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Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2019-11-26T18:06:00Z No. of bitstreams: 1 Luiz carlos Basso.pdf: 10489889 bytes, checksum: bd4efea5c4e505d7765360de8285e4e1 (MD5) Made available in DSpace on 2019-11-26T18:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz carlos Basso.pdf: 10489889 bytes, checksum: bd4efea5c4e505d7765360de8285e4e1 (MD5) Previous issue date: 2019-09-25 Irati, no Paraná, localiza-se no Sudeste do Estado e está instalada integralmente sobre o contexto da Bacia Sedimentar do Paraná. O município apresenta uma geodiversidade peculiar e um patrimônio geológico importante, mas esse conteúdo ainda é pouco conhecido na comunidade e mesmo entre estudantes e professores do Ensino Fundamental local. O fio condutor desta tese é a possibilidade de maior inserção deste conteúdo na comunidade como estratégia para provocar a valorização patrimonial e a geoconservação, principalmente por meio da educação formal. Para isso foram considerados, a partir do levantamento geológico de Irati, os conteúdos geomorfológico, paleontológico, pedológico e hidrológico para a definição de um Patrimônio Geológico, definido por dezoito pontos selecionados, os geossítios. Este conjunto de informações permitiu a criação de materiais paradidáticos – mapa geodidático, quebra-cabeças, réplicas de fósseis e vídeo-documentário – que contribuíram efetivamente na mediação didática em escolas e apresentações à comunidade, além de servirem como suporte para professores locais na adoção do conteúdo em suas aulas. Os materiais e o conteúdo foram, então, apresentados em todas as escolas de Ensino Fundamental com sextos anos (total de vinte, incluindo públicas e particulares) do município por meio de palestras ou colóquios que envolveram professores e estudantes. Um questionário foi aplicado entre os professores para uma avaliação do conhecimento prévio sobre geodiversidade e, outro, sobre a assimilação de conceitos e conteúdo geral, algumas semanas após a apresentação dos materiais para uma análise qualitativa. Os resultados indicaram que a estratégia foi bem-sucedida e o patrimônio geológico de Irati se mostrou um tema importante para o conhecimento da comunidade. Conceitos como geodiversidade, geopatrimônio e geoconservação, principalmente em escala local, foram efetivamente introduzidos no ensino fundamental de Irati e também apresentaram desdobramentos na educação não formal, especialmente com o interesse para o turismo e uso da internet na difusão do vídeo. A apropriação deste conteúdo pela comunidade de Irati deve conduzir ao fortalecimento da identidade cultural, principalmente em suas relações com o território e o meio ambiente. Irati, Paraná, is located in the Southeast of the State and is fully located in the Paraná Sedimentary Basin’s context. The city has a peculiar geodiversity and an important geological heritage, but these contents are still little known to the community and even among students and teachers of local elementary and middle school. The guiding thread of this thesis is the possibility of a greater insertion of this content in the community as a strategy to provoke heritage appreciation and geoconservation, especially through formal education. For this, from Irati’s geological data collection were considered the geomorphological, paleontological, pedological and hydrological contents for the definition of a Geological Heritage, defined by eighteen selected points, the geosites. This set of information allowed the creation of paradidmatic materials - geodidactic map, puzzles, fossil replicas and video documentaries - that effectively contributed to didactic mediation in schools and community presentations, as well as supporting local teachers in adopting the program content in your classes. The materials and content were presented in every sixth-grade elementary schools (total of twenty, including public and private) in the city, through lectures or colloquia, involving teachers and students. A survey was applied among teachers for an assessment of prior knowledge about geodiversity and another one about the assimilation of concepts and general content a few weeks after the presentation of materials for a qualitative analysis. The results indicated that the strategy was successful and Irati's Geological Heritage proved to be an important theme for community knowledge. Concepts such as geodiversity, geopatrimony and geoconservation, mainly on a local scale, were effectively introduced in Irati’s elementary and middle schools and also had effect in non-formal education, especially with the interest in tourism and the internet use for the video broadcasting. The appropriation of this content by Irati’s community should lead to the strengthening of cultural identity, especially in its relations with the territory and the environment.

Nitrogen supplementation may contribute to higher tolerance of S. cerevisiae strains to the different deleterious conditions, such as those that are faced in the Brazilian ethanol production. The present study evaluated the influence of amino acid supplementation under the growth and cell viability of CAT-1 industrial strain under conditions of ethanolic and osmotic stress (YNB medium with 10 and 12% v/v ethanol and molasses must with 15, 20, 25 and 30% ART). Amino acid supplementation was also evaluated in fermentations of sugarcane molasses and syrup, using cell recycle. The results revealed that amino acid supplementation caused distinct effects on the physiological behavior of the yeast according to the medium/musts provided. Histidine supplementation favored the CAT-1 for higher growth and cell viability in molasses and syrup musts. The results showed that the supplementation of 200 mg.L-1 of amino acid can favor or degrade the growth and viability of the CAT-1 in fermentations simulating Brazilian industrial conditions. Supplementation with histidine proved to be the most promising for increasing the tolerance of the industrial strain., La suplementación con nitrógeno puede contribuir a una mayor tolerancia de las cepas de S. cerevisiae frente a varias condiciones perjudiciales, como las que se encuentran en el proceso de producción de etanol brasileño. El presente estudio evaluó la influencia de la suplementación de aminoácidos en el crecimiento y la viabilidad celular de la cepa industrial CAT-1 en condiciones de estrés etanólico y osmótico (medio YNB con 10 y 12% v / v de etanol y mosto de melaza con 15, 20, 25 y 30% de ART). La suplementación con aminoácidos también se evaluó en melaza de caña de azúcar y fermentaciones de jarabe, empleando reciclaje celular. Los resultados revelaron que la suplementación con aminoácidos tenía efectos distintos sobre el comportamiento fisiológico de la levadura de acuerdo con el medio / mosto suministrado. La suplementación con histidina favoreció la cepa CAT-1 para un mayor crecimiento y viabilidad en los mostos de melaza y jarabe. Los resultados revelaron que la suplementación de 200 mg.L-1 de aminoácidos a partir de aminoácidos, agregados a los diferentes mostos, puede favorecer o depreciar el crecimiento y la viabilidad de la cepa CAT-1 en fermentaciones que simulan condiciones industriales brasileñas. La suplementación con histidina demostró ser la más prometedora para aumentar la tolerancia de la cepa industrial., A suplementação de fontes nitrogenadas pode contribuir para maior tolerância de linhagens de S. cerevisiae frente às diversas condições deletérias, como as que são enfrentadas no processo brasileiro de produção de etanol. O presente estudo avaliou a influência da suplementação de aminoácidos sob o crescimento e a viabilidade celular da linhagem industrial CAT-1 em condições de estresse etanólico e osmótico (meio YNB com 10 e 12% v/v de etanol e mosto de melaço com 15, 20, 25 e 30% de ART). A suplementação de aminoácidos também foi avaliada em fermentações de melaço e xarope de cana-de-açúcar, empregando reciclo (reaproveitamento) de células. Os resultados revelaram que a suplementação com aminoácidos ocasionou efeitos distintos no comportamento fisiológico da levedura de acordo com o meio/mosto fornecido. A suplementação com histidina favoreceu a linhagem CAT-1 para maior crescimento e viabilidade em mostos provenientes tanto de melaço quanto de xarope. Os resultados revelaram que a suplementação de 200 mg.L-1 de nitrogênio amínico proveniente de aminoácidos, adicionada aos diferentes mostos, pode favorecer ou depreciar o crescimento e viabilidade da linhagem CAT-1 em fermentações simulando as condições industriais brasileiras. A suplementação com histidina se mostrou a mais promissora para o aumento da tolerância da linhagem industrial CAT-1. &nbsp

Ethanol Production in Brazil: The Industrial Process and Its Impact on Yeast Fermentation

Avaliaram-se no presente trabalho, as produções de etanol e dos ácidos acético e lático, bem como das proporções dos isômeros óticos D(-) e L(+) desse último, por 17 linhagens de Lactobacillus isoladas de fermentações industriais de produção de etanol. As linhagens foram crescidas a 32ºC por 24 horas, em meio contendo 1% de glucose, 1% de frutose, 1% de extrato de levedura, sais nutrientes (K, Mg e Mn) e tampão fosfato. Foram estimados os teores de ácido lático, ácido acético e etanol mediante cromatografia líquida de alta eficiência, assim como dos isômeros óticos D(-) e L(+) do ácido lático mediante espectrofotometria ao ultra-violeta, empregando desidrogenases láticas estereoespecíficas. O crescimento bacteriano foi inferido pela absorvância a 600 nm. Os resultados obtidos mostraram, pelos perfis de excreção dos metabólitos, a presença de 8 linhagens homofermentativas obrigatórias (produzindo unicamente ácido lático), 8 linhagens heterofermentativas obrigatórias (com produções de ácidos lático, acético e etanol) e 1 linhagem supostamente heterofermentativa facultativa. Observou-se também, em relação à formação dos estereoisômeros, que 12 linhagens foram incluídas no grupo DL, 4 no grupo L e 1 no grupo D. Os resultados permitem concluir que os Lactobacillus que contaminam processos fermentativos industriais de produção de etanol, podem se apresentar nos 3 biotipos fermentativos e produzindo as mais variadas proporções dos dois estereoisômeros do ácido lático, com relevantes implicações biotecnológicas. Este é o primeiro relato sobre as produções dos isômeros óticos do ácido lático por bactérias do gênero Lactobacillus isoladas de fermentações industriais baseadas na cana-de-açúcar. The aim of the present work was to evaluate the metabolism type of 17 Lactobacillus strains isolated from industrial ethanol fermentation plants. The strains were grown at 32°C for 24 hours on a mixture of equal amounts of glucose and fructose as the carbon source, and supplemented with yeast extract, mineral nutrients and buffer. Bacterial growth was estimated by absorbance at 600nm and the main end products of bacterial metabolism (lactate, acetate and ethanol) were measured by high performance liquid chromatography, while the stereoisomers, D(-)- and L(+)-lactate, were assayed by an enzymatic methodology using stereospecific lactate-dehydrogenases. According to the results, all the three types of metabolism were found among the bacteria investigated: obligately homofermentative (8 strains), facultative heterofermentative (1 strain) and obligately heterofermentative (8 strains). The results have showed a predominance of DL strains regarding the stereoisomers production, but it was also found strains producing a single type of the isomeric form. These findings suggest the possibility to explore the lactobacilli biodiversity in fuel ethanol fermentation plants for lactate production of chemically pure optical isomers. This is the first report on lactic acid isomers formation by Lactobacillus strains isolated from sugar cane based-industrial fermentations.

Imperial Users only

Acetic acid is a commodity chemical with the global demand of approximately 15 million tons per year with several applications in the chemical and food industry. The production of acetic acid can be widely categorized into chemical and fermentative routes, with the chemical route being the predominant one in the current industrial practice. In this chapter, we have reviewed the most recent developments in acetic acid production and applications over past two decades, including process intensification and catalysis by keeping the main emphasis on process sustainability. Acetic acid is used in several industrial sectors such as chemical, pharmaceutical, textile, polymer and paints, food and beverages. Furthermore, acetic acid has several applications in food industry and is traditionally known as vinegar. In addition, it is an acidulant, which is used to give a characteristic flavor profile to food. It can be used for microbial decontamination of meat and as a mild descaling agent in the food industry. More recently, acetic acid is reported to be used as an antimicrobial edible food coating agent. The diversified food culture has a significant demand in the development of such kind of innovation and acetic acid can be an efficient solution.

Orientadores : Fumio Yokoya, Luiz Carlos Basso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O resumo podera ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The abstract is available with the full electronic digital document Doutorado Doutor em Ciência de Alimentos

Orientadores: Gil Eduardo Serra, Silvio Roberto Andrietta Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Cinco safras de três unidades industriais de fermentação alcoólica foram monitoradas quanto à dinâmica populacional de cepas de levedura. Preliminarmente, foram isoladas 122 leveduras em meio diferencial (WLN). Essas leveduras foram avaliadas e classificadas segundo a performance fermentativa. Desse total, 73 isolados apresentaram participação populacional superior a 10% e foram submetidos à identificação taxonômica e avaliação do perfil de assimilação de fontes de carbono. Eles também foram caracterizados segundo o perfil cromossômico por eletroforese de campo pulsado. As 73 leveduras selecionadas puderam ser identificadas como Saccharomyces cerevisae, de acordo com os sistemas aceitos atualmente. Contudo, todos os isolados dominantes da destilaria Clealco e grande parte daqueles da destilaria Unialco não assimilaram maltose, e três isolados da destilaria Diana (safra 95/96) assimilaram melibiose. Todas as repetições de colônias de mesma morfologia em WLN obtiveram desempenho fermentativo e perfil cromossômico iguais. Isto indica que a utilização de um meio diferencial eficiente para o isolamento de leveduras reflete a distribuição das cepas nas amostras. O sistema CHEF de cariotipagem mostrou o desaparecimento das leveduras de panificação e a substituição de diferentes cepas na dominância do processo, nas safras que utilizaram fermento de panificação como inóculo. Nas safras em que o inóculo foi uma levedura nativa, observou-se a manutenção dessa cepa por toda a safra. A avaliação da performance fermentativa mostrou-se necessária para a qualificação industrial das cepas e para diferenciação final entre cepas de mesmo cariótipo. A variedade de cariótipos observada sugeriu a ocorrência de cepas de levedura nativas específicas para cada unidade industrial. Essas cepas representam uma reserva de leveduras melhor adaptadas para utilização como inóculo com maiores garantias de estabilidade microbiológica para os processos de fermentação alcoólica. Abstract: Five seasons of three alcoholic fermentation plants had been monitored in order to verify the yeast strain population dynamics. At first, 122 yeasts had been isolated using a differential media (WLN). These yeasts were evaluated and classified according to their fermentative performance. Seventy-three isolates showed proportion higher than 10% in the population and were subjected to taxonomic identification and evaluation of the profile of carbon sources assimilation. They were also characterized according to the chromosomal profile by pulsed-field electrophoresis. The selected 73 yeasts were identified as Saccharomyces cerevisae, according to the currently taxonomic systems. However, ali the dominant isolates from the Clealco distillery and large part of those from the Unialco distillery didn't assimilate maltose and three isolates from Diana distillery assimilated melibiose. All the same morphology colonies repetition in WLN showed the same fermentative performance and chromosomal profile. This denotes that the utilization of an efficient differential media for yeast isolation reflects the strain distribution in the samples. The karyotyping CHEF system showed the bakers' yeasts used at the plant start disappear and that different strains were substituted in the process dominance. In the seasons when the inoculum was indigenous yeast, the maintenance of this strain had been noticed during all the season. The fermentative performance evaluation showed to be necessary for the strains industrial qualification and for the final discrimination between the same karyotype strains. The noticed karyotype diversity suggests the specific indigenous yeast strains occurrence for each plant. These strains represent a better-adapted yeasts stock for inocula utilization with better microbiological stability guaranties for alcoholic fermentation process. Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Sindelia Freitas Azzoni, Thiago Olitta Basso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A produção de produtos de segunda geração (2G) inclui o butanol, que é uma molécula com um grande espectro de aplicações industriais, incluindo o uso como biocombustível. O butanol tem sido tradicionalmente produzido por rota química ou através de fermentação anaeróbica utilizando bactérias solventogênicas do gênero Clostridium spp. Estas bactérias são capazes de metabolizar grande variedade de fontes de carbono, incluindo a xilose o principal açúcar presente no hidrolisado hemicelulósico (HH). Entretanto a fermentação deste hidrolisado é severamente impactada pela presença de compostos inibitórios que afetam o crescimento dos microrganismos e a síntese de produtos de interesse. Assim, o objetivo deste trabalho foi gerar linhagens mutantes de Clostridium spp capazes de tolerar os principais inibidores presentes no hidrolisado hemicelulósico através de estratégias de evolução adaptativa (ALE). Os resultados obtidos mostraram que entre as linhagens estudadas inicialmente (C. acetobutylicum, C. beijerinkii, C. saccharobutylicum and C. saccharoperbutylacetonicum), o C. saccharoperbutylacetonicum apresentou o melhor desempenho fermentativo nas concentrações estudadas de açúcar inicial (10 g/L até 60 g/L), de modo que 50 g/L foi a condição que permitiu a máxima concentração de butanol (14.5 g/L) e rendimento de butanol (0.29 g/g). Além disso, a avaliação de quatorze inibidores no crescimento do C. saccharoperbutylacetonicum confirmou que o ácido acético (AA) e o 5-hydroxymethylfurfural (HMF) foram os principais inibidores que impactaram negativamente o crescimento, sendo o AA o principal inibidor a ser monitorado. A evolução adaptativa em laboratório (ALE) foi conduzida em concentrações crescentes de hidrolisado hemicelulósico e resultou em uma população evoluída (EP-40) após aproximadamente 130 gerações, na qual quatro linhagens (RAC-2, RAC-8, RAC-21 a RAC-25) foram isoladas. Estas linhagens evoluídas foram capazes de crescer na presença de ácido acético (5 g/L) e HMF (0.4 g/L), condição esta que inibiu completamente o crescimento da linhagem parental. Comparando as quatro linhagens evoluídas obtidas, a RAC-25 apresentou o melhor desempenho fermentativo, alcançando 16.7 g/L e 0.32 g/g de concentração de butanol e rendimento, respectivamente. A análise do genoma das linhagens evoluídas mostrou que somente a RAC-25 apresentou uma mutação deletéria no gene repressor transcricional da arabinose (araR), que pode estar diretamente relacionado a melhora na eficiência do consumo de açúcar (xilose) observado nos experimentos de crescimento em meio contendo acido acético e HMF. Ademais, a mutação no anti-sigma fator I promoveu uma baixa expressão do sigI similar aos resultados obtidos com os outros mutantes. Os mutantes RAC-2, RAC-8 e RAC-21 não foram capazes de consumir eficientemente os açúcares presente nos meios (com e sem inibidores) devido á mutação no sistema PTS como uma possível estratégia para melhorar o consumo de acetato. A análise da expressão gênica indicou a expressão de genes relacionados à bomba de prótons, biossíntese de prolina e chaperoninas, sugerindo um mecanismo integrado provavelmente coordenado pela repressão do sigI para tolerância aos inibidores. Em resumo, nós descobrimos um grupo de adaptações genéticas nos microrganismos para permitir o crescimento em meios contendo altas concentrações de AA e HMF. Estes resultados são importantes, pois trazem informações relevantes sobre genes relacionados a mecanismos de tolerância em bactérias do gênero Clostridium spp. Abstract: Production of second-generation (2G) products includes butanol, which is a molecule with a broad range of applications, including use as a biofuel. Butanol has traditionally been produced by chemical synthesis or anaerobic fermentation using solventogenic Clostridium spp. These solventogenic bacteria are able to metabolize a wide range of carbon sources, including xylose; the main sugar in the hemicellulosic hydrolysate (HH). However, the fermentation of HH is severely limited due to the presence of inhibitory compounds that affect microbial growth and product synthesis. Therefore, the aim of this work is to generate mutant strains of Clostridium spp., able to tolerate the main inhibitors present in hemicellulosic hydrolysate, via adaptive laboratory evolution (ALE). The results obtained indicated that among the strains studied (C. acetobutylicum, C. beijerinkii, C. saccharobutylicum and C. saccharoperbutylacetonicum), C. saccharoperbutylacetonicum showed the best fermentative performance in a range of initial concentrations of 10 g/L to 60 g/L; with 50 g/L being the condition with the highest butanol titer (14.5 g/L) and yield (0.29 g/g). The adaptive laboratory evolution was performed in increasing concentrations of HH and resulted in an evolved population after around 130 generations; from which four strains (RAC-2, RAC-8, RAC-21 and RAC-25) were isolated. These evolved strains were able to grow in the presence of acetic acid (5 g/L) and HMF (0.04 g/L), a condition that completely abolished the growth of the wild type strain. In previous studies, we evaluated the effect of fourteen inhibitor compounds on C. saccharoperbutylacetonicum (parental strain) growth and confirmed that acetic acid (AA) and HMF negatively impacted growth; with AA being the most relevant inhibitor to be monitored. Comparing the four evolved strains, RAC-25 presented the best fermentative performance achieving 16.7 g/L and 0.32 g/g of butanol titer and butanol yield, respectively. Genome analysis of the evolved strains revealed that only the RAC-25 strain presented a deleterious mutation in the arabinose transcriptional repressor gene (araR); which could be related to the increased sugar consumption efficiency observed in the growth experiments. Moreover, the mutation in anti-sigma factor I promoted a down regulation of sigI, similar to other evolved mutants. The mutants RAC-2, RAC-8 and RAC-21 were not able to efficiently consume sugars present in the media (both with and without inhibitors) due to a mutation in the PTS system, as a possible strategy to improve acetate consumption. The gene expression analysis indicated high expression of genes related to H+ proton pumps (ATP synthases), proline biosynthesis (gamma phosphate reductase) and chaperonins (Grol); suggesting an integrated mechanism probably coordinated by the repression of sigI in order to tolerate the inhibitors. We have discovered a set of genetic adaptations in bacteria to be able to grow on a culture medium containing a high concentration of AA and HMF. Our results are important in advancing information about possible genes related to tolerance mechanisms. We conclude that sigI and araR genes may be interesting targets to obtain robust strains with high tolerance to inhibitors presented in lignocellulosic hydrolysates. Doutorado Bioenergia Doutor em Ciências CAPES 88881.135385/2016-01

Yeasts not belonging to species of the Saccharomyces genus, called nonconventional yeasts, have gained prominence recently in the biotechnological scenario. For many years, they have been generally characterized as undesirable contaminants in fermentative processes. However, several studies pointed them as useful for many biotechnological applications. This chapter will cover some of these applications, highlighting the most widely employed nonconventional yeasts. The use of non-Saccharomyces strains in (I) xylose fermentation for the production of ethanol and xylitol, (II) brewing industry, (III) improvement of coffee and cocoa fermentation, and (IV) plant growth promotion will be presented.

Orientadores: Gláucia Maria Pastore, Luiz Carlos Basso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Os frutooligossacarídeos (FOS) são ingredientes de grande importância na indústria de alimentos e têm despertado muita atenção nos últimos anos por possuírem aplicações variadas e apresentarem propriedades prebióticas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção biotecnologica de FOS a partir de micro-organismos osmofílicos em um proceso de biotransformação utilizando células íntegras microbianas. As linhagens de Bacillus sp. e Aureobasidium sp, previamente isoladas de favo-de-mel e identificadas, foram primeiramente avaliadas quantos aos principais parâmetros de produção utilizando a metodologia de Superfície de Resposta, precisamente pelo Placket-Burman (PB), nos quais foram analisados 12 parâmetros para cada um dos microrganismos, dentre eles, a concentração da sacarose, inóculo, extrato de levedura, K2HPO4, (NH4)2SO4, MgSO4.7H2O, ZnSO4, MnSO4.7H2O, pH, temperatura e agitação. O Bacillus sp. apresentou 5 fatores significativos, sendo o pH, temperatura e agitação com efeitos negativos e o extrato de levedura e sulfato de amônia com efeitos positivos. Já o Aureobasidium sp. apresentou efeito positivo apenas para os parâmetros concentração de sacarose e sulfato de magnésio, sugerindo que o melaço de cana-de-açúcar, o qual era utilizado apenas para este microrganismo na etapa de cultivo do inóculo, poderia estar carreando nutrientes essenciais ao processo. A partir desta etapa, o trabalho teve continuidade apenas com a linhagem Aureobasidium sp. utilizando planejamentos experimentais sequenciais, a fim de se obter a faixa ótima de produção de FOS totais para esse processo. O estudo realizado para avaliar o efeito do melaço como meio de cultivo para o crescimento e obtenção do inóculo microbiano para o processo, demonstrou que a suplementação com nutrientes, avaliados na etapa do PB, era desnecessária, e o meio para síntese de FOS foi definido em apenas sacarose sem suplementação de nutrientes, com o inóculo na forma de suspensão celular cultivado previamente em meio a base de melaço. A produção neste momento atingia valores de 287,6 e 251,5 g/L de FOS totais e rendimentos de 72% e 63% em 24 e 48 horas respectivamente, com uma produtividade de 12 g/L.h às 24 horas de incubação. Em seguida foi realizado o planejamento fatorial fracionado para 4 variáveis definidas em tempo de cultivo e concentração do melaço, na etapa do cultivo do inóculo, e concentração de sacarose e de inóculo para a síntese de FOS, cujos apresentaram-se positivos com exceção ao tempo de cultivo que não demonstrou efeito nas condições avaliadas. Os valores de produção atingidos na etapa do fatorial foram de 333 g/L e 354 g/L de FOS totais e rendimentos de 60,5% e 64% em 24 e 48 horas respectivamente, e produtividade de 13,8 g/L.h às 24 horas de incubação. Após esses resultados, fixou-se a concentração do melaço em 10% de açúcares redutores totais, permanecendo apenas a concentração de sacarose e inóculo como variáveis para prosseguir o planejamento. A otimização desses dois fatores por Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), possibilitou definir 4 modelos significativos ao processo, atingindo faixas ótimas de produção para cada FOS como o GF2, GF3 e GF4, e revelou a condição ótima para o processo em 600 a 650 g/L de sacarose e de 20 a 23% de inóculo, resultando em uma produção de 351 e 374 g/L de FOS e rendimentos de 53,5% e 57% em 24 e 48 horas respectivamente, atingindo uma produtividade de 14,7 g/L.h às 24 horas de incubação. Após definida a condição ótima do processo, o xarope de cana-de-açúcar, que é o caldo concentrado, foi utilizado como substrato alternativo à substituição da sacarose pura na produção de FOS. Os valores de rendimentos obtidos foram de 54%, entretanto as concentração de FOS totais foram de 110 g/L uma vez que a concentração inicial de sacarose no xarope era de apenas 203 g/L. A maioria dos experimentos revelou que o micro-organismo manteve-se viável e em crescimento durante o período de incubação, de acordo com os valores de biomassa e atividade enzimática avaliados nos experimentos. Sendo assim, foi proposto avaliar o processo em um biorreator de bancada de 7L, cujo foi conduzido inicialmente em sistema de batelada e após as 48 horas o processo passou a ser contínuo com taxa de diluição de 0,04.h-1 por mais 72 horas, totalizando 120 horas de cultivo. A concentração média de FOS totais produzidos foi de 228 g/L e uma produtividade média foi de 9 g/L.h Abstract: Fructooligosaccharides (FOS) are considered food ingredients with very significance for food industry that has receiving attention in the last few years, because of their functional properties for the health as prebiotics and industrial application. The objective of the present work was evaluate the biotechnological production of FOS by osmophilics microorganisms in a biotransformation process using free whole cells. Firstly the effects of production parameters using Bacillus sp. and Auerobasidium sp. strains. was employed by the Response Surface Methodology (RSM) exactly Plackett-Burman Design with 12 variables: concentration of sucrose, inoculum, yeast extract, K2HPO4, (NH4)2SO4, MgSO4.7H2O, ZnSO4, MnSO4.7H2O, pH, temperature and agitation. The Bacillus sp. showed 5 significant parameters, as pH, temperature and agitation with negative effect and yeast extract and ammonium sulfate with positive effect. The Aureobasidium sp. presents positive effect only for sucrose and magnesium sulfate concentration, which suggested the inoculum culture was caring nutrients from sugar cane molasses, that was the base of the inoculum cultivation for Aureobasidium sp. The work has continued only with Aureobasidum sp. applying sequential planning experiments to optimize the process. The experiment for evaluate the molasses effect as inoculum cultivation medium on process showed that nutrients supplementation, used in the PB design, wasn¿t necessary, consequently, the FOS synthesis medium was defined as sucrose, without nutrients supplements and the inoculum as cellular suspension previously cultivated in molasses medium. Total FOS data, at this point, reached 287.6 and 251.5 g/L with 72% and 63% of yield data at 24 and 48 hours respectively, with 12 g/L.h of productivity at 24 hours. Subsequently, the factorial planning was realized with 4 parameters as cultivation time and molasses concentration, in the inoculum cultivation step, and sucrose and inoculum concentration for the FOS synthesis. Almost all these factors showed positive effect, exception of inoculum cultivation time. The total FOS data, at this point, was 333 and 354 g/L with 60.5% and 64% of yield data at 24 and 48 hours respectively, with 13.8 g/L.h of productivity at 24 hours. Regarding these data, the molasses concentration was fixed at 10% of total reduce sugars, remaining only sucrose and inoculum concentration as variables to continue the planning. The two factors optimization was proceed by Central Composite Rotational Design (CCRD) that allowed defined 4 significant process model, aimed optimum production scales for which one FOS, as GF2, GF3 and GF4, that reveals the optimum process condition in 600 to 650 g/L of sucrose and 20 to 23% of inoculum, resulting in 351 and 354 g/L of total FOS data and 53.5% e 57% of yield data at 24 and 48 hours respectively, with 14.7 g/L.h of productivity at 24 hours. After defined the optimum process condition, the sugar cane syrup was evaluated as alternative substrate to pure sucrose for FOS production. The yield data reached was 54%, however the total FOS concentration was 110 g/L due to the small initial sucrose concentration on syrup that was 203 g/L. All the experiments showed significant microorganism growth and increase enzyme activity during the process. For this reason, the process was conducted in a 7L bioreactor, using initially batch system and after 48 hours the system was changed to continuous process with 0.04. h-1 for more 72 hours, with 120 total hours process. Data values showed the 9 g/L.h of productivity and 228 g/L of total FOS concentration Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos