Sample records for thermophilic conditions
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Otimização das condições de cultivo para a produção de amilases pelo termofílico Bacillus sp. e hidrólise de amidos pela ação da enzima/ Optimization of culture conditions for the production of amylases by thermophilic Bacillus sp. and hydrolysis of starches by the action of the enzymes

Carvalho, Raquel Vieira de; Corrêa, Thamy Lívia Ribeiro; Silva, Júlia Caroline Matos da; Viana, Alexandre Pio; Martins, Meire Lelis Leal
2008-06-01

Resumo em português A otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L-1) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L-1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L-1 (mais) de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL-1. O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, porém a atividade da amilase variou com cada fonte. O amido foi a melhor fonte de carbono para a secreção da amilase, enquanto a sacarose, lactose, maltose, galactose e glicose não foram muito efetivas. Uma redução na concentração de amido de até 2,5 g.L-1 no meio de cultura melhorou o crescimento do organismo e a atividade enzimática. Em altas concentrações de amido, a produção da enzima foi comparativamente menor. Em relação às fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, a peptona (2 g.L-1) foi considerada a melhor. Considerando a quantidade de proteínas do soro de leite no meio de cultivo, a concentração de 0,25 g.L-1 foi considerada a mais efetiva para a secreção da α-amilase pelo microrganismo. A produção máxima da atividade enzimática foi observada a 50 °C e pH 8,5. A enzima foi capaz de degradar todos os amidos testados. A hidrólise do amido de batata resultou num alto rendimento de açúcares redutores em comparação às outras fontes de amido. Amido solúvel e amido de mandioca ocuparam, respectivamente, a segunda e terceira posição em relação à liberação dos açúcares redutores, enquanto que a amilase estudada mostrou apenas uma ligeira afinidade pelo amido de milho. Com o aumento da temperatura da reação para 70 °C, a hidrólise dos substratos, com exceção do amido solúvel, resultou em maiores quantidades de açúcares redutores. Resumo em inglês The optimization of culture conditions for the production of α-amylase by the thermophilic Bacillus sp strain SMIA-2 was carried out. In addition, the enzymatic hydrolysis of starch from several sources, such as potato, cassava and corn was investigated. Alpha-amylase production by Bacillus sp SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing starch as carbon source and supplemented with 0.5 g.L-1 whey protein and 2.0 g.L-1 peptone reached a maximum of 37 U.mL-1 at 32 (mais) hours. The microorganism was capable of utilizing several carbon sources, but amylase activity varied with each source. Starch was the best carbon source for amylase secretion, while lactose, maltose, sucrose, galactose, and glucose were not very effective. Decreasing starch concentration in the medium to 2.5 g.L-1 improved organism growth and enzyme activity. At higher starch concentrations, enzyme production was comparatively lower. Among the various organic and inorganic nitrogen sources, peptone (2.0 g.L-1) was found to be the best. Regarding the amount of whey protein in the medium, the concentration of 0.25 g.L-1 was considered the most effective for amylase secretion by the organism. Maximum amylase activity was observed at 50 °C and pH 8.5. The enzyme was able to degrade all the starches tested. Potato starch hydrolysis resulted in a higher yield of reducing sugars in comparison to the other starches. Soluble and cassava starch were, respectively, in second and third positions regarding the liberation of reducing sugars, while the amylase studied showed a slightly lower affinity for corn starch. Increasing the reaction temperature to 70 °C resulted in higher levels of reducing sugars after the hydrolysis of the substrates, except for soluble starch.

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Impacto dos mediadores redox na remoção de cor de corantes azo e antraquinônico por lodo granular anaeróbio sob condições mesofílicas e termofílicas/ Impact of redox mediators on colour removal of azo and anthraquinone dyes by anaerobic granular sludge under mesophilic and thermophilic conditions

dos Santos, André Bezerra; Cervantes, Francisco Javier; van Lier, Jules Bernardus
2007-03-01

Resumo em português Investigou-se o efeito de diferentes mediadores redox (MR) na remoção de cor de corantes azo e antraquinônico pelo uso de lodo granular anaeróbio sob condições mesofílicas (30ºC) e termofílicas (55ºC). Comprovou-se em experimento em batelada que a adição de concentrações catalíticas de MR pode ter um efeito marcante nas taxas de descoloração do corante azo Reactive Red 2 (RR2), mas o mesmo comportamento não pode ser obtido com o corante antraquinônico R (mais) eactive Blue 5 (RB5). Entretanto, com ambos os corantes, o simples aumento da temperatura de incubação para condições termofílicas fez acelerar consideravelmente os processos de descoloração, comparados com condições mesofílicas. Por exemplo, a constante de primeira ordem "k" da redução dos corantes RR2 e RB5, foi aumentada em 6,2 e 11 vezes, respectivamente, à 55ºC quando comparado com 30ºC. Por fim, comprovou-se em experimentos de fluxo contínuo, a boa performance do tratamento termofílico na descoloração redutiva de corantes azo. Resumo em inglês The effect of different redox mediators (RM) on colour removal of azo and anthraquinone dyes was investigated with anaerobic granular sludge under mesophilic (30ºC) and thermophilic (55ºC) conditions. Batch experiments revealed that an addition of catalytic concentrations of RM provided a remarkable effect on the decolourisation rates of the azo dye Reactive Red 2 (RR2), but the same effect could not be obtained with the anthraquinone dye Reactive Blue 5 (RB5). Neverthe (mais) less, for both dyes, the temperature increase to thermophilic conditions was an effective strategy to considerably accelerate the decolourisation process compared to mesophilic conditions. For instance, the first-order rate constant "k" of RR2 and RB5 reduction, was increased in 6.2 and 11-fold, respectively, at 55ºC in comparison with 30ºC. Such an effect of the temperature on the reductive decolourisation of azo dye was also verified in continuous flow experiments.

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Aplicação conjunta de tratamento anaeróbio termofílico por lodo granular e de mediadores redox na remoção de cor de águas residuárias têxteis/ Applicability of both thermophilic treatment by anaerobic granular sludge and redox mediators on colour removal of textile wastewaters

Santos, André Bezerra dos
2005-09-01

Resumo em português Investigou-se o efeito de diferentes mediadores redox na remoção de cor de corantes azo pelo uso de lodo granular anaeróbio sob condições mesofílicas (30ºC) e termofílicas (55ºC). Adicionalmente, estudou-se em ambas temperaturas, o efeito de diferentes doadores de elétrons nos processos de descoloração. Comprovou-se em tais processos um impacto marcante da adição de concentrações catalíticas de mediadores redox, aumentando a cinética da reação em até (mais) 1 ordem de magnitude. Comparado com tratamento mesofílico, remoções de cor sob condições termofílicas foram extremamente aceleradas, além de o impacto dos mediadores redox ser consideravelmente diminuído à 55ºC. Por exemplo, em experimento de fluxo contínuo, eficiências de remoção em torno de 95% e 56% foram obtidas à 55ºC e 30ºC, respectivamente, na ausência de qualquer mediador redox. Hidrogênio se mostrou extremamente efetivo como doador de elétrons para o processo de descoloração redutiva de corantes azo quando comparado com glicose, formiato e acetato. Os resultados obtidos nesta investigação trazem boas perspectivas para o uso conjunto de reatores anaeróbios sob condições termofílicas e de mediadores redox no pré-tratamento das águas residuárias de indústrias têxteis. Resumo em inglês The use of different redox mediators on colour removal of azo dyes by anaerobic granular sludge was investigated under mesophilic (30ºC) and thermophilic (55ºC) conditions. Additionally, the use of different electron donors on the reductive decolourisation was studied in both temperatures. The addition of catalytic concentrations of redox mediators had an evident impact on the decolourisation process, enhancing the rates up to one order of magnitude. Compared to mesophi (mais) lic conditions, colour removal under thermophilic conditions was extremely accelerated, and the impact of redox mediators on the decolourisation rates was considerably decreased at 55ºC. For instance, in a continuous flow experiment, efficiencies of around 95% and 56% were obtained at 55ºC and 30ºC, respectively, in the absence of redox mediators. Hydrogen was a much better electron donor for sustaining dye reduction than glucose, formate and acetate. The present results bring good prospects for the use of thermophilic anaerobic treatment and redox mediators on colour removal of textile wastewaters.

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Otimização de um meio de cultura para a produção de proteases por um Bacillus sp. termofílico/ Optmization of a culture medium for protease production by Bacillus sp. thermophilic

Nascimento, Wellingta Cristina Almeida do; Silva, Camila Rocha da; Carvalho, Raquel Vieira de; Martins, Meire Lelis Leal
2007-06-01

Resumo em português Bacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A re (mais) dução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala. Resumo em inglês Bacillus sp. SMIA-2 grew and produced proteases when cultivated in liquid cultures containing trisodium citrate as a carbon source and ammonium nitrate as a nitrogen source. The maximum activity of the enzyme was reached after incubating the microorganism for 9 hours, with levels of 7.2 U.mg -1 protein. The supplementation of the medium with 2.0 mM of CaCl2 did not improve the activity of the protease, but increased its stability from 2 to 4 hours. The reduction in the am (mais) ount of inorganic phosphate in the medium from 11.0 to 5.0 mM resulted in an improvement of 82% (13 U.mg -1 protein) in the protease activity. Replacing ammonium nitrate in the medium by 0.1% milk whey increased the protease activity to 25 U.mg -1 protein. In these conditions, the time required for the enzyme to reach a maximum activity increased from 9 to 16 hours. Replacing citrate trissodium in the medium by corn steep liquor (0.5%) not only produced much better enzyme activity, but also delayed the deactivation process which is typical for the production of proteases. The maximum activity reached when these wastes were used in the medium was 59.5 U.mg -1 protein. In addition, the enzyme maintained stable for more than 20 hours, which is favorable for its production on a large scale.

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