Estudo das etapas de pré-tratamento e hidrólise enzimática de palha de cana-de-açúcar visando a produção de etanol de segunda geração.

Environmental concerns have encouraged the search for greenhouse gas reduction and interest in the development of biofuels that can replace fossil fuels. As a result, ethanol production from renewable biomass such as sugarcane straw has become a potential raw material because it is abundant, available and its use does not compromise food security. The present work had as objective the study of the pretreatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane straw in order the production of second generation ethanol. In the first stage of the work, the sugarcane straw was pretreated with dilute sulfuric acid, carried out according to factorial design, in which the following variables were analyzed: H2SO4 concentration (0.1 M, 0.2 M and 0.3 M), temperature (60, 80 and 100 ° C) and time (20, 40 and 60 minutes). In the second stage, enzymatic hydrolysis was performed using the commercial enzyme Cellulase Blend (SAE 0020) from Sigma- Aldrich® under the following conditions: 50 °C, with 150 rpm in a rotatory shaker, pH 4.8 in sodium citrate buffer. In the study of enzymatic hydrolysis were evaluated the influences of substrate (pretreated straw) and enzyme concentrations. The hydrolysis was performed according a factorial design 22, with three central points, totaling 7 experiments. In the hydrolysis study, the solid fraction obtained from the pretreatment in the condition of 0.3 M H2SO4, 60 minutes and 100 ºC was used as substrate (condition that released the highest concentration of reducing sugar and presented greater modifications when analyzed by the FTIR method). In relation to the pretreatment, it was observed that the concentration reducing sugar (RA) ranged from 2.90 to 15.90 g/L. Statistical analysis of the results using the Statistica software (Statsoft 7.0) showed that the coded model representing RA release was statistically significant at 95 % confidence. Solubilization of the straw components increased with the process severity, that is, with the highest acid concentration and higher temperature and time. In the case of enzymatic hydrolysis, it was observed that the concentrations of released reducing sugars were practically constant between 48 and 72 hours, so it was decided to evaluate their efficiency as a function of released reducing sugars in 48 hours. The results showed that the highest concentrations of reducing sugars were 12.84 and 15.51 g/L, corresponding to the conditions in which a higher solid fraction load (substrate) was used, being 10 % (w/v). Statistical analysis showed that substrate concentration and interaction between substrate concentration and enzyme concentration were the statistically significant factors at 95% confidence. The first-order model represents the RA concentration, was predictive and significant.As preocupações ambientais têm estimulado a busca pela redução de gases de efeito estufa e o interesse pelo desenvolvimento de biocombustíveis que possam substituir os combustíveis fósseis. Com isso, a produção do etanol derivado de biomassas renováveis, como a palha de cana-de-açúcar, tem se tornando uma matéria-prima potencial por ser abundante, disponível e sua utilização não compromete a segurança alimentar. Neste trabalho, o objetivo foi realizar um estudo de pré-tratamento e de hidrólise enzimática da palha de cana-de-açúcar visando a produção de etanol de segunda geração. Em uma primeira etapa do trabalho foi realizada o prétratamento da palha de cana-de-açúcar com ácido sulfúrico diluído, utilizando um planejamento fatorial, no qual foram analisados os fatores: concentração de H2SO4 (0,1 M, 0,2 M e 0,3 M), temperatura (60, 80 e 100 °C) e tempo (20, 40 e 60 min). Na segunda etapa realizou-se a hidrólise enzimática, empregando a enzima comercial Cellulase Blend (SAE 0020) da Sigma- Aldrich®, nas seguintes condições: 50 ºC, agitação constante de 150 rpm em shaker agitador, pH 4,8 em tampão citrato de sódio. Na hidrólise enzimática avaliou-se a influência das concentrações de substrato (palha pré-tratada) e de enzima, seguindo um planejamento fatorial 22, com três pontos centrais, totalizando 7 experimentos. Para o estudo da hidrólise, utilizou-se como substrato a fração sólida obtida na condição de pré-tratamento com H2SO4 0,3 M; 60 min e 100 ºC (condição que liberou a maior concentração de açúcar redutor e apresentou maiores modificações, quando analisada pelo método FTIR). Quanto ao estudo de pré-tratamento, observou-se que a concentração de açúcar redutor (AR) variou de 2,90 a 15,90 g/L. A análise estatística dos resultados através do software Statistica (Statsoft 7.0) mostrou que o modelo codificado que representa a liberação de AR foi estatisticamente significativo a 95% de confiança. A solubilização dos componentes da palha aumentou à medida que se elevou a severidade do processo, ou seja, com a maior concentração de ácido e maiores temperatura e tempo. No caso da hidrólise enzimática, observou-se que as concentrações de açúcares redutores liberados foram praticamente constantes entre 48 e 72 horas, assim, decidiu-se avaliar a sua eficiência em função de açúcares redutores liberados, no tempo de 48 horas. Os resultados obtidos mostraram que as maiores concentrações de açúcares redutores foram de 12,84 e 15,51 g/L, que corresponde às condições nas quais se utilizou maior carga de fração sólida (substrato), sendo de 10% (m/v). Através da análise estatística verificou-se que a concentração de substrato e a interação entre a concentração de substrato e concentração de enzima foram os fatores estatisticamente significativos a 95% de confiança, sendo o modelo de primeira ordem que representa a concentração de AR, preditivo e significativo

Pullulan hydrogels as drug release platforms in biomedicine

It is increasingly urgent to develop new therapeutic systems to combat the spreading and evolution of various pathologies globally. Nonspecific therapies and/or insufficient medication biodistribution might hinder the patient's recovery. In this sense, a targeted and controlled delivery of various biomolecules allows overcoming the limitations of conventional delivery systems, taking the user one step closer to the successful treatment of a disease. Hydrogels have been highlighted for their drug delivery abilities, particularly for their tunable properties, like hydration capacity, biodegradability, release kinetics, etc., that can be adjusted to the desired needs. Additionally, they can be produced from either natural and/or synthetic polymers, with natural-origin sources providing exceptional features like biodegradation and acceptable integration in biological systems. One of those polymers is pullulan, a biodegradable, biocompatible and hemocompatible material, with multiple uses in biomedicine. Investigations into pullulan-based hydrogels have progressively increased over the last few decades. This review addresses the uses of pullulan in biomedical engineering, emphasizing its exceptional properties for drug delivery and its processing into hydrogel systems, either in its original or derivative forms.Authors acknowledge the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT), FEDER funds by means of Portugal 2020 Competitive Factors Operational Program (POCI) and the Portuguese Government (OE) for funding the project PEPTEX with reference PTDC/CTM-TEX/28074/2017 (POCI-01-0145-FEDER-028074) and 2C2T Strategic project UIDP/00264/2020. M.O.T. and H.P.F. also acknowledge FCT for funding PhD scholarship with reference 2021.06906.BD and auxiliary researcher contract via 2021.02720. CEEIND, respectively

Estimativas do teor de umidade empregando o método GPR: uma avaliação comparativa em experimentos de laboratório e campo

Este trabalho faz uma análise das estimativas de teores de umidade obtidas com o método Ground Penetrating Radar (GPR) comparativamente às determinadas com os métodos Time Domain Reflectometry (TDR) e gravimétrico. Os dados foram obtidos em dois experimentos diferentes: um experimento controlado em laboratório buscando reproduzir um meio homogêneo onde foram obtidas as medidas de umidade com GPR (antenas de 1 GHz) e TDR, e outro experimento de campo onde foram obtidos dados com GPR (antenas de 200 MHz) e de amostras de solos do local. Para a obtenção das estimativas a partir do método GPR foram analisados os eventos relativos à onda de transmissão direta entre as antenas, onda refratada criticamente e onda refletida em interfaces com diferentes propriedades elétricas.O GPR mostrou-se sensível às variações de umidades presentes nos dois experimentos e apresentou boa correlação com os dados obtidos com TDR (REQM de0,007 m³m-3) e das amostras (REQM de 0,039 m³m-3).This paper makes an analysis of the quantitative correspondence between the GPR-TDR and GPR-gravimetric measurements of moisture content.The data were obtained from laboratory and field experiments. In the laboratory test, the vadose zone was simulated by injecting and draining water in a sand tank. The experiment was conducted with 1 GHz antennas. The in situ test was carried out on unsaturated residual soils, in an area susceptible to landslide, with 200 MHz antennas. To measure soil water content with GPR, we used the velocity of ground wave, refracted and reflected waves. The GPR response was sensitive to changes in subsurface moisture in both experiments and showed good correspondence with TDR (RMS error of 0.007 m³m-3) and gravimetric (RMS error of 0.039 m³m-3) measurements.FAPESPUSP - IAGUSP - E

Avaliação do potencial desenvolvimento de Helicoverpa armigera (Hübner, 1808) (Lepidoptera: Noctuidae) em cultivo de soja na região de Barretos - norte do estado de São Paulo.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial desenvolvimento de estágios de Helicoverpa armigera, considerando suas diferentes necessidades térmicas, as características de cultivo de soja e as condições climáticas predominantes no município de Guaíra, localizado na região administrativa de Barretos ao norte do estado de São Paulo. A região norte do estado está exposta à potencial dispersão de H. armigera proveniente de infestações já relatadas em Goiás e tem importância significativa no setor agropecuário paulista. O município foi escolhido por ser o maior produtor estadual de soja e pela sua proximidade aos outros municípios com cultivos hospedeiros preferenciais da praga, tanto na região de Barretos como de Olímpia. Foram considerados dados climáticos locais do período de 2000 a 2012 e as exigências térmicas de diferentes fases de desenvolvimento do inseto. O plantio da soja foi considerado em outubro com o ciclo da planta de 125 dias. O tempo de desenvolvimento dos diferentes estágios do inseto foi determinado para cada geração durante a estação de cultivo e após a colheita. Registrou-se favorabilidade à ocorrência de três gerações completas da praga até o encerramento da colheita (início de fevereiro), com pupas de 4ª geração em desenvolvimento. Acompanhou-se o desenvolvimento de cinco gerações do inseto após o encerramento da colheita por serem passíveis de ocorrência, caso mantidas as plantas de soja tiguera ou guaxa, que favorecem a manutenção do inseto no campo e sua posterior migração para cultivos de soja tardios e de milho safrinha. Não foram identificadas condições de temperaturas favoráveis à ocorrência de diapausa facultativa do inseto, nas condições climáticas médias locais dos últimos 12 anos. Abstract: The objective of present work was to evaluate the potential immature developmental phases of Helicoverpa armigera, considering its different thermal necessities, the soybean crop, and the main abiotic factors of Guaíra municipality, São Paulo State ? Brazil. Guaíra belongs to Barretos management region, located on the north of São Paulo State, which is exposed to potential dispersion of H. armigera from Goiás State, where the pest has already been identified. Guaíra was pointed out for being the greatest producer of soybean and being surrounded by other municipalities where significant areas of insect preferential crop hosts are planted; not only on the same region but also in Franca management region. Abiotic local data from the year 2000 to 2012, as well as thermical necessities for the insect developmental phases were considered. October was considered as the month to plant the soybean, and the plant cycle was considered as 125 days. The development time of its different stages were determined for each generation during the plant cycle and after the harvest. Favorable conditions were registered for the occurrence of three complete generations until the harvest ended (beginning of February), when the 4th generation of pupae would develop. Five generations of the insect were followed after the harvest ended, due to the favorability for adult- insect migration in colonizing the latest soybean culture and second harvest corn if crop residues (also known as ?tigueras? or ?guaxas?) were retained. The temperature enabling the occurrence of diapause was not identified when considering the local average temperature based on the twelve previous years.bitstream/item/120685/1/2014BP01.pd

Avaliações preliminares da dinâmica populacional do percevejo bronzeado em Eucalyptus camaldulensis em condições de criação laboratorial: estudo por simulação numérica.

Resumo: A importância mundial ao segmento florestal foi reforçada em 2011 pela Organização das Nações Unidas ao elegê-lo como Ano Internacional das Florestas. O Brasil registrou nos últimos dez anos significativo aumento na área de florestas plantadas, sendo 95% de eucalipto e pinus no ano de 2009. Nesse ano, os estados de Minas Gerais, São Paulo, Bahia, Mato Grosso do Sul e Rio Grande do Sul responderam por pouco mais de 78% da área plantada de eucalipto. Todavia, esse potencial produtivo vem sendo afetado por novas pragas exóticas. O percevejo bronzeado Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae), de origem australiana e no país desde 2008, vem exigindo pesquisas sobre seu comportamento em ambiente brasileiro para fundamentar propostas de controle. O biocontrole por Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae), parasitóide exótico de ovos do percevejo, apresenta-se como opção. Porém, sua criação massal demanda a prévia identificação de períodos de maior quantidade de ovo-hospedeiro, consideradas alternativas de criação inicial da praga nas gaiolas com eucaliptos, para a posterior introdução de parasitóides adultos. A simulação numérica possibilita organizar sistemicamente o conhecimento existente e analisar cenários alternativos. Este trabalho avaliou por simulação a dinâmica populacional de T. peregrinus em Eucalyptus camaldulensis em condição controlada, visando identificar quantidades de adultos da praga para a formação da gaiola e o posterior período de maior disponibilidade de ovos-hospedeiro. O resultado indica que a gaiola com 36 machos e 36 fêmeas pode fornecer a maior quantidade de ovos-hospedeiro disponíveis a partir do 25º dia após a formação da gaiola com a praga. Abstract: The worldwide importance of forest sector was reinforced by United Nation Organization at 2011, which was elected as the Forest International Year. Brazil also registered significant increase on the planted forest area along the last ten years, where 95% of it was registered for eucalyptus and pinus in 2009. Considering this year, the states of Minas Gerais, São Paulo, Bahia, Mato Grosso do Sul and Rio Grande do Sul were responsible for more than 78% of the eucalyptus planted area. Despite of that, this productive potential has been affected by exotic plagues arrivals. The bronze bug Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae), an Australian insect found in Brazil since 2008, has demanded researches in order to describe its behavior in Brazilian environment to well subside control proposes. The bio-control by Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae), an egg-parasitoid of bronze bug, has been presented as option. Thereby, its massive creation demands the previous identification of periods where the highest egg-host quantities could be available, taking into account different alternatives for plague initial creation inside the cages containing eucalyptus, to further parasitoid adults introduction. Numerical simulation makes available the systemic organization of available knowledge, as well as, the evaluation of different scenarios. The present work used simulation to evaluate the population dynamic of T. peregrines on E. camaldulensis at controlled conditions, in order to identify the plague-adults quantities on the cage which provide a further period with the most egg-host availability. The result indicates that the cage with 36 males and 36 females can provide more host-eggs found after the 25th day after the beginning of plague creation on the cage

DIETA DE Auchenipterus nuchalis E Hemiodus unimaculatus NO RESERVATÓRIO DA HIDRELÉTRICA CURUÁ-UNA, SANTARÉM-PA

The present study evaluated the diet of two most abundant fish species of the reservoir Curuá-Una hydroelectric power plant, Auchenipterus nuchalis e Hemiodus unimaculatus, over a hydrological cycle. The specimens were collected at five points upstream and five downstream from the reservoir dam, in April (rainy season) and November (dry season) in 2017. Diet analysis was carried out by combining the methods of frequency of occurrence and the relative volume in the calculation of the Food Importance Index of ingested items. H. unimaculatus was considered herbivorous/detritivorous and its diet did not vary according to time or space, while A. nuchalis was considered in this study as carnivorous, and its diet showed spatial variation characterizing as zooplanktivorous upstream of the reservoir dam and insectivorous downstream.Keywords: trophic ecology; fish; amazon; trophic category.O presente estudo avaliou a dieta de duas espécies de peixes mais abundante no reservatório da usina hidrelétrica de Curuá-Una, Auchenipterus nuchalis e Hemiodus unimaculatus, ao longo de um ciclo hidrológico. Os exemplares foram coletados em cinco pontos a montante e cinco a jusante da barragem do reservatório, no mês de abril (período chuvoso) e de novembro (período de estiagem) do ano de 2017. A análise da dieta foi realizada através da combinação dos métodos da frequência de ocorrência e do volume relativo no cálculo do Índice de Importância Alimentar dos itens ingeridos. A espécie H. unimaculatus foi considerada como herbívora/detritívora e sua dieta não apresentou variações em função do tempo ou espaço, enquanto a espécie A. nuchalis foi considerada neste estudo como carnívora, e sua dieta apresentou variação espacial caracterizando como zooplanctívora a montante da barragem e, insetívora à jusante.Palavras-chave: ecologia trófica, peixe, Amazônia, categoria trófica