Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.(AU)

Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.(AU)

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Pachira aquatica fruits shells valorization: renewables phenolics through analytical pyrolysis study (Py-GC/MS) / Valorização das cascas dos frutos da Pachira aquática: fenólicos renováveis através de estudo analítico de pirólise (Py-GC/MS)

This research valorized Pachira aquatica Aubl.'s fruit shells (PAS) through its energetic characterization and flash pyrolysis for biofuels or chemicals production. The characterization was performed through proximate and ultimate analysis, bulk density, higher heating value (HHV), hemicellulose, cellulose and lignin content, thermogravimetric analysis and absorption spectra in the infrared region obtained by Fourier-transform infrared spectroscopy technique (FTIR). The analytical flash pyrolysis was performed at 500°C in a Py-5200 HP-R coupled to a gas chromatograph (Py-GC/MS). The PAS biomass presents potential for thermochemical energy conversion processes due to its low moisture and ash content, 76.90% of volatile matter, bulk density of 252.6 kg/m3 and HHV of 16.24 MJ/kg. Flash pyrolysis products are mostly phenols or light organic acids derived from the decomposition of polysaccharides. Results confirmed the potential of PAS to produce bio-phenolics, such as 4-methoxyphenol which is an important active ingredient for skin depigmentation used in drugs and cosmetics, and as phenolic extract that can be used as a precursor to resins, applications that convert this forest waste into bio products for industry into a green circular economy.

Este trabalho teve como objetivo a valorização das cascas dos frutos da Pachira aquatica Aubl. (PAC) através da sua caracterização energética e pirólise flash para produção de biocombustíveis ou produtos químicos. A caracterização foi realizada através de análises imediata e final, densidade aparente, poder calorífico superior (PCS), conteúdos de hemicelulose, celulose e lignina, análise termogravimétrica e espectros de absorção na região do infravermelho obtidos pela técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A pirólise flash analítica foi realizada a 500 °C em equipamento Py-5200 HP-R acoplado a um cromatógrafo à gás (Py-GC/MS). A biomassa das PAC apresenta potencial para processos de conversão termoquímica de energia devido ao seu baixo teor de umidade e cinzas, além de 76,90% de materiais voláteis, densidade aparente de 252,6 kg/m3 e PCS igual a 16,24 MJ / kg. Os produtos da pirólise rápida são principalmente fenóis ou ácidos orgânicos leves derivados da decomposição de polissacarídeos. Os resultados confirmam o potencial das PAC para produzir bio-fenólicos, como o 4-metoxifenol que é um importante ingrediente ativo para despigmentação da pele usado em medicamentos e cosméticos, e como extrato fenólico que pode ser usado como precursor de resinas. Estas aplicações convertem esses resíduos florestais em produtos biológicos para a indústria em uma economia circular verde.

Extraction of antioxidant and antimicrobial phytochemicals from corn stigma: a promising alternative to valorization of agricultural residues / Extração de fitoquímicos antioxidantes e antimicrobianos do estigma do milho: uma alternativa promissora para valorização de resíduos agrícolas

The discovery of new natural additives from agro-industrial waste is considered an important research topic. This study investigated the feasibility of ultrasound-assisted extraction (UAE) of antioxidant compounds from corn stigma (CS) and the effect of independent variables (time and solid-solvent ratio) and their interaction in the extraction of CS. Results indicated that the UAE method increases the antioxidant activity and reduces the extraction time by 67%. Optimized conditions for the simultaneous extraction of antioxidants and polyphenols from CS were obtained using 5 min and a solid-solvent ratio of 0.05 g mL-¹. The CS extract obtained by UAE was characterized by ESI-ToF-MS and 27 phytochemicals were reported. The extract showed promising antifungal and antibacterial activities against 23 of the studied microorganisms. Therefore, the CS extract obtained by the UAE can be used as a source of bioactive and antimicrobial compounds for use as a functional ingredient in the food and pharmaceutical industry.

A descoberta de novos aditivos naturais a partir de resíduos agroindustriais é considerada um importante tópico de pesquisa. Este estudo teve como objetivo investigar a viabilidade da extração assistida por ultrassom (EAU) de compostos antioxidantes do estigma do milho (EM) e o efeito de variáveis independentes (tempo e relação sólido-solvente) e sua interação na extração de EM. Os resultados indicaram que a EUA aumenta a atividade antioxidante e reduz o tempo de extração em 67%. Condições otimizadas para a extração simultânea de antioxidantes e polifenóis do EM foram obtidas com 5 min e uma relação sólido-solvente de 0,05 g mL-¹. O extrato de EM obtido pela EUA foi caracterizado por ESI-ToF-MS e 27 fitoquímicos foram encontrados. O extrato apresentou atividades antifúngicas e antibacterianas promissoras contra 23 dos micro-organismos estudados. Portanto, o extrato de EM obtido pela extração assistida por ultrassom pode ser utilizado como fonte de compostos bioativos e antimicrobianos para uso como ingrediente funcional na indústria alimentícia e farmacêutica.

Effect of polymer mixture on bioplastic development from fish waste / Efeito da mistura de polímeros no desenvolvimento de bioplástico a partir de resíduos de peixe

The bioconversion of protein from the fishing industry waste into bioplastics allows the valorization of biological material, reducing the production of waste and consequently of negative environmental impacts through the use of synthetic packaging. The objective of this work was to develop biodegradable films from the mixture of gelatin and myofibrillar fish proteins. Proteins (myofibrillar and gelatin) were extracted from filleting residues from king weakfish (Macrodon ancylodon) from industrial fishing. The properties of the blend films were compared to those of individual protein films. It was found by scanning electron microscopy that there was good compatibility between the two polymers. Mechanical analyzes showed that myofibrillar proteins films were the most resistant to traction, but less flexible; characteristics contrary to those of gelatin. The mixing films presented the lowest values of water vapor permeability and solubility were transparent, and mechanically strong and flexible, confirming the improvement of the properties by mixing the polymers. Fourier transform infrared spectroscopy revealed that there was interaction between the myofibrillar protein chains and gelatine driven by hydrogen bonds, thus forming cohesive and reinforced matrix, which resulted in good thermal resistance of the films. The mixture between polymers improved the technological properties of the elaborated biodegradable films, making its application feasible as food packaging.

A bioconversão de proteínas de subprodutos da indústria pesqueira em bioplástico possibilita a valorização do material biológico, reduzindo a produção de descarte e consequentemente, de impactos ambientais negativos do uso de embalagens sintéticas. O objetivo deste trabalho foi misturar gelatina e proteínas miofibrilares de pescada gó (Macrodon ancylodon) com intuito de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades tecnológicas aprimoradas. As propriedades dos filmes de mistura foram comparadas com as de filmes dos polímeros individuais. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier revelou boa compatilidade química entre gelatina e proteínas miofibrilares na formação do filme de mistura. A interação entre os polímeros foi conduzida por ligações de hidrogênio, formando película coesa e reforçada. Os filmes de mistura além de apresentarem os menores valores de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade, também foram transparentes e, termicamente resistentes. Assim a mistura entre gelatina e proteínas miofibrilares possibilitou a formação de películas biodegradáveis com propriedades tecnológicas superiores às produzidas com os polímeros separados.

Effect of polymer mixture on bioplastic development from fish waste / Efeito da mistura de polímeros no desenvolvimento de bioplástico a partir de resíduos de peixe

The bioconversion of protein from the fishing industry waste into bioplastics allows the valorization of biological material, reducing the production of waste and consequently of negative environmental impacts through the use of synthetic packaging. The objective of this work was to develop biodegradable films from the mixture of gelatin and myofibrillar fish proteins. Proteins (myofibrillar and gelatin) were extracted from filleting residues from king weakfish (Macrodon ancylodon) from industrial fishing. The properties of the blend films were compared to those of individual protein films. It was found by scanning electron microscopy that there was good compatibility between the two polymers. Mechanical analyzes showed that myofibrillar proteins films were the most resistant to traction, but less flexible; characteristics contrary to those of gelatin. The mixing films presented the lowest values of water vapor permeability and solubility were transparent, and mechanically strong and flexible, confirming the improvement of the properties by mixing the polymers. Fourier transform infrared spectroscopy revealed that there was interaction between the myofibrillar protein chains and gelatine driven by hydrogen bonds, thus forming cohesive and reinforced matrix, which resulted in good thermal resistance of the films. The mixture between polymers improved the technological properties of the elaborated biodegradable films, making its application feasible as food packaging.(AU)

A bioconversão de proteínas de subprodutos da indústria pesqueira em bioplástico possibilita a valorização do material biológico, reduzindo a produção de descarte e consequentemente, de impactos ambientais negativos do uso de embalagens sintéticas. O objetivo deste trabalho foi misturar gelatina e proteínas miofibrilares de pescada gó (Macrodon ancylodon) com intuito de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades tecnológicas aprimoradas. As propriedades dos filmes de mistura foram comparadas com as de filmes dos polímeros individuais. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier revelou boa compatilidade química entre gelatina e proteínas miofibrilares na formação do filme de mistura. A interação entre os polímeros foi conduzida por ligações de hidrogênio, formando película coesa e reforçada. Os filmes de mistura além de apresentarem os menores valores de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade, também foram transparentes e, termicamente resistentes. Assim a mistura entre gelatina e proteínas miofibrilares possibilitou a formação de películas biodegradáveis com propriedades tecnológicas superiores às produzidas com os polímeros separados.(AU)

HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DAS VÍSCERAS DE Macrobrachium rosenbergii PROVENIENTES DE PROCESSAMENTO

A aquicultura está em constante ascensão, e um dos setores que mais destaca-se é a carcinicultura, por sua ampla difusão no mundo e expansão na produção. Aliado a essa produção, a geração de resíduos é inevitável e, consequentemente, buscam-se formas de tratar e aproveitar os mesmos. Os resíduos da carcinicultura são ricos em componentes como proteínas, lipídeos e minerais que podem ser utilizados na formulação de rações, o que permite sua valorização e aproveitamento. O objetivo desse trabalho foi avaliar a hidrólise enzimática proteica das vísceras de camarões Macrobrachium rosenbergii oriundas de seu processamento, como alternativa para aproveitamento desse material. Para o preparo das dispersões foram utilizadas as vísceras do camarão com teor de proteína bruta de 19,43% e as enzimas Alcalase® 2.4L e Flavourzyme® 1000L. Foram realizados 2 planejamentos experimentais a fim de otimizar o processo. No primeiro foi feito um delineamento fatorial 2³ sobre o efeito de três fatores, cada um em 3 níveis: temperatura (45; 55; 65 °C) e concentração das enzimas (0,75; 1,50 e 2,25% proteína da enzima/proteína do substrato). Em seguida foi feito um delineamento composto central rotacional sobre o efeito de três fatores, cada um em 5 níveis: temperatura (34,2; 41,0; 51,0; 61,0 e 67,8 °C) e concentração das enzimas (0,08; 0,25; 0,50; 0,75 e 0,92%). Para ambos os delineamentos foram conduzidas reações controles, que são reações nas mesmas condições das reações enzimáticas, mas sem a adição das enzimas. Foi demonstrado que a temperatura teve uma maior influência na hidrólise enzimática proteica das vísceras de camarão M. rosenbergii, obtendo-se valores de GH de 2,11%±0,25 na temperatura de 67,8 ºC, e concentração das enzimas Alcalase® 2.4L e Flavourzyme® 1000L 0,50%. No entanto, uma das reações controle apresentou um GH de 2,06%±0,11 em uma temperatura de 61,0 °C, sendo estatisticamente igual ao valor encontrado para a reação enzimática. Além disso, a variável temperatura em 51,0 °C atingiu um rendimento otimizado. Dessa forma, utilizando essa temperatura, foi possível solubilizar a proteína presente nas vísceras de camarão M. rosenbergii, podendo tornar o hidrolisado uma fonte de proteína para a aquicultura.

Aquaculture is constantly on the rise, and one of the sectors that stands out the most is carciniculture, for its wide spread in the world and expansion in production. Allied to this production, the generation of waste is inevitable and, consequently, ways of treating and taking advantage of it are sought. Carciniculture residues are rich in components such as proteins, lipids and minerals that can be used in the formulation of rations, which allows their valorization and utilization. The objective of this work was to evaluate the protein enzymatic hydrolysis of the viscera of Macrobrachium rosenbergii shrimps from their processing, as an alternative for the use of this material. For the preparation of the dispersions, the shrimp viscera with raw protein content of 19.43% and the enzymes Alcalase® 2.4L and Flavourzyme® 1000L were used. Two experimental plans were made in order to optimize the process. In the first one, a 2³ factorial design was made on the effect of three factors, each in 3 levels: temperature (45; 55; 65 °C) and enzyme concentration (0.75; 1.50 and 2.25% enzyme/protein protein of the substrate). Then a rotational central compound delineat was made on the effect of three factors, each in 5 levels: temperature (34.2; 41.0; 51.0; 61.0 and 67.8 °C) and enzyme concentration (0.08; 0.25; 0.50; 0.75 and 0.92%). For both delineations, control reactions were conducted, which are reactions under the same conditions as enzymatic reactions, but without the addition of enzymes. It was demonstrated that the temperature had a greater influence on the proteinic enzymatic hydrolysis of M. rosenbergii shrimp viscera, obtaining GH values of 2.11%±0.25 at a temperature of 67.8 ºC, and concentration of the enzymes Alkalase® 2.4L and Flavourzyme® 1000L 0.50%. However, one of the control reactions presented a GH of 2.06%±0.11 at a temperature of 61.0 ºC, being close to the value found for the enzymatic reaction. In addition, the temperature variable at 51.0 °C achieved an optimum yield. Thus, using this temperature, it was possible to solubilize the protein present in the viscera of M. rosenbergii shrimps, which could make hydrolysate a source of protein for aquaculture.

Implantação de sistema de aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis em residências na cidade de São Paulo / Household implementation of rainwater harvesting system for non potable purposes in the city of São Paulo

The shortage of water makes this natural resource increasingly relevant for people. Therefore, the population needs to be aware of how to use water rationally and understand the new selective water supply systems. The objective of this study was to implement a rainwater harvesting system based on directing the water collected by roof gutters to a cistern. The system attended satisfactorily the demand for non-potable water for garden watering and washing of household service areas, reducing the use of treated water. The average monthly consumption in 2014 was 21.3 m³ (CI 95%: 16.5, 23.8) and in 2015 was 15.7 m³ (CI 95%: 13.8, 16.9), showing significant difference between the two years (p= 0.018). The household received a monthly discount bonus for reducing city water consumption. Despite the long term investment payback period, this attitude is an example of citizenship in a city experiencing serious water crisis.

A escassez de água faz com que esse recurso natural se torne cada vez mais limitado. O que se torna necessária a conscientização da população quanto ao uso racional da água, além de novos sistemas de abastecimento de forma seletiva. O presente trabalho teve como objetivo implantar um sistema de aproveitamento de água pluvial que coleta por um conjunto de calhas a água pluvial dos telhados para um reservatório, onde é armazenada a fim de ser utilizado quando necessário. Esse sistema supriu satisfatoriamente a demanda por água não potável, como a irrigação de jardim, a lavagem de quintal e garagem, resultando na diminuição de consumo de água tratada. A comparação de consumo com o mesmo período de 2014 mostrou, que o consumo médio nesse período foi de 21,3 m³ (IC 95%: 16,5; 23,8), enquanto que em 2015 foi de 15,7 m³ (IC 95%: 13,8; 16,9). O resultado apresentou diferença significativa entre as duas séries (p=0,018). Com essa redução, esse consumidor atingiu a meta de redução recebendo um bônus mensal como desconto no valor de sua conta de água. Entretanto, sabemos que a viabilidade econômica do projeto é a longo prazo, porém pode-se afirmar que essa atitude é um exemplo de cidadania em uma cidade que vive uma grave crise hídrica.

Implantação de sistema de aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis em residências na cidade de São Paulo / Household implementation of rainwater harvesting system for non potable purposes in the city of São Paulo

The shortage of water makes this natural resource increasingly relevant for people. Therefore, the population needs to be aware of how to use water rationally and understand the new selective water supply systems. The objective of this study was to implement a rainwater harvesting system based on directing the water collected by roof gutters to a cistern. The system attended satisfactorily the demand for non-potable water for garden watering and washing of household service areas, reducing the use of treated water. The average monthly consumption in 2014 was 21.3 m³ (CI 95%: 16.5, 23.8) and in 2015 was 15.7 m³ (CI 95%: 13.8, 16.9), showing significant difference between the two years (p= 0.018). The household received a monthly discount bonus for reducing city water consumption. Despite the long term investment payback period, this attitude is an example of citizenship in a city experiencing serious water crisis.(AU)

A escassez de água faz com que esse recurso natural se torne cada vez mais limitado. O que se torna necessária a conscientização da população quanto ao uso racional da água, além de novos sistemas de abastecimento de forma seletiva. O presente trabalho teve como objetivo implantar um sistema de aproveitamento de água pluvial que coleta por um conjunto de calhas a água pluvial dos telhados para um reservatório, onde é armazenada a fim de ser utilizado quando necessário. Esse sistema supriu satisfatoriamente a demanda por água não potável, como a irrigação de jardim, a lavagem de quintal e garagem, resultando na diminuição de consumo de água tratada. A comparação de consumo com o mesmo período de 2014 mostrou, que o consumo médio nesse período foi de 21,3 m³ (IC 95%: 16,5; 23,8), enquanto que em 2015 foi de 15,7 m³ (IC 95%: 13,8; 16,9). O resultado apresentou diferença significativa entre as duas séries (p=0,018). Com essa redução, esse consumidor atingiu a meta de redução recebendo um bônus mensal como desconto no valor de sua conta de água. Entretanto, sabemos que a viabilidade econômica do projeto é a longo prazo, porém pode-se afirmar que essa atitude é um exemplo de cidadania em uma cidade que vive uma grave crise hídrica.(AU)

Caracterização e aproveitamento do resíduo de pescado junto aos principais pontos de comercialização da Baixada Santista - SP

A atual destinação dos resíduos de pescado é uma problemática real que tem impactado o cenário ambiental, sobretudo em regiões litorâneas. Devido a sua elevada carga orgânica e inorgânica, os resíduos de pescado possuem acelerada atividade de deterioração e contribuem para a formação de compostos químicos, os quais podem contaminar e prejudicar substancialmente a qualidade do ar, do solo e dos corpos hídricos. A disposição inadequada dos resíduos de pescado relaciona-se direta e indiretamente com a ocorrência de enfermidades, sendo, portanto, uma relevante questão de saúde pública. As principais tecnologias envolvem a elaboração de farinha, óleo, adubo e silagem de pescado proveniente da aquicultura e industrialização. A necessidade de se obter diretivas e alternativas viáveis envolvendo os resíduos de pescado é de ordem econômica, social, cultural e ambiental e baseia-se em sua valorização e gerenciamento adequado e para isso, o conhecimento da origem e das características do material a ser aproveitado é necessário para que as operações sejam controladas e esse item não se torne um problema futuro. Os objetivos deste estudo foram caracterizar e comparar os resíduos do pescado provenientes dos principais pontos de comercialização das cidades de Santos, São Vicente e Peruíbe/SP, e prospectar alternativas para sua aplicação, além de avaliar o perfil dos geradores de resíduos envolvidos no estudo. Foram realizadas 10 coletas em cada município entre dezembro de 2015 e fevereiro de 2016. Recolheu-se aproximadamente 5kg de resíduos de cada ponto de coleta, formando um pool do qual foi retirada uma amostra de 5Kg. Foram realizadas análises de composição gravimétrica, microbiológicas (psicrotróficos totais, estafilococos coagulase positiva, coliformes fecais e Escherechia coli e determinação de Salmonella sp), físico-químicas (bases nitrogenadas voláteis, proteína bruta, umidade, cinza, lipídeos totais) e perfil de ácidos graxos. Além das análises laboratoriais, foi realizada pesquisa semiestruturada junto aos responsáveis pelos estabelecimentos estudados. Os dados gerados pelas análises físico-químicas, microbiológicas e pelas questões abordadas na entrevista foram convertidos em médias percentuais e dispostos na forma de gráficos e tabelas. Foi calculado o desvio padrão para avaliação da dispersão dos resultados ao longo das repetidas coletas. Os resíduos caracterizaram-se em resíduos não comestíveis e apresentaram composição satisfatória para aplicação em produtos relacionados a alimentação animal e adubos orgânicos. Os teores de bases nitrogenadas voláteis e os resultados microbiológicos indicaram estágio avançado de deterioração dos resíduos. A quantidade diária de resíduo gerada informada no presente estudo foi bastante variável entre os pontos de coletas e também entre os períodos considerado alta e baixa temporada na região, limitando a aplicação para algumas tecnologias. Analisando-se os dados obtidos pela aplicação do questionário observou-se que, em geral, a estrutura do estabelecimento é precária e dificulta a conservação e aproveitamento dos resíduos por parte dos geradores.

The current destination of waste of fish is a real problem that has impacted the environmental scenario, especially in coastal regions. Due to its high organic and inorganic load, the waste of fish have accelerated activity of decay and contribute to the formation of chemical compounds, which can contaminate and substantially damage the quality of the air, soil and hydric bodies. The inadequate placement of the waste of fish is related directly and indirectly with the occurrence of illnesses, and is therefore a relevant public health issue. The main technologies involve the preparation of flour, oil, manure and silage of fish from aquaculture and industrialization. The need to obtain policies and viable alternatives involving the waste of fish is of economic, social, cultural and environmental system and are based on its valuation and proper management and for this reason, the knowledge of the origin and characteristics of the material to be used is necessary so that the operations are controlled and this item does not become a future problem. The objectives of this study were to characterize and compare the waste of fish from the main points of trading of the cities of Santos, São Vicente and Peruíbe/SP, and to prospect alternatives for its application, as well as to evaluate the profile of the waste generators involved in the study. Ten collections were performed in each municipality between December 2015 and February 2016. It was gathered approximately 5 kg of waste from each collection point, forming a "pool". It was removed a portion of 5Kg in this pool, which was considered "sample". Analyzes were carried out by gravimetric composition, microbiological (psychrotrophic total, coagulase positive staphylococci, fecal coliforms and Escherechia coli and determination of Salmonella sp), physical-chemical (volatile nitrogenous bases, crude protein, moisture, ash, total lipids) and fatty acids profile. In addition to the laboratory analysis, it was performed semi-structured research with those that are responsible for the establishments studied. The data generated by physical-chemical, microbiological analysis, and issues addressed in the interview were converted into average of the percentage and arranged in the form of charts and tables. It was calculated the standard deviations for evaluation of the dispersion of results over the repeated collections. They have been characterized in waste that are not edible and showed satisfactory composition, suggesting routing for products related to animal feed and organic fertilizers. The levels of volatile nitrogen bases (VNB) and the results of microbiological indicate an advanced stage of deterioration of the waste. The daily amount of generated residue informed in this study was highly variable among the collection points and also the periods considered high and low season in the region, limiting the application to some technologies. In relation to the applied questionnaire, it was observed that, in general, the structure of the establishment is precarious and makes it difficult for the conservation and recovery of waste.

Biomass production of the aquatic macrophytes Eichhornia crassipes (water hyacinth) and Egeria densa (egeria) in organic fish farm effluent treatment system / Produção de biomassa das macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes (aguapé) e Egeria densa (egeria) em sistema de tratamento de efluente de piscicultura orgânica

The objective of this research was to evaluate the production of biomass of the aquatic macrophytes water hyacinth (Eichhornia crassipes) and egeria (Egeria densa) in three hydraulic detention times in a organic pisciculture effluent treatment system. The system was composed for 18 experimental tanks of 2.00 x 1.00 x 0.65m length, width and depth respectively, coated with polypropylene canvas. An entirely randomized 2 macrophytes x 3 hydraulic detention times (HDT) and 3 repetitions. The HDT used was 4, 8, and 12 hours. The biomass production was evaluated at the end of the experiment which was extended at 08/07 to 19/08/2006. The water hyacinth showed the best results of biomass production (P0.05). For egeria the treatment that presented the best production of biomass was reached which TDH of 12 hours, being of 0.10 kg.m-2, followed for the HDT of 8 and 4 hours, not differing between the HDT (P>0.05). One concludes that the water hyacinth produced higher biomass than egeria in all of the HDT evaluated.

O presente trabalho teve por o objetivo avaliar a produção de biomassa das macrófitas aquáticas aguapé (Eichhornia crassipes) e egeria (Egeria densa) em um sistema de tratamento de efluente de piscicultura orgânica, sob 3 condições de tempo de detenção hidráulica. O sistema foi composto por 18 tanques experimentais de 2,00 x 1,00 x 0,65 m de comprimento, largura e profundidade, respectivamente, revestidos com lona de polipropileno. O delineamento foi inteiramente casualizado, com 2 macrófitas, 3 tempos de detenção hidráulica (TDH) e 3 repetições. Os TDH utilizados foram de 4, 8 e 12 horas. O sistema foi operado de 08/07 a 19/08/2006. A produção de biomassa foi avaliada ao final do experimento. O aguapé apresentou os melhores resultados de produção de biomassa (P0,05). Para a egeria o tratamento que apresentou a melhor produção de biomassa foi no TDH de 12 horas, sendo de 0,10 kg.m- 2, seguido pelos TDH de 8 e 4 horas, não diferindo entre os TDH (P>0,05). Concluiu-se que o aguapé produziu mais biomassa que a egeria em todos os TDH avaliados.

Biomass production of the aquatic macrophytes Eichhornia crassipes (water hyacinth) and Egeria densa (egeria) in organic fish farm effluent treatment system / Produção de biomassa das macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes (aguapé) e Egeria densa (egeria) em sistema de tratamento de efluente de piscicultura orgânica

The objective of this research was to evaluate the production of biomass of the aquatic macrophytes water hyacinth (Eichhornia crassipes) and egeria (Egeria densa) in three hydraulic detention times in a organic pisciculture effluent treatment system. The system was composed for 18 experimental tanks of 2.00 x 1.00 x 0.65m length, width and depth respectively, coated with polypropylene canvas. An entirely randomized 2 macrophytes x 3 hydraulic detention times (HDT) and 3 repetitions. The HDT used was 4, 8, and 12 hours. The biomass production was evaluated at the end of the experiment which was extended at 08/07 to 19/08/2006. The water hyacinth showed the best results of biomass production (P0.05). For egeria the treatment that presented the best production of biomass was reached which TDH of 12 hours, being of 0.10 kg.m-2, followed for the HDT of 8 and 4 hours, not differing between the HDT (P>0.05). One concludes that the water hyacinth produced higher biomass than egeria in all of the HDT evaluated.

O presente trabalho teve por o objetivo avaliar a produção de biomassa das macrófitas aquáticas aguapé (Eichhornia crassipes) e egeria (Egeria densa) em um sistema de tratamento de efluente de piscicultura orgânica, sob 3 condições de tempo de detenção hidráulica. O sistema foi composto por 18 tanques experimentais de 2,00 x 1,00 x 0,65 m de comprimento, largura e profundidade, respectivamente, revestidos com lona de polipropileno. O delineamento foi inteiramente casualizado, com 2 macrófitas, 3 tempos de detenção hidráulica (TDH) e 3 repetições. Os TDH utilizados foram de 4, 8 e 12 horas. O sistema foi operado de 08/07 a 19/08/2006. A produção de biomassa foi avaliada ao final do experimento. O aguapé apresentou os melhores resultados de produção de biomassa (P0,05). Para a egeria o tratamento que apresentou a melhor produção de biomassa foi no TDH de 12 horas, sendo de 0,10 kg.m- 2, seguido pelos TDH de 8 e 4 horas, não diferindo entre os TDH (P>0,05). Concluiu-se que o aguapé produziu mais biomassa que a egeria em todos os TDH avaliados.

Características minerais e energéticas do lixo urbano em processos de compostagem e biodigestão anaeróbia

Nos últimos anos, verifica-se crescente a produção de resíduos sólidos urbanos associada a um aumento populacional e ao maior consumo de produtos com embalagens que poderiam ser recicladas. Medidas rápidas de valorização e reciclagem devem ser tomadas para que permitam um consumo contínuo de alguma forma racional, diminuindo conseqüentemente, as agressões ambientais. No presente estudo avaliaram-se parâmetros que proporcionem subsídios na tomada de decisões sobre o melhor aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos orgânicos, utilizando-se a compostagem ou a biodigestão anaeróbia. O resíduo sólido urbano orgânico (lixo) foi cedido pela empresa CONSTROESTE, localizada no município de São José do Rio Preto-SP, e o experimento foi conduzido no Laboratório de Biodigestão Anaeróbia do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - Campus de Jaboticabal da Universidade Estadual Paulista - Unesp. Foram conduzidos ensaios de compostagem e biodigestão anaeróbia, utilizando-se resíduo sólido urbano orgânico coletado no município de São José do Rio Preto - SP, no intuito de avaliar as características químico-minerais, o potencial energético e a interferência da qualidade do resíduo no desenvolvimento dos processos. Avaliaram-se as reduções de sólidos totais e voláteis, produções de biogás e qualidade do biofertilizante durante a biodigestão anaeróbia, que foi conduzida com a utilização ou não de inóculo, e parâmetros como temperatura, umidade, peso, teores de nutrientes, e redução de massa enleirada durante a compostagem e a equivalência energética nos dois processos. Observaram-se reduções de 58,5% nas quantidades de massa seca enleirada e de 40,9% nos teores de carbono orgânico, matéria orgânica compostável e demanda química de oxigênio. Foram verificadas temperaturas acima de 40º C,

An increasing production of urban organic wastes is noticed in the last years, associated with the growth of the global population and the increased of resultant consumption. Fast actions of valorization and recycling must be done, in a way that it allows a rational continuous consumption and consequently decreasing environmental aggressions. This work has evaluated some parameters that supply decision making over better use of urban organic wastes through composting or anaerobic digestion processes. The urban organic waste was supplied by Controeste company, in São José do Rio Preto - SP. The experiment was conducted in the Anaerobic Digestion Laboratory - Agricultural Engineering Department - Veterinary and Agricultural Sciences College - Jaboticabal Campus - São Paulo State University - UNESP. Samples of composting and anaerobic digestion were collected done from the wastes in the city of São José do Rio Preto - SP, with the objective of evaluating to the chemical and mineral properties and consequent interference of the residues on the processes. The reductions of total and volatile solids, biogas production and biofertilizer quality werw evaluated during the anaerobic digestion. It was conducted using inoculums or not and parameters such as temperature, humidity, weight, nutrient content and reduction of heap mass during the composting. A reduction the 58.5% in the quantity of heap dry mass, 40.9% in the organic carbon contents, recycling organic material and chemical demand of oxygen was observed. It was registered temperatures above 40ºC in the heaps interior, evidencing the importance of the process of reduction and/or elimination of pathogens.The presence of innocuous in the substrate anticipated the biogas production in the process of anaerobic digestion