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The aim of this work was to characterize fishing in the municipality of Itaqui, Rio Grande do Sul, and fish handling and marketing. Data were collected, from September 2013 to January 2014, by participatory observation, interviewing fishermen who work in continental extractive fishing; a questionnaire was applied. Subsequently, the information was quantitatively assessed. A socioeconomic profile of fishermen, with the following characteristics, was drawn: over 60.0% of them were male, unmarried and with incomplete elementary school. They were classified as artisanal fishermen, with a mean of 23.5 years of experience in the activity and a family average monthly income of a minimum wage. About 20 tons of fish (monthly) were captured, predominantly using gill nets, along the Uruguay River in the city. In addition, Itaqui fishermen sell gutted, whole and frozen fish and 24.5% of them conserve captured fish under inadequate conditions of temperature. Therefore, it is necessary to develop policies to invest in modern methods of capture, processing and marketing of fish, ensuring food security to consumers. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a atividade pesqueira do município de Itaqui, Rio Grande do Sul, bem como as condições de manipulação e comercialização do pescado. Os dados foram coletados de setembro de 2013 a janeiro de 2014, por meio de observação participativa através de entrevistas aos pescadores que atuam na pesca extrativa continental do município, efetuadas com aplicação de um questionário. Posteriormente, as informações foram avaliadas quantitativamente. A partir deste estudo, conseguiu-se traçar o perfil socioeconômico dos pescadores, com as seguintes características: acima de 60,0% dos pescadores eram do sexo masculino, solteiros e com ensino fundamental incompleto. Estes foram classificados como pescadores artesanais, com média de 23,5 anos de experiência na atividade e renda familiar média mensal de um salário mínimo. Ao longo do Rio Uruguai no município, são capturadas aproximadamente 20 toneladas de peixes (mensalmente), cujo modo de captura predominantemente é a rede de malha. Além disso, os pescadores de Itaqui comercializam o pescado eviscerado, inteiro e congelado e 24,5% conservam o pescado capturado em condições inadequadas de temperatura. Em função disso, faz-se necessário o desenvolvimento de políticas para investimentos em métodos modernos de captura, beneficiamento e comercialização de pescado, garantindo maior segurança alimentar ao consumidor.

Regular research conducted has associated the consumption of fresh fruits to beneficial effects on health, but microbiological quality must be ensured. The objective of this study was to verify the effect of ozone as a sanitizing agent and evaluate the impact of treatment on the content of phenolic compounds, antioxidant activity, color and microbiological quality of blackberry (Rubus spp. L.) Tupy cultivar. The total coliforms and at 45ºC, Salmonella, yeasts and molds, content of total phenolic compounds, antioxidant activity, color and pH of the samples were evaluated. The values obtained for total phenols, antioxidant activity and color test were not significantly different (p>0.05) between the control treatment, and those where the ozone was applied for 30s and for 3 min. However, sanitization with a solution of sodium hypochlorite caused a significant reduction (p#0.05) for the hue angle in relation to the in natura sample (control). It was concluded that the treatment in which ozone was used as a sanitizer for 3 min, was the most effective in reducing the microbial load of yeasts and molds, followed by the treatment with sodium hypochlorite solution and ozone for 30 s.

Dissertação(mestrado)- Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. As atuais políticas ambientais buscam redução no consumo energético e no despejo de resíduos ao meio ambiente, através do desenvolvimento de alternativas ligadas a fontes renováveis. O aproveitamento de resíduos agroindustriais como a palha e a casca de arroz para geração de energia, apresentam elevado potencial, visto que são constituídos principalmente de carboidratos polimerizados, os quais podem ser utilizados como matéria-prima para a produção de bioetanol, já que na forma macromolecular não são assimiláveis nos processos fermentativos. O presente trabalho teve como objetivo estudar a produção de bioetanol utilizando palha e casca de arroz através de hidrólise ácida e enzimática seguida de fermentação. Na sacarificação ácida das matérias-primas foram avaliados o efeito da temperatura de reação (72 a 128ºC) e concentração de substrato (0,2 a 5,8%, p/v) na conversão de açúcares indiretamente para diretamente fermentescíveis utilizando como agente catalisador H2SO4 (72%, p/p), empregando um planejamento composto central ortogonal, sendo os maiores valores de açúcares redutores (AR) registrados no primeiro minuto de reação. Quando houve aumento da temperatura, verificou-se um efeito significativo (p=0,05) e negativo sobre a concentração de AR, tanto para a palha como para a casca de arroz. O máximo rendimento em AR (55,12%) foi obtido através da sacarificação da palha de arroz na concentração 3% (p/v) a 72°C. Na hidrólise enzimática estudou-se o efeito da temperatura, concentração de enzima e substrato na conversão de açúcares, após pré-tratamento para deslignificação da palha e casca de arroz. Os hidrolisados foram obtidos utilizando as enzimas comerciais celulase NS 50013 e -glucosidase NS 50010 (10:1), com agitação 150 min-1, pH 4,8 durante 48 h. Através da análise estatística observou-se que a concentração de enzima foi a variável que apresentou maior influência na formação de AR para ambas as matérias-primas. A máxima sacarificação alcançada foi através da hidrólise enzimática (79,90% de AR) da palha de arroz após 48 h de reação a 41,6°C. A fermentação do hidrolisado enzimático contendo 130 g/L de açúcares foi realizada em condições anaeróbias produzindo 23,3 g/L de etanol correspondendo a 0,41 g/g de conversão. Estes resultados indicam a potencialidade da palha de arroz para a utilização em processos biotecnológicos como para produção de bioetanol. Current environmental politics look for energy consumption reduction and residues discard in environment, through development of renewable alternatives sources. The use of agroindustrial wastes as hulls and straw rice for energy generation show high potential because they are constituted mainly of polymerized carbohydrates, which can be used as raw material for the bioethanol production, since previously hydrolysates, because in the macromolecular form aren’t assimilable in fermentation processes. The present work had as objective to study the ethanol production from hulls and straw rice through acid and enzymatic hydrolysis followed by fermentation. In the acid saccharification of the raw materials were evaluated the effect of reaction temperature (72 and 128ºC) and substrate concentration (0.2 to 5.8%, w/v) on conversion of sugars indirectly for directly fermentable with catalytic agent H2SO4 (72%, w/w) using central composite rotatable design and the largest AR values recorded in the first minute reaction. When the temperature increased, a significant (p=0.05) and negative effect was verified on AR concentration, so much hulls as straw rice. The maximum AR (55.12%) was obtained from the saccharification straw rice on the concentration 3% (w/v) at 72°C. In the enzymatic saccharification was studied the effect of temperature, enzyme concentration and substrate concentration on conversion sugars, after pretreatment for delignification of hulls and straw rice. The hydrolysates were obtained using commercial enzymes Cellulase NS 50013 and b-glucosidase NS 50010 (10:1), with stirring 150 min-1, pH 4.8 for 48 h. Through the statistical analysis was observed that enzyme concentration was the variable that showed larger influence in the AR production in both raw materials. The maximum saccharification achieved was by straw rice through enzymatic hydrolysis (79.90% AR) of straw rice after 48 h reaction at 41.6°C. The fermentation of enzymatic hydrolysates containing 130 g/L sugars was accomplished in anaerobic conditions producing 23.3 ethanol g/L corresponding conversion of 0.41 g/g. These results indicate the potentiality of straw rice for use in processes biotechnological as bioethanol production.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Commercial scale microalgae cultivation systems are carried out outdoors, so it is extremely necessary to highlight the role of the local climate in the performance of microalgae biotechnological processes. Thus, the identification of locations with suitable climates for the large-scale implementation of microalgae-based processes has become a hot spot, as it is associated with the development of process techniques and economic issues. In this sense, the objective of the present work was to simulate the effect of geographic position and local climate on the performance of photobioreactors in the subtropical climate zone (25 to 35° N and S) and in the mid-latitude zone (35 to 55 °N and S) of the world. The study focused on simulation climatic elements (day length, solar irradiance and temperature) and seasons of 11 climate types distributed in 15 geographic locations. Subsequently, the behavior of Scenedesmus obliquus CPCC05 on the production of biomass, lipids and fatty acids was evaluated. The results showed that the subtropical zone presented the best cultivation conditions, where the hot desert climate (BWh) presented the best conditions, in terms of biomass and lipid production, in an annual scenario. The highest average annual biomass yields (0.210 g-1 d-1) and annual averages of lipids (0.037 g L-1 d-1) were recorded in the municipality of Hermosillo-MÉX. In this way, productivity keeps growing throughout the year and so they can be harvested simultaneously, without the need for an inter-harvest period. Therefore, considering that only highly productive cultivation facilities are potentially viable, it is essential to design specific sites for the implementation of microalgae-based processing facilities. Os sistemas de cultivo de microalgas em escala comercial são realizados ao ar livre, por isso é extremamente necessário destacar o papel do clima local no desempenho dos processos biotecnológicos das microalgas. Assim, a identificação de locais com climas adequados para a implantação em larga escala de processos baseados em microalgas tornou-se um ponto quente, pois está associada ao desenvolvimento de técnicas de processo e questões econômicas. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho foi simular o efeito da posição geográfica e do clima local sobre o desempenho de fotobiorreatores na zona de clima subtropical (25 a 35° N e S) e na zona de latitude média (35 a 55° N e S) do mundo. O estudo se concentrou-se na simulação de elementos climáticos (duração do dia, irradiância solar e temperatura) e estações do ano de 11 tipos de clima distribuídos em 15 localizações geográficas. Posteriormente, foi avaliado o comportamento de Scenedesmus obliquus CPCC05 sobre a produção de biomassa, lipídios e ácidos graxos. Os resultados mostraram que a zona subtropical apresentou as melhores condições de cultivo, onde o clima desértico quente (BWh) apresentou as melhores condições, em termos de biomassa e produção de lipídios, em um panorama anual. Os maiores rendimentos médios anuais de biomassa (0,210 g-1 d -1) e médias anuais de lipídios (0,037 g L-1 d-1) foram registrados no município de Hermosillo-MEX. Dessa forma, é possível obter alta produtividade de biomassa e de lipídios ao longo de todo ano e pode ser realizada a colheita simultaneamente, sem a necessidade de um período de entressafra. Considerando que apenas instalações de cultivo altamente produtivas são potencialmente viáveis, os dados obtidos são de extrema relevância para a projeção de instalações de processamento à base de microalgas em locais específicos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Microalgal biomass has compounds of commercial importance, lipids, proteins, carbohydrates, pigments and toxins are the most researched and applied. However, synthesis intermediates can also be studied to help understand the metabolic pathways performed by these microorganisms. The objective of this work was to evaluate microalgal metabolites and to characterize biomass obtained from cultivations with different external conditions. Analyzes were carried out with integrated sample preparation methods, and for pigments, specifically, a new extraction method was developed. Except for pigments that are thermally unstable and determined by spectrophotometry or liquid chromatography (LC), gas chromatography (GC) presents itself as a suitable analytical tool for characterizing metabolites. This technique has the advantage of separating and detecting gases, volatile organic compounds, polar (organic acids, amino acids, sugars and sugar alcohols) and non-polar (fatty acids and sterols) metabolites, in addition to high resolution and selectivity. GC was used in the study of the Scenedesmus obliquus metabolomics, allowing the identification and quantification of organic acids, free amino acids and fatty acids. In addition to the precursors, proteins, lipids and total chlorophylls were determined. The synthesis of precursor metabolites was affected by the external cultivation conditions, different photoperiods, 24:0 and 12:12 (hour:hour; light:dark), and also by the phases of cell growth, exponential, stationary and declining. At the end of the cultivations, the highest concentrations of biomass (4020 mg L-1) and protein (47.30%) were obtained in the cultivation with constant lighting. In the 12:12 photoperiod (light:dark) culture, S. obliquus triggered a higher production of lipids (23.00%) and chlorophylls (26.40 mg g-1). The major pigments present in microalgae are chlorophylls and carotenoids, and there are still limitations in the extraction methods applied in these biomasses, such as high solvent consumption and time. For the method development of simultaneous extraction of chlorophylls and carotenoids from the microalgae Spirulina sp. and S. obliquus, different mechanical homogenization times and extracting solvents were evaluated. Satisfactory recovery values, from 101.11-124.18% for most pigments, in relation to the maceration method (MM) used as a reference, were obtained with 30 min of homogenization and extraction with chloroform followed by ethanol (PM30E). In general, the PM30E pigment profiles showed fewer isomers and possible degradation compounds, in addition to a reduction of about five times in the volume of organic solvents and is four times faster than MM. Subsequently, the characterization of S. obliquus biomasses cultivated with 3, 5, 10, 15, 20 and 25% of CO2 was carried out. Cultures with 3, 5, and 10% CO2 showed greater synthesis of amino acids and proteins (greater than 60% of dry biomass). The highest concentrations of chlorophylls were found in cultures with 15, 20 and 25% CO2, 24.23, 23.06 and 30.79 mg g-1. The total carotenoids were three times bigger cultures with 3, 5 and 10% of CO2 and all-trans-β-carotene was the main compound. The synthesis of lipids was intensified with the increase of CO2 percentages, as well as the accumulation of polyunsaturated fatty acids. A biomassa microalgal apresenta compostos de importância comercial, lipídios, proteínas, carboidratos, pigmentos e toxinas são os mais pesquisados e aplicados. Entretanto, intermediários da síntese também podem ser estudados, para auxiliar no entendimento das vias metabólicas desempenhadas por esses microrganismos. O objetivo desse trabalho foi avaliar metabólitos microalgais e caracterizar biomassas obtidas a partir de cultivos com diferentes condições externas. As análises foram realizadas com métodos integrados de preparo de amostra e para pigmentos, especificamente, foi desenvolvido um novo método de extração. Com exceção dos pigmentos que são termo instáveis e determinados por espectrofotometria ou cromatografia líquida (LC), a cromatografia em fase gasosa (GC) se apresenta como uma ferramenta analítica adequada para caracterização de metabólitos. Essa técnica tem como vantagens separação e detecção de gases, compostos orgânicos voláteis, metabólitos polares (ácidos orgânicos, aminoácidos, açúcares e açúcares álcoois) e não polares (ácidos graxos e esteróis), além de elevada resolução e seletividade. A GC foi emprega no estudo da metabolômica de Scenedesmus obliquus, permitindo a identificação e quantificação de ácidos orgânicos, aminoácidos livres e ácidos graxos. Além dos precursores, foram determinados proteínas, lipídios e clorofilas totais. A síntese dos metabólitos precursores foi afetada pelas condições externas dos cultivos, diferentes fotoperíodos, 24:0 e 12:12 (hora:hora; claro:escuro), e também pelas fases do crescimento celular, exponencial, estacionária e de declínio. Ao final dos cultivos as maiores concentrações de biomassa (4020 mg L-1) e proteína (47,30%) foram obtidas no cultivo com iluminação constante. Já no cultivo com fotoperíodo 12:12 (claro:escuro) a S. obliquus desencadeou maior produção de lipídios (23,00%) e clorofilas (26,4 mg g-1). Os pigmentos majoritários presentes em microalgas são as clorofilas e os carotenoides e ainda existem limitações nos métodos de extração aplicados nessas biomassas, como elevado consumo de solventes e tempo. Para o desenvolvimento do método de extração simultânea de clorofilas e carotenoides das microalgas Spirulina sp. e S. obliquus, foram avaliados diferentes tempos de homogeneização mecânica e solventes extratores. Valores de recuperação satisfatórios, de 101,11-124,18% para maioria dos pigmentos, em relação método de maceração (MM) utilizado como referência, foram obtidos com 30 min de homogeneização e extração com clorofórmio seguida por etanol (PM30E). Em geral, os perfis dos pigmentos do PM30E apresentaram menos isômeros e possíveis compostos de degradação, além da redução de cerca de cinco vezes no volume de solventes orgânicos e ser quatro vezes mais rápido que o MM. Posteriormente, foi realizada a caracterização de biomassas de S. obliquus cultivadas com 3, 5, 10, 15, 20 e 25% de CO2. Cultivos com 3, 5 e 10% de CO2 apresentaram maior síntese de aminoácidos e proteínas (superior a 60% da biomassa seca). As maiores concentrações de clorofilas foram encontradas nos cultivos com 15, 20 e 25% CO2, 24,23, 23,06 e 30,79 mg g-1. Os carotenoides totais foram três vezes maiores cultivos com 3, 5 e 10% de CO2 e all-trans-β-caroteno foi o composto principal. A síntese de lipídeos foi intensificada com o aumento das porcentagens de CO2, assim como o acúmulo de ácidos graxos poli-insaturados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The development of alternative technologies aimed at mitigating carbon dioxide has been the target of several scientific pieces of research, highlighting the sustainability and economy of industrial production processes. Carbon capture through oxy-combustion is considered a potential approach to meet these requirements; however, it has some limitations due to the demand for oxygen and energy, which can be overcome with the microalgal photobioreactors integration. The process integration proposes to improve the thermal efficiency of combustion systems, reducing costs and harmful emissions, through the technique of biological carbon capture and utilization. In this sense, the objective of the present work was to develop an oxy-combustion system through mass and energy integration. First, the study focused on building a laboratory-scale furnace, evaluating the thermal performance parameters, as well as evaluating the kinetic parameters, the photosynthetic quotient, and the photobioreactor exhaust gases. Subsequently, the life cycle assessment and the bioeconomy of the integrated process was carried out and, in the end, a study on the technological prospecting of patents. The results obtained showed that through the enrichment of the photobioreactor exhaust gases, a gain in the system's thermal efficiency was obtained. Simultaneously, potential improvements in environmental performance were evidenced concerning sustainability metrics and reduction in utility costs, including fuel and oxidizer consumption. The process also met the requirements for innovation and inventiveness, demonstrating the potential for technology transfer to the industrial sector. O desenvolvimento de tecnologias alternativas orientadas para mitigação de dióxido de carbono têm sido o alvo de diversas pesquisas científicas, destacando a sustentabilidade e economia dos processos industriais de produção. A captura de carbono através da oxicombustão é considerada como uma abordagem potencial para cumprir com esses requisitos, entretanto, apresenta algumas limitações, em função da demanda de oxigênio e energia, às quais podem ser contornadas com a integração de fotobiorreatores microalgais. A integração de processos propõe melhorar a eficiência térmica de sistemas de combustão, reduzindo os custos e emissões nocivas, por meio da técnica de captura de carbono e utilização biológica. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um sistema de oxicombustão através da integração mássica e energética. Primeiramente, o estudo se concentrou em construir um forno em escala laboratorial, avaliar os parâmetros de desempenho térmico, bem como avaliar os parâmetros cinéticos, o quociente fotossintético e os gases de exaustão do fotobiorreator. Posteriormente, a análise do ciclo de vida e da bioeconomia do processo integrado foi realizada e, ao final, um estudo sobre a prospecção tecnológica de patentes. Os resultados obtidos evidenciaram que através do enriquecimento dos gases de exaustão do fotobiorreator, obteve-se um ganho na eficiência térmica do sistema. Paralelamente, foi evidenciado potenciais melhorias no desempenho ambiental em relação as métricas de sustentabilidade e redução nos custos dos utilitários, incluindo o consumo de combustível e comburente. Ainda, o processo cumpriu com os requisitos de inovação e atividade inventiva, demonstrando potencial para a transferência da tecnologia ao setor industrial.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The nutrient cycling from microalgae-based processes is a potential technological route to be applied in wastewater treatment plants. The pollutant conversion in parallel with microalgal sludge formation results in a renewable feedstock for bioproducts, contributing to more sustainable wastewater treatment processes. In this sense, the aims of this work were: (i) develop a bioreactor applicable to the conversion of organic matter, nitrogen and phosphorus into products of microalgal metabolism; (ii) evaluate the performance of the heterotrophic bioreactor when subjected to organic shock loads; (iii) evaluate the kinetics of consumption of organic matter, nitrogen, and phosphorus; (iv) evaluate the biomass production kinetics; (v) determine the life cycle assessment of the integrated process of obtaining bioproducts at the agroindustrial wastewater treatment through microalgal heterotrophic bioreactors. The nutrient cycling by Phormidium autumnale in agroindustrial wastewater presented a pronounced variation in removal efficiency as a function of evaluated pollutant (chemical oxygen demand 95.57%–98.90%; total nitrogen 61.85%–88.23%; total phosphorus 77.82% 90.64%). However, the numerical indices of process performance, besides framing the wastewater from the point of view of international legislation, demonstrate that the bioreactor support organic shock loads typical to that of the poultry and swine slaughterhouse industry can generate. Life cycle assessment demonstrated that the sustainability metrics of the integrated energy and nutrient recovery process from agroindustrial wastewater to produce biodiesel and animal feed resulted in net energy ratio (NER) of 0.41, reduction of 98% of the water footprint, global warming potential of 47×106 kgCO2eq/year, eutrophication potential of 5×104 kg eq PO4/year, acidification potential of 7×104 kg SO2-eq/year and ozone depletion potential of 3.33 kg CFC-11-eq/year. In this sense, the nutrient cycling from microalgae-based processes has proven to be a sustainable approach to wastewater treatment plants, and their implementation and dissemination can help to support a change towards resource recovery and a sustainable circular economy. A ciclagem de nutrientes a partir de processos baseados em microalgas é uma rota tecnológica potencial a ser aplicada em estações de tratamento de águas residuais. A conversão de poluentes em paralelo a formação de lodo de microalgas resulta em uma matéria-prima renovável para a produção de bioprodutos, contribuindo para processos de tratamento de águas residuais mais sustentáveis. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (i) desenvolver um biorreator aplicável a conversão de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo em produtos do metabolismo microalgal; (ii) avaliar o desempenho do biorreator heterotrófico quando submetido a choques de carga orgânica; (iii) avaliar a cinética de consumo de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo; (iv) avaliar a cinética de produção de biomassa; (v) determinar a análise do ciclo de vida do processo integrado de obtenção de bioprodutos ao tratamento de efluentes agroindustriais por meio de biorreatores heterotróficos microalgais. A ciclagem de nutrientes por Phormidium autumnale em efluentes agroindustriais apresentou uma variação pronunciada na eficiência da remoção em função da porcentagem do choque de carga orgânica realizado (demanda química de oxigênio de 95,57% a 98,90%; nitrogênio total de 61,85% a 88,23%; fósforo total de 77,82% a 90,64%). No entanto, os índices numéricos de desempenho do processo, além de enquadrar as águas residuais do ponto de vista da legislação internacional, demonstram que o biorreator suporta choques de carga orgânica típicas da indústria de avicultura e suinocultura. A análise do ciclo de vida demonstrou que as métricas de sustentabilidade do processo integrado de recuperação de energia e nutrientes de efluentes agroindustriais para produzir biodiesel e ração animal resultou em relação de energia líquida (NER) de 0,41, redução de 98% da pegada hídrica, potencial de aquecimento global de 47×106 kgCO2eq/ano, potencial de eutrofização de 5×104 kg eq PO4/ano, potencial de acidificação de 7×104 kg SO2-eq/ano e potencial de destruição da camada de ozônio de 3,33 kg de CFC-11-eq/ano. Neste sentido, a ciclagem de nutrientes a partir de processos baseados em microalgas demonstrou ser uma abordagem sustentável para as estações de tratamento de águas residuais, e sua implementação e disseminação podem ajudar a apoiar uma mudança no sentido da recuperação de recursos e de uma economia circular sustentável.