO2 and photosynthetic conversion efficiencies are obtained by an S/V 60.

Biodiversidade de macromicetos da região sul do Rio Grande do Sul

Esta dissertação refere-se ao estudo das espécies de macromicetos (fungos macroscópicos) encontradas em cinco municípios da região sul do Rio Grande do Sul (Capão do Leão, Pelotas, Rio Grande, Tapes e Sentinela do Sul). Devido a suas propriedades bioativas e peculiaridades na obtenção de energia os fungos macroscópicos têm um grande potencial para utilização na alimentação humana, em processos biotecnológicos e na indústria farmacêutica. No entanto, são escassos os estudos que abordem essa temática principalmente para a região sul do Rio Grande do Sul. Dessa forma, essa pesquisa objetivou identificar as espécies de cogumelos que fazem parte da micota local e contribuir com os estudos de distribuição de macromicetos nas mesorregiões metropolitana de Porto Alegre e mesorregião sul rio-grandense. O estudo foi desenvolvido no período de março de 2015 a fevereiro de 2017. Nesta pesquisa são descritas características macroscópicas, microscópicas, propriedades organolépticas e aspectos ecológicos de 18 espécies de cogumelos. Foram encontrados durante o período de estudo macromicetos das espécies: Agaricus campestris, Amanita muscaria, Amanita sp1., Clathrus columnatus, Conocybe sp1., Coprinellus disseminatus, Coprinus comatus, Inocybe curvipes, Laccaria laccata, Lactarius deliciosus, Lactarius sp1., Lepista sordida, Lycoperdon perlatum, Pycnoporus sanguineus, Russula atropurpurea, Scleroderma citrinum, Suillus luteus, Suillus granulatus. Três das 18 espécies foram classificadas apenas a nível genérico. A partir de revisão literária são apresentados também outros estudos que utilizam essas espécies de macrofungos visando a bioprospecção e aproveitamento de suas propriedades bioativas.

This dissertation refers to the study of macromycetes species (macroscopic fungi) 11 found in five municipalities in the southern region of Rio Grande do Sul (Capão do 12 Leão, Pelotas, Rio Grande, Tapes and Sentinela do Sul). Because of their bioactive 13 properties and peculiarities in obtaining energy, macroscopic fungi have great 14 potential for use in human food, biotechnological processes and the pharmaceutical 15 industry. However, there are few studies that address this theme mainly for the 16 southern region of Rio Grande do Sul. Thus, this research aimed to identify the 17 species of mushrooms that are part of the local micote and contribute to the studies 18 of distribution of macromycetes in the mesoregions Metropolitan of Porto Alegre and 19 mesoregion south riograndense. The study was developed from March 2015 to 20 February 2017. In this research are described macroscopic, microscopic 21 characteristics, organoleptic properties and ecological aspects of 18 species of 22 mushrooms. Agaricus campestris, Amanita muscaria, Amanita sp1., Clathrus 23 columnatus, Conocybe sp1., Coprinellus disseminatus, Coprinus comatus, Inocybe 24 curvipes, Laccaria laccata, Lactarius deliciosus, Lactarius sp1., Lepista sordida, 25 Lycoperdon perlatum, Pycnoporus sanguineus, Russula atropurpurea, Scleroderma 26 citrinum, Suillus luteus, Suillus granulatus. Three of the 18 species were classified 27 only at the generic level. From literature review are also presented other studies that 28 use these species of macrofungus for bioprospecting and exploration of its bioactive 29 properties.

PURIFICAÇÃO PARCIAL DA BSP5 DO PLASMA SEMINAL BOVINO

O plasma seminal vem sendo objeto de várias pesquisas devido a sua importância na fisiologia espermática, ao qual a análise dos fluidos reprodutivos fornece informações cruciais para a compreensão dos mecanismos que determinam a capacidade fecundante dos gametas masculinos. Objetivou-se no presente estudo indicar um método para purificar a Binder of SPerm 5 (BSP5), proteína de 30 kDa presente no fluido das glândulas vesiculares de touros Bos indicus. O fluido seminal foi extraído das glândulas vesiculares obtidas em abatedouro, e posteriormente, submetido às cromatografias de afinidade à heparina (Hitrap Heparin HP) seguida pela cromatografia de troca iônica (SP Sepharose). Para o monitoramento da purificação, realizou-se SDS-PAGE e para confirmação das proteínas foi realizado western blot com anticorpo específico para BSP5. Baseado no perfil cromatográfico da heparina, foram observados dois picos bem definidos (nHBP e HBP), dos quais o pico referente às proteínas com afinidade pela heparina (HBP) representou percentual de 51,5% de proteínas do fluido das glândulas vesiculares. As HBPs, quando separadas por meio de cromatografia de troca-iônica, apresentaram seis picos agrupados em quatro frações cromatográficas (P1, P2, P3 e P4), dos quais os picos de proteínas ligantes (P3 e P4) totalizou 80,97%. O Western blot com anticorpo anti-BSP5 purificado a partir de anti-soro de coelho, confirmou a presença da banda de 30 kDa no fluido das glândulas vesiculares, no pico com afinidade à heparina e pico 4 da troca iônica. A partir dessa purificação parcial, foi observada que a sequência cromatográfica de afinidade pela heparina seguida de troca catiônica, é eficaz para capturar a BSP5. Contudo, faz-se necessário a ampliação desse método, seguido de confirmações através de sequenciamento recombinante e espectrometria de massas. E a partir dessa purificação é possível a realização de testes funcionais que permitem compreender os mecanismos pelos quais as proteínas BSPs modulam a capacitação espermática, além de incrementar processos biotecnológicos.

Seminal plasma has been the subject of several studies due to its importance in sperm physiology, which analysis of reproductive fluids provides crucial information for understanding the mechanisms that determine the fertile ability of male gametes. The objective of the present study was to indicate a method to purify the Binder of SPerm 5 (BSP5), a 30-kDa protein present in the vesicles gland fluid from Bos indicus bulls. The seminal fluid extracted from seminal vesicles glands was obtained in abattoir, and subsequently subjected to heparin affinity chromatography (Hitrap Heparin HP), followed by ion exchange chromatography (SP Sepharose). For the monitoring of purification, SDS-PAGE was performed and western blotting with BSP5-specific antibody was performed for protein confirmation. Based on heparin-binding proteins, it was observed two well-separated peaks (nHBP and HBP), which heparin-binding proteins (HBP) represented a percentage of 51.5% of seminal vesicle fluid proteins. HBPs, when separated by ion exchange chromatography, showed four peaks (P1, P2, P3 and P4), which the peaks of binding proteins (P3 and P4) represented 80.97%. Western blot with anti-BSP5 antibody purified from rabbit antiserum confirmed the presence of the 30-kDa band in seminal vesicle fluid, HBPs and ion exchange peak 4. From this partial purification, it was observed that heparin followed by ion exchange chromatographies are effective to capture the BSP5. However, it is necessary to extend this method, followed by confirmations through sequencing and mass spectrometry. Moreover, from this purification it is possible to perform functional tests that allow the understanding of the mechanism by which BSP proteins modulate the sperm capacitation, in addition to increasing biotechnological processes.

Inteligência Computacional Aplicada à Modelagem e Otimização de Bioprocessos

Este trabalho aborda aplicações de modelagem, metodologias sistemáticas e confiáveis de otimização por busca global, além de outras ferramentas computacionais. Espera-se que métodos de inteligência computacional existentes, codificados em uma ferramenta apropriada para a aplicação da engenharia de processos assistida por computador, resultem em resultados numéricos úteis para a modelagem e otimização de diferentes processos, incluindo-se os processos biotecnológicos (foco deste trabalho). Assim, diferentes tipos de metodologias, apropriadas para aplicações em computador, foram aqui estudadas. Os métodos propostos foram aplicados e avaliados ao desenvolvimento e otimização de meios de cultura para o processo fermentativo do microrganismo Clostridium novyi tipo B, além dos processos de fermentação alcoólica e hidrolise enzimática de bagaço de cana, associados à produção de bioetanol (1G e 2G). Desta forma, foi avaliado o potencial de aplicação destas técnicas computacionais aos sistemas biotecnológicos, em diversas abordagens. Mais especificamente, foram realizadas: classificação (clustering) de sistemas em regiões cineticamente semelhantes para a produção de etanol celulósico (Etanol 2G) utilizando lógica Fuzzy; estimação por busca global de parâmetros cinéticos do modelo para uma fermentação alcoólica utilizando o algoritmo Simmulated Annealing (SA) (Contribuições ao projeto temático FAPESP 2011/51902-9); formulação e otimização do meio de cultura economicamente viável para o Clostridium novyi tipo B utilizando a modelagem de dados por neuro-fuzzy seguido de busca global da composição de meio que maximize a produtividade utilizando também o algoritmo SA como ferramenta de busca global (esta etapa do projeto foi realizado em parceria com a empresa farmacêutica veterinária Vallée S.A). As ferramentas computacionais apresentadas neste trabalho se mostraram altamente efetivas para a modelagem e otimização dos bioprocessos estudados.

This work deals with modeling applications, systematic and reliable optimization methodologies of global search, and other computational tools. It is expected that existing computational intelligence methods, encoded in an appropriate tool for the application of process engineering assisted by computer, can lead to useful numerical results for the modeling and optimization of different processes, including biotechnological processes (focus of this work). Thus, different types of methodologies suitable for computer applications, were studied here. The proposed methodologies were implemented and evaluated for the development and optimization of culture media for the fermentation process of Clostridium novyi type B, besides the fermentation process and enzymatic hydrolysis of bagasse associated with the production of bioethanol (1G and 2G). Thus, the potential application of these computational techniques was evaluated to biotechnological systems in different approaches. More specifically, it was performed: Classification of biotechnological systems ( "clustering") in kinetically similar regions to produce cellulosic ethanol (2G ethanol) using fuzzy logic; estimation by global search of kinetic parameters to an alcoholic fermentation model using Simmulated Annealing algorithm (SA) (Contributions to the thematic project FAPESP 2011 / 51902-9); formulation and optimization of economically viable culture media for Clostridium novyi type B using neuro-fuzzy data modeling followed by global search which maximize productivity, also utilizing SA algorithm as a search engine (this step of the project was conducted in partnership with the veterinary pharmaceutical company Vallée SA). The computational tools presented in this work were highly effective for modeling and optimization of the bioprocesses studied.

Tecnologia supercrítica como uma alternativa para purificar xilitol biotecnológico / Supercritical technology as an alternative for biotechnological xylitol purification

Processos biotecnológicos têm sido desenvolvidos e aplicados com sucesso para a obtenção de novos produtos. Entre estes, um em desenvolvimento é o uso de microorganismos que fermentam a xilose da fração hemicelulósica de resíduos agroindustriais à xilitol, um alimento funcional com importantes aplicações industriais. Dentre os resíduos agroindustriais o bagaço de cana-de-açúcar é o mais abundante resíduo lignocelulósico no Brasil, e este não tem sido aproveitado em todo seu potencial devido ao desconhecimento ou a não existência de tecnologias disponíveis para serem prontamente aplicadas, ou têm sido utilizado de forma menos valorizada. Neste contexto a biotecnologia surge como uma via alternativa para geração de produtos de alto valor agregado visando aproveitar estes resíduos em todo seu potencial. Basicamente os processos biotecnológicos podem ser divididos em duas etapas: a etapa do processo em si e a etapa de purificação. Como as etapas de separação, recuperação e purificação constituem uma parte importante do processo biotecnológico, podendo alcançar até 80 % do custo final do produto, este trabalho, por conseguinte, visou à recuperação e purificação de xilitol através do uso de uma tecnologia alternativa, ainda não aplicada com este objetivo, a tecnologia supercrítica. O bioprocesso foi conduzido em um reator de leito fluidizado com células de Candida guilliermondii imobilizadas em alginato de cálcio eficazmente e o processo de purificação do meio fermentado foi realizado em um extrator supercrítico com capacidade de 50ml usando CO2 + etanol como solvente. Foi-se avaliado a influência dos parâmetros: pressão e suporte no processo de purificação, utilizando um planejamento fatorial completo 22 sendo a temperatura e o tempo de residência do solvente com a matriz líquida mantidas constantes. Os resultados preliminares demonstram a potencialidade da utilização da tecnologia supercrítica como uma alternativa para purificar xilitol biotecnológico produzido a partir de bagaço de cana-de-açúcar.

Biotechnological processes have been developed and applied successfully to obtain new products. Among these, one in development is the use of microorganisms that ferment xylose from the hemicellulosic fraction of agroindustrial waste to xylitol, a functional food with important industrial applications. Among the agroindustrial waste the sugarcane bagasse is the most abundant lignocellulosic residue in Brazil, and this has not been exploited to its full potential due to ignorance or lack of readily available technology to be applied, or have been used in a less valued. In this context the biotechnology emerges as an alternative route for generation of high-value added products aimed use this waste suitably. Basically the biotechnological processes can be divided in two stages: the stage of the process itself and the purification stage. As the separation, purification and recovery stages are an important part of the biotechnology process, which can reach up to 80% of the final cost of the product, this study therefore aimed the recovery and purification through the use of an alternative technology, not yet applied for this aim, the supercritical technology. The bioprocess was carried out in a fluidized reactor with cells of Candida guilliermondii immobilized in calcium alginate effectively and the purification process was tested in a supercritical extractor with a capacity of 50ml using CO2 + ethanol as solvent. It was evaluated the influence of the parameters: pressure and support in the purification process, using a 22 full factorial design keeping the temperature and residence time of solvent with the liquid matrix constant. The preliminary results showed the potentiality of use supercritical technology as an alternative for biotechnological xylitol purification produced from sugarcane bagasse.

CONSTRUÇÃO DE VLPs (VIRUS-LIKE PARTICLES) A PARTIR DA PROTEÍNA RECOMBINANTE L1 DE PAPILOMAVÍRUS BOVINO TIPO 2 EXPRESSA EM CÉLULAS BSC-40 POR MEIO DE VETOR VIRAL CONSTITUIDO PELO VÍRUS VACCÍNIA

A constante preocupação com a saúde humana e animal tem resultado na evolução de metodologias científicas que utilizam ferramentas biotecnológicas que objetivam o desenvolvimento de novas técnicas, produtos, processos ou adaptações, além de possibilitar a compreensão dos mecanismos biológicos dos organismos. A papilomatose bovina é uma infecção viral que pode ser considerada negligenciada por parte das empresas do setor privado que não buscam soluções para o controle e profilaxia, principalmente porque ocorre com maior frequência em animais de pequenos rebanhos, principalmente dedicados à exploração leiteira. O papilomavírus bovino (BPV), agente etiológico dessa doença, é um vírus não cultivável in vitro. Esse é o principal aspecto biológico que dificulta o desenvolvimento de trabalhos de pesquisa com esse vírus e que impõe a obrigatoriedade da utilização de recursos biotecnológicos para o melhor conhecimento dessa infecção e para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico, controle e profilaxia. O objetivo desse estudo foi o desenvolvimento de partículas semelhantes a vírus (VLPs virus-like particles) a partir da proteína L1 recombinante de BPV2 expressa em células de mamíferos (BSC-40) infectadas com vírus vaccínia como vetor. Para facilitar as etapas de recuperação e purificação das VLPs por meio de cromatografia de afinidade foi avaliada a inserção de uma cadeia peptídica constituída por seis moléculas de histidina. A proteína L1 recombinante de BPV2 contendo uma cauda de histidina possibilitou a formação de VLPs que foram visualizadas por microscopia eletrônica de transmissão. A possibilidade do uso das VLPs em sistemas de diagnóstico e, principalmente, para a elaboração de vacinas para a profilaxia da infecção pelo BPV2 em bovinos motivou a solicitação junto ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI) de um pedido de patente de processo que foi registrado sob número BR 1020140329919.

The constant concern for human and animal health has resulted in the evolution of scientific methodologies using biotechnological tools that aim to develop new techniques, products, processes or adaptations, and allows wider understanding of the biological mechanisms of organisms. Bovine papillomatosis is a viral infection that can be considered neglected by the private companies which do not develop alternatives for the control and prevention, mainly because of occurrence of the disease more frequently in small dairy cattle herds. The bovine papillomavirus (BPV), the etiologic agent of this disease, does not grow in conventional cell culture. This is the main biological aspect which hampers the development of research with this virus and requires the compulsory use of biotechnological resources for better understanding of this infection and the development of methods of diagnosis, control, and prevention. The aim of this study was to develop virus-like particles (VLPs) from BPV2 recombinant L1 protein expressed in mammalian cells (BSC-40) infected with vaccinia virus as vector. In order to facilitate the recovery and purification steps of VLPs by affinity chromatography the inclusion of a peptide chain consisting of six histidine molecules in the recombinant protein was evaluated. The BPV2 recombinant L1 protein, containing a histidine tag, allowed the formation of VLPs that were visualized by transmission electron microscopy. The possibility of the use of VLPs in diagnostic systems and especially for the development of vaccines for prophylaxis of the BPV2 infection in cattle stimulate the request from the National Institute of Industrial Property (INPI) of a process patent application that was registered under number 1020140329919 BR.

Screening for ligninolytic enzymes from autochthonous fungi and applications for decolorization of Remazole Marine Blue

This study presents new and alternative fungal strains for the production of ligninolytic enzymes which have great potential to use in industrial and biotechnological processes. Thirty autochthonous fungal strains were harvested from Bornova-Izmir in Turkiye. In the fresh fruitbody extracts laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase activities, which are the principal enzymes responsible for ligninocellulose degradation by Basidiomycetes, were screened. Spores of some of the basidiomycetes species such as Cortinarius sp., Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus, Abortiporus biennis, Lyophyllum subglobisporium, Ramaria stricta, Ganoderma carnosum, Lactarius delicious ve Lepista nuda were isolated and investigated optimum cultivation conditions in submerged fermentation for high yields of ligninolytic enzyme production. In addition, isolated fungal strains were monitored on agar plates whether having the capability of decolorization of a textile dye Remazol Marine Blue.

Este estudo apresenta novas cepas de fungos produtores de enzimas ligninolíticas com potencial de aplicação em processos industriais e biotecnológicos. Trinta cepas de fungos autóctones foram obtidos em Bornova-Izmir, Turquia. Os extratos frescos dos corpos de frutificação foram submetidos à triagem de atividade de lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, que são as principais enzimas de degradação de ligninocelulose pelos Basidiomycetes. Foram isolados esporos de Cortinarius sp, Tramnetes versicolor, Pleorotus ostreatus, Abortiporus biennis, Lyophyllum subglobisporium, Ramaria stricta, Ganoderma carnosum, Lactarius delicius ve Lepista desnuda, investigando-se as condições ótimas de cultivo em fermentação submersa para produção de enzimas ligninolíticas com elevado rendimento. Além disso, as cepas fúngicas isoladas foram monitoradas em placas de ágar quanto a capacidade de descoloramento do corante têxtil Remazole Marine Blue.

Exploring the biotechnologial applications in the archaeal domain

Archaea represent a considerable fraction of the prokaryotic world in marine and terrestrial ecosystems, indicating that organisms from this domain might have a large impact on global energy cycles. The extremophilic nature of many archaea has stimulated intense efforts to understand the physiological adaptations for living in extreme environments. Their unusual properties make them a potentially valuable resource in the development of novel biotechnological processes and industrial applications as new pharmaceuticals, cosmetics, nutritional supplements, molecular probes, enzymes, and fine chemicals. In the present mini-review, we show and discuss some exclusive characteristics of Archaea domain and the current knowledge about the biotechnological uses of the archaeal enzymes. The topics are: archaeal characteristics, phylogenetic division, biotechnological applications, isolation and cultivation of new microbes, achievements in genomics, and metagenomic.

As arqueas representam uma considerável fração dos procariotos nos ecossistemas marinhos e terrestes, indicando que estes organismos devem possuir um grande impacto nos ciclos energéticos. A natureza extremofílica de muitas arqueas tem estimulado intensos esforços para compreender sua adaptação fisiológica a ambientes extremos. Suas propriedades incomus as tornam uma fonte valiosa no desenvolvimento de novos processos biotecnológicos e aplicações industriais como novos fármacos, cosméticos, suplementos nutricionais, sondas moleculares, enzimas e reagentes. Na presente mini-revisão, mostramos e discutimos algumas de suas características exclusivas correlacionando-as com seu potencial biotecnológico e aplicação industrial. Os tópicos são: características das arqueas, divisão filogenética, aplicações biotecnológicas, isolamento e cultivo de novos microrganismos, genoma e metagenoma.

Avaliação do potencial de uso do extrato bruto da fermentação por Streptomyces Viridosporus T7 A em medicinaveterinária / Evaluation of the potential applicability of Streptomyces Viridosporus T7 A crude fermentation extract in veterinary medicine / Evaluación del potencial de uso del extracto bruto de la fermentación por Streptomyces viridosporus T7A en medicina veterinaria

Desde a sua descoberta como produtoras de antibióticos, as bactérias do gênero Streptomyces têm sido muito estudadas, em função de seu grande interesse para a indústria. A maioria das cepas de Streptomyces sintetiza substâncias antibacterianas, antifúngicas, antitumorais, antiparasitárias, herbicidas e enzimas, que têm empregos em medicina e agricultura, bem como em vários processos biotecnológicos. Neste trabalho estudou-se a aplicação do extrato bruto enzimático obtido da fermentação por Streptomyces viridosporus T7A para uso veterinário. O extrato bruto enzimático foi submetido a testes de atividade antimicrobiana e de inocuidade, em cultivo celular e em camundongos. Observou-se efeito inibidor sobre cepas patogênicas Gram positivas (Staphylococcus aureus), porém não sobre bactérias Gram negativas (Salmonella sp., Pseudomonas sp. e Escherichia coli). Em cultivo celular, o extrato mostrou ausência de toxicidade e efeito citoprotetor, e em camundongos foi inócuo, e teve influência positiva no peso final nos grupos tratados.(AU)

Since discovered as antibiotics producers, Streptomyces genus bacteria had been studied to a great extent, because their great industrial interest. Most of the Streptomyces strains synthesize antibacterial, antifungal, antineoplastic, antiparasitic, and herbicide substances, as well as enzymes, which are used in medicine, agriculture and other biotechnological processes. We studied the potential applicability of Streptomyces viridosporus T7A crude fermentation extract in veterinary medicine. The antimicrobial properties of enzymatic crude extract were tested against pathogenic bacteria strains, and its innocuity was tested both in cellular cultives and mice. It was observed inhibitory effect against pathogenic Gram positive bacteria (Staphylococcus aureus), but not against pathogenic Gram negative bacteria (Salmonella sp., Pseudomonas sp., and Escherichia coli). In cellular cultives, the extract showed citoprotector effect and absence of toxicity. In mice, it was innocuous and had positive influence on the final weight in the treated groups.(AU)

Desde que fueran descubiertas como productoras de antibióticos, las bacterias del género Streptomyces vienen siendo muy estudiadas, por tener gran interés para la industria. La mayoría de las variedades de Streptomyces sintetiza substancias antibacterianas, antifúngicas, antitumorales, antiparasitarias y herbicidas, así como enzimas que se usan en medicina, agricultura y otros procesos biotecnológicos. En este trabajo, se estudió el potencial de uso del extracto bruto de la fermentación por Streptomyces viridosporus T7A en medicina veterinaria. Las propiedades antimicrobianas del extracto bruto enzimático fueran testadas contra bacterias patogénicas, así como se testó su inocuidad tanto en cultivos celulares cuanto en ratones. Se observó efecto inhibitorio sobre bacterias patogénicas Gram positivas (Staphylococcus aureus), pero no sobre bacterias Gram negativas (Salmonella sp., Pseudomonas sp. y Escherichia coli). En cultivo celular, el extracto mostró ausencia de toxicidad y efecto citoprotector, y en ratones fue inocuo, y ha influenciado positivamente el peso final de los grupos tratados.(AU)

Purification of laccases PPO-I of fungus Botryosphaeria rhodina - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i3.1317 / Purificação de lacases PPO-I de Botryosphaeria rhodina - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i3.1317

Laccases are glycoprotein polyphenol oxidases which are involved in fungal pathogenicity and they are also useful for biotechnological applications. The ligninolytic ascomycete, Botryosphaeria rhodina, has been studied as producer of exopolysaccharide and PPO-I and PPO-II laccases induced by veratryl alcohol. However, as the induced laccases have not been isolated, the aim of this study was to purify the enzyme and to identify the carbohydrates constituents of the glycosidic moiety. The fungus was cultivated on broth Vogel, 1% glucose and 30.4mM veratryl alcohol during 4.5 days at 28C/180 rpm. The extracellular fluid showed high carbohydrate concentration and the stability of PPO-I laccase under conditions of refrigeration and freezing at 4ºC-18ºC over 40 days. The purification was developed by ultrafiltration using a NMWL 100 and 30 kDa membrane, gelfiltration on Sephadex G-100, and ion-exchange chromatography on DEAE-cellulose. The purified laccase was identified as a glycoprotein, weight molecular 113 kDa, consisting of 40% protein and 60% carbohydrate identified by HPAEC-PAD as fucose, galactose, mannose, glucose and glucosamine

Lacases são glicoproteínas polifenol oxidases envolvidas na patogenicidade de alguns fungos e úteis em processos biotecnológicos. O ascomiceto ligninolítico Botryosphaeria rhodina tem sido estudado como produtor de exopolissacarídeos e de lacases PPO-I e PPO-II induzidas pelo álcool veratrílico. Como as lacases produzidas ainda não foram isoladas, o objetivo deste trabalho foi purificar lacases PPO-I e identificar os carboidratos constituintes da porção glicosídica. O fungo foi cultivado em meio mínimo de Vogel contendo 1% de glicose e 30,4 mM de álcool veratrílico, a 28C e agitação de 180 rpm durante 4,5 dias. O extrato livre de células apresentou elevada concentração de carboidratos e de PPO-I estáveis a 4ºC e -18ºC durante 40 dias. Técnicas de ultrafiltração, cromatografia em gel Sephadex G-100 e em resina DEAE-Celulose purificaram lacases PPO-I com peso molecular de 113 kDa por eletroforese PAGE-SDS, contendo 40% de proteínas e 60% carboidratos identificados por HPAEC-PAD como fucose, galactose, manose, glucose e glucosamina

Supercritical technology as an alternative for biotechnological xylitol purification / Tecnologia supercrítica como uma alternativa para purificar xilitol biotecnológico

Biotechnological processes have been developed and applied successfully to obtain new products. Among these, one in development is the use of microorganisms that ferment xylose from the hemicellulosic fraction of agroindustrial waste to xylitol, a functional food with important industrial applications. Among the agroindustrial waste the sugarcane bagasse is the most abundant lignocellulosic residue in Brazil, and this has not been exploited to its full potential due to ignorance or lack of readily available technology to be applied, or have been used in a less valued. In this context the biotechnology emerges as an alternative route for generation of high-value added products aimed use this waste suitably. Basically the biotechnological processes can be divided in two stages: the stage of the process itself and the purification stage. As the separation, purification and recovery stages are an important part of the biotechnology process, which can reach up to 80% of the final cost of the product, this study therefore aimed the recovery and purification through the use of an alternative technology, not yet applied for this aim, the supercritical technology. The bioprocess was carried out in a fluidized reactor with cells of Candida guilliermondii immobilized in calcium alginate effectively and the purification process was tested in a supercritical extractor with a capacity of 50m

Processos biotecnológicos têm sido desenvolvidos e aplicados com sucesso para a obtenção de novos produtos. Entre estes, um em desenvolvimento é o uso de microorganismos que fermentam a xilose da fração hemicelulósica de resíduos agroindustriais à xilitol, um alimento funcional com importantes aplicações industriais. Dentre os resíduos agroindustriais o bagaço de cana-de-açúcar é o mais abundante resíduo lignocelulósico no Brasil, e este não tem sido aproveitado em todo seu potencial devido ao desconhecimento ou a não existência de tecnologias disponíveis para serem prontamente aplicadas, ou têm sido utilizado de forma menos valorizada. Neste contexto a biotecnologia surge como uma via alternativa para geração de produtos de alto valor agregado visando aproveitar estes resíduos em todo seu potencial. Basicamente os processos biotecnológicos podem ser divididos em duas etapas: a etapa do processo em si e a etapa de purificação. Como as etapas de separação, recuperação e purificação constituem uma parte importante do processo biotecnológico, podendo alcançar até 80 % do custo final do produto, este trabalho, por conseguinte, visou à recuperação e purificação de xilitol através do uso de uma tecnologia alternativa, ainda não aplicada com este objetivo, a tecnologia supercrítica. O bioprocesso foi conduzido em um reator de leito fluidizado com células de Candida guilliermondii imob

Isolamento de bactérias produtoras de enzimas de interesse em processos biotecnológicos

Os micro-organismos representam uma importante fonte de produtos naturais bioativos diversos. Esses organismos produzem enzimas que exercem papel importante em processos industriais com alto valor econômico agregado ou ambientalmente desejado. Apresentam uma série de vantagens em seu uso e produção. No presente trabalho foram utilizados consórcios degradadores de resíduos da biomassa lignocelulolítica, visando o isolamento e identificação de micro-organismos de interesse biotecnológico. De acordo com os resultados obtidos é possível verificar que apesar dos consórcios produzirem celulase, nenhum isolado produziu esse tipo de enzima. Foram isoladas bactérias produtoras de amilase, protease, lipase e solubilizam fosfato. Utilizando o sequenciamento do 16s rRNA foi identificado isolados pertencentes aos gêneros Burkholderia, Pandoraea, Pseudomonas, Bacillus, Asticcacaulis

Microorganisms represent an important source of many bioactive natural products. These organisms produce enzymes that are important in industrial processes with high value aggregate economic or environmentally desired. The use of enzymes of microbial origin has been widely explored due to a series of industrial and environmental advantagens.In this present work, a degrading consortium of lignocellulose biomass residues was used aiming the isolation and identification of the bacteria that produce enzymes with biotechnological interest. According to the observed results it can be said that although the consortia produces cellulose, isolated bacteria do not then produced no such enzyme. Bacteria isolated produced amylase, protease, lipase and phosphatase. With the sequencing of the 16S rRNA it was possible to determine that the isolates belong to the genus Burkholderia, Pandoraea, Pseudomonas, Bacillus, Asticcacaulis