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Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_patricia_diaz.pdf: 1952378 bytes, checksum: 86bdafa069ecf1310cdf6aee4e0d1849 (MD5) Previous issue date: 2008-05-20 The knowledge on the biopolymers properties are important to predict his future industrial applications because reflects his chemical primary structure. Besides, the physical and chemical characteristics of the biopolymers are a consequence of the process used in his synthesis. The aim of this work was the study of the hydrodynamic properties of solution of biopolymers xanthan synthesized by Xanthomonas arboricola pv pruni, strains 06 and 82, and clairana FL, synthesized by Beijerinckia sp. strain 7070, in 7L fermentation volume. The results from rheological analysis, acetyl and piruvate content, ion content and thermal stability were compared with the ones obtained for commercial xanthan. The commercial xanthan is more efficient in the rheological properties due to divalent ion in their composition. The results for acetyl and piruvate content were in accordance with the literature. Thermal analysis showed presence of protein in the pv pruni xanthan´s and in clairana, but not in commercial xanthan. Hydrodynamic properties behavior of xanthan (Xc06), clairana and tara gum, in various concentrations, was examined using dynamic light scattering. Concentration regimes were determined by critical concentrations c* and c**, applying two methods. The first method was based on diffusional coefficient behavior of a range of biopolymers concentrations. A theoretical curve was proposed for results evaluation. With this method, c* and c** were determined for xanthan and tara gum , but nor for clairana due to its non-regular behavior. Distribution curves of relaxation times (DTR) were the second method applied. Distribution curves for xanthan and tara gum presented different number of relaxation modes. The concentrations where the number of modes did change corresponds to the c* and c**, determined using the first method. So, the distribution curves of relaxation times were obtained for clairana and the critical concentrations determined. Size distribution, hydrodynamic radii and polydispersity index for different concentrations were obtained from the respective correlation curves. The parameters showed dependence with solution concentration. The size distribution changed from monomodal to bimodal and to trimodal due to the increase in solution concentration. This behavior was attributed to the slow motion in diffusion due to particle aggregation formation. This aggregation causes hydrodynamic radii variation because their radii are higher than the particle radius in dilute solution. The polydispersity index increases with concentration increment, due to the appearing new peaks, while the width of the peaks of size distribution decreases. O conhecimento sobre as propriedades dos biopolímeros é importante para predizer futuras aplicações industriais, pois reflete sua estrutura química primária. Além disso, as características físicas e químicas dos biopolímeros microbianos são conseqüência do processo utilizado em sua síntese. O presente trabalho teve como objetivo realizar a caracterização das propriedades dinâmicas de soluções dos biopolímeros xantana, sintetizada pela bactéria Xanthomonas arboricola pv pruni, e clairana, sintetizada pela bactéria Beijerinckia sp., em volume de 7L. As análises reológicas, o conteúdo dos grupos acetila e piruvato, o conteúdo de íons e a estabilidade térmica foram comparados com os resultados obtidos para uma amostra de xantana comercial. A amostra comercial apresentou propriedades reológicas superiores aos demais biopolímeros, devido a presença de íons divalentes em sua composição. Os resultados obtidos para o conteúdo de acetila e piruvato apresentaram-se compatíveis com os resultados apresentados na literatura. A análise térmica mostrou a presença de proteínas nas amostras de xantana do pv pruni e na clairana, o que não ocorreu na amostra comercial. O comportamento das propriedades hidrodinâmicas dos biopolímeros xantana (Xc06), clairana e tara, em função da concentração das soluções, foi analisado utilizando a técnica de espalhamento de luz dinâmico. Os regimes de concentração das soluções foram definidos através da determinação das concentrações críticas c* e c**, aplicando-se duas metodologias. A primeira metodologia foi baseada no comportamento do coeficiente de difusão em função da concentração das soluções, propondo-se uma curva teórica para avaliar os resultados. Aplicando esta metodologia, foi possível determinar c* e c** para a xantana e a tara, mas não para a clairana, que apresentou curva irregular. Na segunda metodologia foram analisadas as curvas de distribuição dos tempos de relaxação (DTR) para as soluções de xantana e tara. Estas curvas apresentaram diferente número de modos de relaxação, sendo observado que as concentrações nas quais o número de modos sofreu modificação corresponderam às concentrações c* e c**, determinadas utilizando a metodologia anterior. Foram então obtidas as curvas de DTR para a clairana, sendo possível determinar as concentrações críticas, bem como os regimes de concentração. Através das curvas do coeficiente de correlação foram obtidas as distribuições de tamanho, os raios hidrodinâmicos e o índice de polidispersão. Os parâmetros analisados apresentaram dependência com relação à concentração das soluções. Conforme a concentração das soluções aquosas aumentou, a distribuição de tamanhos por intensidade passou de um comportamento monomodal para bimodal e trimodal. Este comportamento foi atribuído a presença de modos lentos de difusão translacional ocasionados pela formação de aglomerados de partículas. Estes aglomerados causaram variação nos valores do raio hidrodinâmico por apresentarem raio hidrodinâmico superior ao raio das partículas em solução diluída. O índice de polidispersão aumentou com o aumento da concentração das soluções, devido ao surgimento de novos picos, enquanto a largura dos picos de distribuição de tamanho diminuiu.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2021-08-17T00:14:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Bianca_Molon.pdf: 203087 bytes, checksum: b8a9f8bcf91bfab84d0f31f7af670cd3 (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2021-08-18T22:42:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Bianca_Molon.pdf: 203087 bytes, checksum: b8a9f8bcf91bfab84d0f31f7af670cd3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-18T22:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Bianca_Molon.pdf: 203087 bytes, checksum: b8a9f8bcf91bfab84d0f31f7af670cd3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-09-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A goma xantana é um biopolímero microbiano produzido por bactérias do gênero Xanthomonas, amplamente utilizada na indústria de alimentos, farmacêutica e petrolífera. As propriedades da goma estão diretamente relacionadas com a sua composição química, massa molar e estrutura morfológica. A xantana comercial apresenta uma estrutura química primária composta por repetidas unidades pentassacarídicas, formadas por duas unidades de glicose, duas unidade de manose e uma unidade de ácido glicurônico. A xantana pruni apresenta em sua estrutura, além da estrutura característica da xantana, uma molécula de ramnose A escolha da cepa de Xanthomonas, a composição do meio e as condições operacionais de produção afetam a massa molar, viscosidade, a quantidade de substituinte acetila e piruvato, e além disso influencia na solubilidade da goma xantana produzida. Neste trabalho foram estudados o comportamento das propriedades hidrodinâmicas de 10 cepas de Xanthomonas arboricola pv pruni e uma cepa padrão comercial para comparação. Cada xantana foi produzida em 2 meio de produção diferentes, o meio de cultura MPI+II (meio A) composto por: sacarose; NH4H2PO4; K2HPO4; KH2PO4; (NH4)2SO4; MgSO4; C6H8O7; H3BO3; FeCl3; CaCl2.2H2O; ZnSO4, e o meio de cultura MPII (meio B) composto por: sacarose; NH4H2PO4; K2HPO4; KH2PO4; (NH4)2SO4; MgSO4. Na caracterização das gomas, utilizou-se o espalhamento de luz para determinar o raio hidrodinâmico, o índice de polidispersão, a distribuição do tamanho de partícula e a massa molar das xantanas sintetizadas. Um caracterizador de partículas em dispersões líquidas, Litesizer™ 500, foi utilizado para análises. As xantanas produzidas pelas 11 cepas apresentaram raio hidrodinâmico e massa molar diferentes entre elas e uma polidispersão aceitável indicando uma população homogênea. A distribuição de tamanho por intensidade das xantanas indicaram que as soluções de xantanas estão no regime diluído de concentração. O meio de produção teve influência nas propriedades hidrodinâmicas das xantanas estudadas. A caracterização hidrodinâmica por espalhamento de luz, foi essencial para conhecer o tamanho e a massa molar das xantanas sintetizadas e corroborando com novas pesquisas em diferentes áreas. Xanthan gum is a microbial biopolymer produced by bacteria of the genus Xanthomonas, widely used in the food, pharmaceutical and oil industry. The properties of gum are directly related to its chemical composition, molar mass and morphological structure. Commercial xanthan has a primary chemical structure composed of repeated pentasaccharide units, formed by two units of glucose, two units of mannose and one unit of glucuronic acid. In addition to the characteristic structure of xanthan, xanthan pruni has a rhamnose molecule. The choice of the Xanthomonas strain, the composition of the medium and the operational production conditions affect the molar mass, viscosity, the amount of acetyl and pyruvate , and furthermore influences the solubility of the produced xanthan gum. In this work, the behavior of the hydrodynamic properties of 10 strains of Xanthomonas arboricola pv pruni and a standard commercial strain for comparison were studied. Each xanthan was produced in 2 different production medium, the MPI + II culture medium (medium A) composed of: sucrose; NH4H2PO4; K2HPO4; KH2PO4; (NH4)2SO4; MgSO4; C6H8O7; H3BO3; FeCl3; CaCl2.2H2O; ZnSO4, and the MPII culture medium (medium B) composed of: sucrose; NH4H2PO4; K2HPO4; KH2PO4; (NH4)2SO4; MgSO4. In the characterization of the gums, light scattering was used to determine the hydrodynamic radius, the polydispersity index, the particle size distribution and the molar mass of the synthesized xanthans. A particle characterizer in liquid dispersions, Litesizer ™ 500, was used for analysis. The xanthans produced by the 11 strains showed different hydrodynamic radius and molar mass and an acceptable polydispersion indicating a homogeneous population. The size distribution by intensity of the xanthans indicated that the xanthan solutions are in the diluted concentration regime. The production medium had an influence on the hydrodynamic properties of the studied xanthans. Hydrodynamic characterization by light scattering was essential to know the size and molar mass of the synthesized xanthans and corroborating with new research in different areas.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2020-11-23T20:15:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Adriel_Munhoz.pdf: 1822768 bytes, checksum: cd1ec126f9beb185588aea60a1bac103 (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2020-11-26T13:51:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Adriel_Munhoz.pdf: 1822768 bytes, checksum: cd1ec126f9beb185588aea60a1bac103 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-26T13:51:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Adriel_Munhoz.pdf: 1822768 bytes, checksum: cd1ec126f9beb185588aea60a1bac103 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-07-18 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Os micro-organismos são capazes de sintetizar ampla diversidade de estruturas químicas, como a produção de biopolímeros hidrossolúveis com diferentes propriedades. A produção de biopolímeros bacterianos pode ser induzida pelo excesso de macronutrientes, juntamente com limitação de outros micronutrientes, além de fatores, como a espécie de micro-organismo, condições do cultivo microbiano e o solvente aplicado para precipitação da goma. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de xantana, conteúdo de acetil e piruvato e o perfil de viscosidade das gomas oriundas de bactérias isoladas da cidade de Pelotas-RS em dois meios de produção distintos, comparando com a bactéria Xanthomonas campestris NRRL B-1459, que é utilizada industrialmente para obtenção da goma. Foram utilizadas 10 isolados de bactérias Xanthomonas arboricola pv pruni e Xanthomonas campestris NRRL B-1459. Para a produção do biopolímero xantana foram utilizados os meios MPI+II (meio A) e o meio de produção MPII (meio B). Para as análises reológicas foram preparadas soluções a 1% (m/v) e conduzidas em reômetro Rheostress (HAAKE RS 150) variando-se a taxa de deformação entre 0,1 e 1000 s-1, por 300 s, a 25 ºC. As determinações dos ácidos acético e pirúvico foram realizadas através dos métodos do ácido hidroxâmico e do 2,4 dinitrofenilhidrazina, sendo que os valores de concentração de xantana e biomassa foram obtidos por análise gravimétrica. Todos os experimentos foram realizados em triplicata. Os valores médios e desvios-padrão foram submetidos à Análise de Variância e teste de Tukey. Todos isolados de Xanthomonas arborícola pv pruni provenientes dos pessegueiros da cidade de Pelotas-RS possuem um grande potencial de produção de xantana em comparação com Xanthomonas campestris NRRL B – 1459, que é utilizada industrialmente. Valores de concentração de goma xantana em meio A variaram de 4,54 ± 0,44 g L-1 a 17,68 ± 2,14 g L-1 e em meio B de 8,12 ± 1,17 g L-1 a 26,02 ± 0,18 g L-1. Já os valores de piruvato variaram de 0,33 ± 0,09% a 2,91 ± 0,49% em meio A e 0,37 ± 0,09% a 6,74 ± 0,63% em meio B, enquanto que os valores de acetil variaram de 0,30 ± 0,2% a 3,11 ± 0,10% em meio A, e em meio B de 0,33 ± 0,06% a 3,31 ± 0,05%. O perfil de viscosidade das xantanas em solução aquosa apresentou um comportamento de fluido não newtoniano, pseudoplástico, o que é característico para este tipo de goma. Microorganisms are capable of synthesizing a wide variety of chemical substances, such as the production of water-soluble biopolymers with different properties. The production of bacterial biopolymers can be induced by the excess of macronutrients, including limitation of other micronutrients, in addition to factors such as a species of microorganism, the conditions of the cultivation process and the use of prohibited substances for gum. In this context, the aim of the present work was to evaluate the production of xanthan, content of acetyl and pyruvate and the viscosity profile of gums from bacteria isolated in the city of Pelotas-RS in two different production methods, comparing with Xanthomonas campestris NRRL B-1459, which is industrially used to cause damage. Ten species of Xanthomonas arborícola pv pruni and Xanthomonas campestris NRRL B-1459 were used. For the production of xanthan biopolymers, MPI + II media (medium A) and MPII production medium (medium B) were used. For rheological analyses, 1% (w / v) solutions were prepared and a Rheostress rheometer (HAAKE RS 150) was used, varying the shear rate between 0.1 and 1000 s-1, for 300 s, at 25 ºC. The determination of acetic and pyruvic acid contents was performed using the hydroxamic acid and 2,4-dinitrophenylhydrazine methods, while the concentration values of xanthan and biomass were analyzed by gravimetric analysis. All experiments were carried out in triplicate. Mean values and standard deviations were submitted to analysis of variance and Tukey test. All Xanthomonas arborícola pv pruni strains isolated from peach trees from the city of Pelotas-RS have a great potential for xanthan production compared to the Xanthomonas campestris NRRL B - 1459 which is used industrially. Xanthan gum concentration in medium A ranged from 4.54 ± 0.44 g L-1 to 17.68 ± 2.14 g L-1, and in medium B from 8.12 ± 1.17 g L-1 to 26, 02 ± 0.18 g L-1. The values of piruvate contente varied from 0.33 ± 0.09% to 2.91 ± 0.49% in medium A and 0.37 ± 0.09% to 6.74 ± 0.63% in medium B, while the values of acetyl ranged from 0.30 ± 0.2% to 3.11 ± 0.10% in medium A, and in medium B from 0.33 ± 0.06% to 3.31 ± 0.05%. The viscosity profile of the xanthans in the aqueous solution showed a non-Newtonian, pseudoplastic behavior, typical for this type of gum.