The isolation of pentose-assimilating yeasts and their xylose fermentation potential

ABSTRACT For the implementation of cellulosic ethanol technology, the maximum use of lignocellulosic materials is important to increase efficiency and to reduce costs. In this context, appropriate use of the pentose released by hemicellulose hydrolysis could improve de economic viability of this process. Since the Saccharomyces cerevisiae is unable to ferment the pentose, the search for pentose-fermenting microorganisms could be an alternative. In this work, the isolation of yeast strains from decaying vegetal materials, flowers, fruits and insects and their application for assimilation and alcoholic fermentation of xylose were carried out. From a total of 30 isolated strains, 12 were able to assimilate 30 g L-1 of xylose in 120 h. The strain Candida tropicalis S4 produced 6 g L-1 of ethanol from 56 g L-1 of xylose, while the strain C. tropicalis E2 produced 22 g L-1 of xylitol. The strains Candida oleophila G10.1 and Metschnikowia koreensis G18 consumed significant amount of xylose in aerobic cultivation releasing non-identified metabolites. The different materials in environment were source for pentose-assimilating yeast with variable metabolic profile.

Estudo da atividade antibacteriana do picolinato de sacarose em Escherichia coli / Study of antimicrobial activity of sucrose picolinate against Escherichia coli

Os sucroésteres são empregados como surfactantes, tensoativos, substitutos de gordura e antibióticos. Este trabalho tem como objetivo sintetizar um novo sucroéster derivado do ácido picolínico (ácido 2-piridinocarboxílico), o picolinato de sacarose, e estudar sua atividade antibacteriana in vitro sobre a bactéria Gram-negativa patogênica Escherichia coli. A síntese do picolinato de sacarose foi processada a partir da transesterificação da sacarose com picolinato de metila em condição anidra à 80º C, utilizando dimetil sulfóxido (DMSO) como solvente e K2 CO3 como catalisador. A separação dos isômeros formados foi realizada por HPLC no modo semipreparativo e cinco frações cromatográficas foram coletadas e aplicadas em testes de atividade antibacteriana, por disco-difusão em meio sólido, nas concentrações de 150; 300; 450; 600; 750 e 900 μg/mL. As frações 2, 4 e 6 foram ativas contra E.coli. e a fração 4 (900 μg/mL) foi a mais eficiente, sendo selecionada para testes em sinergia com EDTA nas concentrações de 250, 500 e 750 μg/mL, com melhor resultado quando empregado EDTA em 750 μg/mL. Neste caso, os discos apresentaram halos de inibição de crescimento igual ao da Tetraciclina (30 μg/mL) e superior aos produzidos pelos discos com Gentamicina (10 μg/mL). A fração 4 foi caracterizada por FTIR e espectrometria de massas (ESI-MS) e os resultados indicam que se trata sucroéster monossubstituído.

Sucrose esters are generally used as surfactants, fat substitutes and antibiotics. The aim of the present study was to synthesize new sucrose esters derived from picolinic acid (2-pyridine carboxylic acid) and study in vitro antimicrobial activity on the Gram-negative pathogenic bacterium Escherichia coli. The synthesis of sucrose picolinate was performed through the transesterification of sucrose with methyl picolinate under anhydrous conditions at 80 o C using dimethyl sulfoxide (DMSO) as the solvent and K2 CO 3 as the catalyst. The separation of the formed isomers was performed by HPLC in a semi-preparative chromatograph system. Five fractions were collected and applied to a disc-diffusion antibiogram in solid-medium tests at concentrations of 150, 300, 450, 600, 750 and 900 μg/mL. Fractions 2, 4 and 6 were active against E. coli. Fraction 4 (900 μg/mL) was the most efficient and was selected for the determination of antimicrobial activity in synergistic tests with EDTA at concentrations of 250, 500 and 750 μg/mL. The best result was obtained with 750 μg/mL of EDTA. Fraction 4 was characterized as a monosubstituted sucrose ester by FTIR and mass spectrometry (ESI-MS).

Ligninases production by Basidiomycetes strains on lignocellulosic agricultural residues and their application in the decolorization of synthetic dyes / Produção de ligninases por linhagens de fungos Basidiomicetos usando resíduos agrícolas lignocelulósicos e aplicação das enzimas na descoloração de corantes sintéticos

Wood rotting Basidiomycetes collected in the ôEstação Ecológica do Noroeste Paulistaõ, São José do Rio Preto, São Paulo State, Brazil, concerning Aphyllophorales order and identified as Coriolopsis byrsina SXS16, Lentinus strigellus SXS355, Lentinus sp SXS48, Picnoporus sanguineus SXS 43 and Phellinus rimosus SXS47 were tested for ligninases production by solid state fermentation (SSF) using wheat branor rice straw as culture media. C. byrsina produced the highest laccase (200 U mL-1) and Lentinus sp produced the highest activities of manganese peroxidase (MnP) and lignin peroxidase (LiP) (7 and 8 U mL-1, respectively), when cultivated on wheat bran. The effect of N addition on enzyme production was studied in medium containing rice straw and the data showed an increase of 3 up to 4-fold in the laccase production compared to that obtained in SSF on wheat bran. The laccases presented optimum pH at 3.0-3.5 and were stable at neutral pH values. Optimum pH for MnP and LiP activities was at 3.5 and between 4.5 and 6.0, respectively. All the strains produced laccase with optimum activities between 55-60ºC while the peroxidases presented maximum activity at temperatures of 30 to 55ºC. The crude enzymes promoted decolorization of chemically different dyes with around 70% of decolorization of RBBR and cybacron blue 3GA in 6h oftreatment. The data indicated that enzymes from these basidiomycetes strains are able to decolorize synthetic dyes.

Fungos decompositores de madeira, do grupo Basidiomicetes, coletados na ôEstação Ecológica do NoroestePaulistaõ, São José do Rio Preto, São Paulo, Brasil, pertencentes a ordem Aphyllophorales e identificados como Coriolopsis byrsina SXS16, Lentinus strigellus SXS355, Lentinus sp. SXS48,Picnoporus sanguineus SXS 43 e Phellinus rimosus SXS47 foram estudados para a produção de ligninases por FES (fermentação em estado sólido) usando farelo de trigo ou palha de arroz como meio de cultura. A espécie C. byrsina produziu a maior quantidade de lacase (200 U mL-1) enquanto que Lentinus sp. foi o melhor produtor de manganês peroxidase (MnP) e lignina peroxidase (LiP) (7 e 8 U mL-1, respectivamente), quando cultivados em meio composto por farelo de trigo. A avaliação do efeito da suplementação de nitrogênio do substrato sólido lignocelulósico (palha de arroz) indicou um aumento de 3 a 4 vezes na produção de lacase. A caracterização das enzimasmostrou que as lacases apresentaram atividade ótima em pH 3,0-3,5 e foram estáveis em pH de neutro a alcalino. O pH ótimo para atividade de MnP e LiP foi de 3,5 e entre 4,5 e 6,0, respectivamente. Todas as linhagens produziram lacase com atividade ótima a 55-60ºC, enquanto as peroxidases apresentaram atividades máximas entre temperaturas de 30 e 55ºC. A aplicaçãodas soluções enzimáticas brutas, obtidas pelo cultivo das linhagens em meio de farelo de trigo, em testes de descoloração de corantes sintéticos de diferentes grupos químicos levou amais 70% de perda de cor dos corantes RBBR e de cybacron blue 3GA, em 6h de tratamento. Os dados obtidos indicaramque as soluções enzimáticas contendo ligninases produzidas pelas linhagens de basidiomicetos estudadas promoveram adescoloração de corantes sintéticos.

Mortality of Bemisia tabaci biotype B (sternorrhyncha: aleyrodidae) adults by aliphatic and aromatic synthetic sucrose esters

The B-strain of Bemisia tabaci Gennadius is a key pest of several crops and chemical control is the main control method used by growers, although reduction in efficacy due to insecticide resistance has already been reported. The aim of this work was to investigate the insecticidal effect of an array of synthetic sucrose esters with the aliphatic and aromatic groups on whitefly adults. Sucrose butyrate, caprate, octanoate, palmitate, oleate, octaacetate, phthalate, benzoate, and sucrose diacetate hexaisobutyrate were tested. The solutions were prepared and applied on the adults caught on yellow sticky traps using the Potter spray tower. Long-chains sucrose aliphatic esters were more effective against the silverleaf whiteflies and the highest mortality was obtained with sucrose oleate and sucrose octanoate. Since these compounds were tensoactive, sodium dodecylsulphate was also tested for the comparison but no effect was observed. Sucrose butyrate and other aliphatic and aromatic sucrose polyesters showed negligible effect on the silverleaf whiteflies.

O biótipo B de B. tabaci Gennadius tem se destacado como uma praga-chave de diversas culturas. O controle químico tem sido a principal tática de controle utilizada, embora já se tenha observado redução na eficiência dos produtos devido ao desenvolvimento de resistência. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diversos ésteres de sacarose com grupos alifáticos ou aromáticos sobre adultos de mosca-branca. Butirato de sacarose, caprato, octanoato, palmitato, oleato, actaacetato, ftlato, benzoato e diacetato hexaisobutirato de sacarose foram testados. Soluções de éster de sacarose foram preparadas e aplicadas sobre adultos capturados em armadilhas adesivas utilizando Torre de Potter. Ésteres alifáticos de sacarose com longas cadeias foram mais efetivos contra mosca-branca e as maiores taxas de mortalidade foram obtidas com oleato e octanoato de sacarose. Uma vez que estes compostos são caracterizados como tensoativos, dodecilsulfato de sódio foi testado para comparação e não se observou qualquer efeito. Butirato de sacarose e outros poliésteres de sacarose alifáticos ou aromáticos foram praticamente inócuos para mosca-branca.