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Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da eficiência catalítica de células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas por reticulação para a síntese de fruto-oligossacarídeos em modo batelada
(2025-08-29) Campos, Ana Carolina Sudário; Perna, Rafael Firmani; Ottoni, Cristiane Angélica; Oliveira, Flávio Augusto Dias de
A crescente demanda por fruto-oligossacarídeos (FOS) como prebióticos funcionais tern estimulado o desenvolvimento de bioprocessos mais eficientes e sustentáveis. Neste trabalho, foi investigada a produção de FOS em biorreatores em modo batelada utilizando células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas por reticulação com glutaraldeído. A estratégia eliminou etapas de purificação enzimática, reduziu limitações difusionais e conferiu maior estabilidade operacional ao biocatalisador. O planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) permitiu otimizar as condições de concentração de biomassa (m.m -1) e velocidade de agitação (rpm), alcançando atividade máxima de transfrutosilação de 240,50 U g 1 após 32 horas de reação. Estudos cinéticos e termodinâmicos revelaram parâmetros de elevada robustez com o tempo de meia-vida superior a 230 minutos em determinadas condições, energia de ativação de 729,96 kJ/mol e valores positivos de energia livre de Gibbs (AG), que indicam resistência à desnaturação. Os valores de entalpia (AH) mostraram que a desnaturaşão exige altos níveis de energia, refletindo forte integridade estrutural, enquanto a entropia (AS) indicou baixa desordem molecular, característica desejável para aplicações em processos prolongados. Esses resultados comprovam que o biocatalisador mantém atividade mesmo em condições industriais, com vantagens para reatores contínuos e de leito fixo. A combinação de elevada atividade enzimática, estabilidade térmica e viabilidade operacional demonstra que a imobilização por reticulação é uma estratégia promissora para o escalonamento da produção de FOS. Este trabalho contribui com evidências experimentais que fortalecem o uso de biocatalisadores mais duráveis e sustentáveis na biotecnologia de alimentos, aproximando o processo da realidade industrial.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da estabilidade bioquímica de células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas em suportes orgânicos para a síntese enzimática de fruto-oligossacarídeos
(2025-02-24) Amaral, Crislaine Klaid; Perna, Rafael Firmani; Silvério, Sara Isabel da Cruz; Vieira, Ana Carolina
Fruto-oligossacarídeos (FOS) são classificados como açúcares prebióticos que apresentam diversos benefícios à saúde humana e animal. Podem ser obtidos industrialmente, por rota enzimática via reação de transfrutosilação em moléculas de sacarose catalisadas por enzimas frutosiltransferases aderidas às células microbianas. A imobilização de células em materiais de suporte possibilita obter biocatalisadores heterogêneos robustos e resistentes às condições adversas do meio reacional. Esponjas vegetais e esponja de poliuretano são suportes orgânicos com potencial evidenciado para a imobilização por apresentarem alta resistência mecânica e porosidade, essenciais para o crescimento microbiano. Além disso, são suportes biodegradáveis e de baixo custo. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação bioquímica de células de Aspergillus. oryzae IPT-301 imobilizadas em suportes orgânicos. Para isso, a produção das células microbianas, ocorreu em meio de cultura sintético, pH 5,5, 200 rpm à 30 ºC, por 28h quando imobilizadas em esponja vegetal ou 32h, imobilizadas em esponja de poliuretano. Foram testados diferentes tipos de agentes para o armazenamento sob refrigeração (4 °C), em pH 5,5, sendo os melhores resultados para glicerina bidestilada e sorbitol 70% v v⁻¹, com atividade de transfrutosilação de 1307,45 U g⁻¹ e 1079,41 U g⁻¹, respectivamente, ao final de 90 dias, para as células de A. oryzae IPT- 301 imobilizadas em esponja vegetal. Já quando o suporte utilizado foi poliuretano, ao final do ensaio, esses biocatalisadores apresentaram atividade de 1211, 17 U g⁻¹ e 1271,86 U g⁻¹ para glicerina e sorbitol. Os ensaios de estabilidade térmica mostraram um decaimento na taxa de frutose transfrutosilada a partir de 1h de reação e aumento gradativo na concentração de glicose no meio reacional, no entanto quando utilizada a esponja vegetal os valores foram menores do que utilizando o poliuretano como suporte. O perfil de inibição enzimática mostrou em 32h de reação concentrações de FOS de 184,13 g L⁻¹, 145,65 g L⁻¹ e 203,64 g L⁻¹, assim como concentrações de sacarose de até 51,17 g L⁻¹, 186,51 g L⁻¹, 52,92 g L⁻¹, utilizando a biomassa in natura, imobilizada em esponja vegetal e poliuretano, respectivamente. Esse conjunto de dados evidencia o uso de agentes para manter a estabilidade durante o armazenamento da biomassa catalítica imobilizada, além de resultados atuais quanto a síntese de FOS em modo batelada e os subprodutos gerados durante a reação, utilizando células biocatalíticas de Aspergillus oryzae IPT- 301.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do pré-tratamento térmico na remoção de ferro de bauxita e lama vermelha por separação magnética
(2024-01-29) Silva, Juliana Costa; Horta, Daniela Gomes; Roveri, Carolina Del; Lima, Odair
A bauxita, principal fonte primária de alumínio, é destinada majoritariamente à produção deste metal (95%), sendo usada também como matéria prima para fins não metalúrgicos. A produção de alumínio gera 120 milhões de toneladas do resíduo sólido denominado lama vermelha por ano. Além disso, devido a heterogeneidade dos depósitos, algumas áreas possuem teor de alumina que não atendem às especificações da produção de alumínio. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi propor e avaliar estratégias de recuperação de minerais portadores de ferro de uma bauxita marginal e de lama vermelha, por meio da técnica de separação magnética precedida de pré-tratamento térmico com agente redutor. Amostras de bauxita e lama vermelha foram coletadas, preparadas, caracterizadas e submetidas à separação magnética a úmido em diversos campos precedida ou não de pré-tratamento térmico em forno rotativo tubular, utilizando-se coque ou H2 como agentes redutores. Os produtos foram caracterizados por Fluorescência de raios-X (FRX) e Difração de raios-X (DRX) a fim de avaliar a eficiência na separação magnética e as transformações de fase ocorridas devido ao pré-tratamento térmico. O pré-tratamento térmico resultou na desidratação de goethita a hematita, e redução de goethita a hematita e hematita a magnetita, que é um mineral de maior susceptibilidade magnética. Na separação magnética, para a bauxita, foram alcançados teores de Fe2O3 de 21,1%, com recuperação metalúrgica de 48,5% no produto magnético, em comparação a 11,0% na alimentação, usando pré-tratamento térmico com 850 ºC com coque. Para a lama que tinha 14,6% de Fe2O3, foi possível uma recuperação metalúrgica de Fe2O3 de 88,4%, com teor final de 33,3%, na mesma condição de tratamento térmico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da solubilidade de fitoesteróis em solventes com até quatro átomos de carbono em diferentes temperaturas
(2022-03-09) Guimarães, Isis Junqueira Furlan; Basso, Rodrigo Corrêa; Rolemberg, Marlus Pinheiro; Oliveira, Flávio Augusto Dias de
A desodorização é uma das etapas do processo de produção do óleo vegetal que consiste em eliminar componentes que causam odores e sabores desagradáveis a ele. Neste processo são eliminados componentes, na forma de uma mistura, que são interessantes para as indústrias químicas, farmacêuticas e alimentícias, dentre eles os fitoesteróis. Uma alternativa simples e de custo relativamente reduzido para a separação dos fitoesteróis dessa mistura é a dissolução fracionada que requer conhecimento da solubilidade dos componentes em diversos solventes e temperaturas. O desenvolvimento da metodologia experimental para determinação da solubilidade dos fitoesteróis mostrou que um tempo de 12 h foi suficiente para os sistemas atingirem o equilíbrio, e que o tempo de 4 h foi mais do que suficiente para a completa evaporação do butanol em estufa de circulação a 70 °C. Os resultados obtidos pela metodologia aplicada ao estudo da solubilidade dos fitoesteróis mostraram que solventes com cadeias carbônicas maiores, como o butanol, e temperaturas elevadas, 313,15K, solubilizam em maior quantidade a mistura de fitoesteróis. Ambos os modelos termodinâmicos, Wilson e NRTL, utilizados para modelar os sistemas binários em estudo mostraram boa representatividade dos resultados experimentais sendo que o modelo NRTL apresentou os menores desvios relativos médios iguais a respectivamente, 0,24, 0,29, 0,25 e 0,20%, para os sistemas contendo metanol, etanol, propanol e butanol. Os cálculos dos parâmetros de solubilidade de Hansen associados a representatividade da mistura de fitoesteróis por uma pseudomolécula teórica mostrou que as forças moleculares que regem as interações fitoesterol – solventes são majoritariamente as forças de dispersão, sendo este resultado corroborado pela maior solubilidade dos fitoesteróis em butanol em comparação aos demais solventes.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do desempenho catalítico de células de Aspergillus oryzae IPT-301, imobilizadas em suportes porosos, para a produção de fruto- oligossacarídeos em reatores de leito fixo
(2025-03-13) Mello, Vinícius Gouveia de; Morales, Sergio Andres Villalba; Hoddapp, Maximillian Joachim; Rolemberg, Marlus Pinheiro
Os fruto-oligossacarídeos (FOS) são alimentos nutracêuticos considerados promissores substitutos de substâncias adoçantes convencionais. Mundialmente, observa-se um crescimento no mercado de FOS, com previsão para atingir cerca de US$ 6,25 bilhões até 2030. Muitos estudos têm se concentrado na síntese de FOS a partir da sacarose com o uso de células fúngicas com elevada atividade de transfrutosilação (𝐴𝑡). Destaca-se, nessa aplicação, a cepa Aspergillus oryzae IPT-301, tanto em estudos em batelada quanto em reatores contínuos. Isto posto, o presente trabalho objetivou avaliar o desempenho de células de A. oryzae IPT-301 imobilizadas em suportes compostos de espuma de poliuretano comercial (EPU) e poliácido láctico (PLA), empacotadas em reatores de leito fixo (PBR) para a produção de FOS. Os ensaios foram realizados com fluxo ascendente, pH de 5,5 e vazão de 1 ml min-1. No estudo da cinética enzimática com EPU, o sistema atingiu o regime estacionário a partir de cerca de 30 min e a maior 𝐴𝑡 (1504,27 ± 116,71 U g-1, 50 °C) foi obtida utilizando 473 g L-1 de sacarose na alimentação. Nos estudos de inibição, observou-se que baixa concentrações de glicose podem inibir a 𝐴𝑡 células de A. oryzae IPT-301. Pela avaliação da desativação com EPU, observaram-se decaimentos significativos de 𝐴𝑡 para temperaturas acima de 30 °C, porém, o maior valor de atividade média no período de 96 h foi obtido com 40°C. Na determinação da desativação para o PLA, estatisticamente não houve variação da atividade, provavelmente, devido à elevada oscilação no perfil de 𝐴𝑡 causada pela formação de caminhos preferenciais. Ressalta-se que, em todos os ensaios de desativação, os biocatalisadores tiveram 𝐴𝑡 até 96 h. Com o estudo da queda de pressão (Δ𝑃), observou-se que as esferas de vidro utilizadas na base e no topo do leito ofereceram a colaboração mais expressiva, representando cerca de 99 % da Δ𝑃 total. Na avaliação da distribuição de tempos de residência (DTR) com EPU, verificou-se um comportamento característico de reatores reais, com assimetria e variância significativa no perfil de DTR e tempo médio de residência de 38,34 min. Tais resultados demonstram que o uso de PBR empacotado com células de A. oryzae IPT-301 imobilizadas é uma alternativa promissora para a produção contínua de FOS.
Acesso aberto (Open Access)
Filmes biopoliméricos carreadores de compostos fenólicos e óleo essencial de Rosmarinus officinalis L.
(2024-07-31) Nahás, Elisa Othero Scarcella; Silva, Eric Keven; Lelis, Ana Letícia Rodrigues Costa; Andrade, Grazielle Santos Silva
Os resíduos plásticos depositados no meio ambiente geram uma crescente preocupação instigando a pesquisa e desenvolvimento de alternativas sustentáveis, biodegradáveis e ambientalmente amigáveis. Neste sentido, surgem os filmes biopoliméricos que atendem estes critérios e vêm sendo amplamente utilizados como sistemas carreadores de compostos bioativos extraídos de matrizes vegetais. Este estudo valorizou a água residuária do processo de extração de óleo essencial (EO) de alecrim por hidrodestilação como um extrato aquoso (AE) rico em compostos fenólicos para incorporação em filmes biopoliméricos comestíveis à base de carboximetilcelulose (CMC). Além disso, o EO de alecrim foi adicionado individualmente e sinergicamente com o AE aos filmes de CMC. Os resultados deste estudo demonstraram que a adição dos compostos bioativos aumentou a espessura dos filmes de 0,10 mm para 0,14 mm, além de reduzir 46,65 % da solubilidade em água. Não foram observados efeitos da incorporação dos bioativos sobre a permeabilidade ao vapor d’água (PVA) e no grau de cristalinidade dos filmes. A análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou pequenos buracos provenientes das gotículas de óleo na superfície do filme e a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) demonstrou boas interações entre os componentes, devido a formação de ligações de hidrogênio. A análise termogravimétrica (TGA) identificou pequenas alterações entre 150 °C e 360 °C que sugeriram a volatilização dos compostos fenólicos, Tween 80® e glicerol. Em relação às propriedades mecânicas, a resistência à tração (RT) não apresentou diferenças significativas, o alongamento na ruptura (AR) demonstrou resultados intermediários e o módulo de Young foi reduzido devido a incorporação dos bioativos do alecrim. O teor de fenólicos totais (TPC) foi maior, assim como a atividade antioxidante, evidenciando os compostos fenólicos presentes e sua atividade na funcionalização dos filmes produzidos. A incorporação do AE de alecrim e do EO na produção de filmes comestíveis a base de CMC é uma promissora alternativa para o desenvolvimento de filmes ativos para aplicação em alimentos, principalmente para o aumento da vida útil de produtos alimentares. Além disso, a valorização de um subproduto pode contribuir para a sustentabilidade da cadeia de processamento do EO de alecrim.
Acesso aberto (Open Access)
Imobilização de células microbianas em suporte tridimensional (3D) e avaliação do desempenho na produção enzimática de açúcares prebióticos
(2026-03-13) Leite, Paula Candido; Perna, Rafael Firmani; Zanin, Gisella Maria; Oliveira, Débora de
Os fruto-oligossacarídeos (FOS) são oligômeros de frutose produzidos pela transfrutosilação da sacarose, catalisada por frutosiltransferases (FTase, E.C. 2.4.1.9). O uso de células com atividade de transfrutosilação (AT) imobilizadas em suportes porosos é uma estratégia promissora, pois aumenta a estabilidade do biocatalisador e elimina etapas de purificação enzimática. A escolha do suporte é determinante, pois influencia o microambiente enzimático e a eficiência de imobilização, destacando-se os suportes poliméricos obtidos por impressão 3D. Assim, este trabalho teve como objetivo imobilizar células biocatalíticas de Aspergillus oryzae IPT-301 em suportes de poliácido lático (PLA) produzidos por impressão 3D e avaliar seu desempenho na produção de FOS em sistemas em batelada e contínuo. A produção das células microbianas imobilizadas foi conduzida em meio de cultura complexo, em pH 5,5, sob agitação de 200 rpm a 30 ºC. A curva de crescimento microbiano indicou que o melhor tempo de cultivo foi de 40 h. As células biocatalíticas imobilizadas apresentaram retenção de 76,5 % da atividade inicial após 29 ciclos consecutivos de reação (1 h cada) em reator batelada, além de conversão e rendimento médios iguais a 37,78 % e 32,64 %, respectivamente, além de produtividade média global de FOS de 61,06 ± 6,11 gFOS L-1 h-1. A estabilidade de armazenamento evidenciou retenção de AT por até 300 dias, tanto na ausência quanto na presença de solução tampão. Os ensaios de atividade também foram realizados em reator de leito fixo (PBR) operando a 50 ºC e alimentado com solução de sacarose (480 g L-1, pH 5,5), avaliando-se vazões de 1, 4, 6 e 8 mL min-1. Os maiores valores de AT (variando entre 327,37 ± 32,34 U g-1 e 443,37 ± 75,19 U g-1) foram obtidos para vazões de 8 mL min-1. Nos estudos de desativação térmica em reator PBR, observou-se redução da AT em temperaturas acima de 30 °C, embora os biocatalisadores tenham apresentado elevada termoestabilidade e manutenção da AT ao longo das 96 h de operação, indicando também alta estabilidade operacional. A 50 ºC, o biocatalisador apresentou conversão média de 13,35 %, rendimento médio de 53,81 % e produtividade média global de FOS igual a 142,25 ± 8,95 g FOS L⁻¹ h⁻¹. Os resultados obtidos indicam o potencial das células biocatalíticas imobilizadas para a produção de FOS com propriedades prebióticas, demonstrando a viabilidade do uso de suportes poliméricos tridimensionais (3D) em processos biotecnológicos sustentáveis e de alto desempenho biocatalítico.
Acesso aberto (Open Access)
Maximização da atividade de transfrutosilação de células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas em suportes de PLA fabricados por impressão 3D, visando a produção de fruto-oligossacarídeos em sistemas batelada e de leito fixo
(2026-02-19) Santos, Andressa Basso dos; Morales, Sergio Andres Villalba; Rolemberg, Marlus Pinheiro; Almeida, Alex Fernando de
Os fruto-oligossacarídeos (FOS) são carboidratos funcionais de elevado valor agregado, produzidos por catálise enzimática a partir da sacarose. O uso de células imobilizadas representa uma alternativa promissora para síntese contínua, conferindo maior estabilidade e reaproveitamento do biocatalisador. Entre os fatores estruturais que influenciam esse desempenho, a porosidade dos suportes exerce papel fundamental na retenção celular e na acessibilidade do substrato aos sítios ativos. Neste trabalho, avaliou-se a maximização da atividade de transfrutosilação de células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas em suportes tridimensionais de poli(ácido lático) (PLA), fabricados por impressão 3D com diferentes porosidades, em sistemas de reação em batelada e em reator de leito fixo. Os suportes apresentaram porosidades de 49,0%, 61,8% e 64,3% e foram obtidos por manufatura aditiva do tipo FDM. A influência da porosidade na imobilização celular e na atividade de transfrutosilação foi investigada, bem como os efeitos da concentração de sacarose e da velocidade de agitação (batelada) e da concentração de sacarose e vazão volumétrica (leito fixo), empregando delineamento composto central rotacional (DCCR). Os biocatalisadores obtidos após 38 h de cultivo submerso apresentaram maiores atividades de transfrutosilação quando comparados aos obtidos após 32 h, com atividades específicas de 222,18 U·g⁻¹ ± 10,65 (49,0%), 394,14 U·g⁻¹ ± 57,82 (61,8%) e 398,09 U·g⁻¹ ± 37,99 (64,3%). O suporte de menor porosidade apresentou a maior atividade absoluta (169,96 U), enquanto os suportes mais porosos apresentaram atividades absolutas de 66,62 U e 43,03 U. Nos ensaios em reator batelada, as maiores atividades de transfrutosilação foram observadas na condição central do planejamento experimental, correspondentes a 175 rpm e 400 g·L⁻¹ de sacarose. Nessas condições, foram obtidas atividades máximas de 361,85 U·g⁻¹ ± 7,92 para o suporte de 49,0% e 605,88 U·g⁻¹ ± 52,89 para o suporte de 64,3%. Na validação experimental em reator batelada, a atividade máxima observada foi de 386,97 U·g⁻¹ ± 12,74 no tempo de 3 h para o suporte de 49,0% e de 520,94 ± 24,98 também no tempo de 3 h para o suporte de 64,3%. Nos ensaios em reator de leito fixo, sob as condições ótimas definidas pelo planejamento experimental (400 g·L⁻¹ de sacarose e 4 mL·min⁻¹), a atividade máxima observada foi de 52,3 U·g⁻¹ ± 9,04. Durante a validação experimental, a atividade variou entre 176,8 ± 20,42 e 8,37 ± 0,72 U·g⁻¹ ao longo de 35 horas de operação contínua.
Acesso aberto (Open Access)
Polímeros de impressão molecular associado a heteroestrutura de CdS e TiO2 para a degradação fotocatalítica de fluoxetina : uma avaliação da ação da energia micro-ondas
(2026-02-12) Gregatti, João Paulo Reis; Freschi, Gian Paulo Giovanni; Bertholdo, Roberto; Moreira, Ailton José Moreira
O impacto ambiental decorrente do descarte incorreto de fármacos como a fluoxetina e a ausência de processos de tratamentos eficientes para a sua remoção de corpos de água, afeta não só o ecossistema como a saúde humana. Os processos oxidativos avançados (POAs), como a fotocatálise, mostram-se uma tecnologia eficaz para a remediação ambiental, para a degradação de contaminantes orgânicos persistentes (POPs) como a fluoxetina. O atual trabalho traz o desenvolvimento da síntese de polímeros de impressão molecular (MIP) associados a heteroestruturas de TiO₂ e CdS produzidos via micro-ondas e aplicados para fotodegradação de fluoxetina por luz visível em amostras de interesse ambiental. Foi avaliado o processo de síntese no micro-ondas, massa e tipo de heteroestrutura incorporada. A heterojunção CdS/TiO2 apresentou um band gap de 2,25 eV e tamanho médio de partícula de 726 nm, já o TiO2/CdS foi de 2,37 eV e 326 nm o tamanho médio de partícula. O material produzido foi semi cristalino para a estrutura de CdS composta por uma mistura de fases alfa e beta e um material de característica amorfa para o TiO2. As combinações de semicondutores com polímeros de impressão molecular apresentaram múltiplos band gap, variando entre 1,66 e 2,1 eV para as transições menos energéticas e 3,85 a 4,65 eV para as mais energéticas. Com alta afinidade dos materiais na adsorção da FLX atingindo o equilíbrio em tempos próximos a 3 min e promovendo taxas de adsorção acima de 90%, apresentando seletividade para a fluoxetina em relação ao paracetamol mas não para o diclofenaco. A fotodegradação dos materiais produzidos utilizando luz visível, teve desempenho superiores a 97% na remoção da fluoxetina. Com mecanismo distintos para a fotodegradação UV por meio da fotocatalise direta e a visível de maneira indireta na degradação da FLX. A aplicação de energia de micro-ondas na síntese de polímeros molecularmente impressos associados a heteroestruturas mostrou-se um processo eficiente, reduzindo o tempo de síntese, e gerando materiais capazes de operar na luz visível, aprimorando os materiais aplicados à fotodegradação.
Acesso aberto (Open Access)
Potencial colonização e biodegradação de filmes e microplásticos de polietileno de baixa densidade utilizando uma abordagem micogênica
(2026-02-20) Furtado, Kalebe Ferreira; Ottoni, Cristiane Angélica; Vieira, Ana Carolina; Morales, Sergio Andres Villalba
Os plásticos são macromoléculas produzidas e consumidas em larga escala desde a década de 1950, moldáveis sob calor e/ou pressão. Entre eles, destaca-se o polietileno de baixa densidade (PEBD), um polímero recalcitrante, hidrofóbico e amplamente associado à poluição macro e microplástica. A biodegradação mediada por enzimas secretadas por microrganismos tem se destacado como alternativa sustentável para mitigar a poluição plástica, alinhando-se aos princípios da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas ao promover a conversão biológica do plástico em subprodutos menos poluentes e potencialmente circulares. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver um protocolo para a seleção de fungos filamentosos (Ff) com potencial de degradar PEBD e validar sua atividade decompositora em cultivos líquidos. A seleção foi conduzida com base na interação dos Ff com filmes e microplásticos de PEBD e na avaliação de potenciais atividades enzimáticas relacionadas à oxidação do polímero. Nove Ffs apresentaram adesão e crescimento sob filmes de PEBD. Análises por espectroscopia no infravermelho (FTIR) evidenciaram modificações nas cadeias do polímero e índices de oxidação para todos os isolados, indicando processos oxidativos na matriz polimérica. Nos ensaios de atividade enzimática baseados na formação de zonas de coloração, seis Ffs apresentaram halos indicativos da presença de oxirredutases, enzimas frequentemente associadas à degradação de polietilenos. A integração dos resultados das etapas de seleção permitiu identificar o fungo RMP5 como potencial agente decompositor de filmes e microplásticos de PEBD. O isolado RMP5 foi então empregado em cinéticas de degradação de 28 dias em meio líquido, nas quais reduziu 21,962 ± 3,761 % da massa de microplásticos e 1,147 ± 0,162 % da massa de filmes de PEBD. Durante as cinéticas, o fungo apresentou dinâmicas enzimáticas distintas conforme a geometria do substrato, priorizando a secreção de peroxidases no cultivo com microplásticos e de lacases no cultivo com filmes. Em ambos os sistemas ocorreu acidificação do meio, associada à produção de ácidos orgânicos, além da secreção expressiva de tirosinases e proteases. As alterações químicas observadas no material, associadas ao monitoramento enzimático, indicam significativa redução do substrato em período inferior a 30 dias. Assim, este trabalho contribui para o desenvolvimento de estratégias de remediação da poluição plástica ao propor um protocolo acessível de seleção microbiana e validar a capacidade de degradação de PEBD do fungo RMP5.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de células íntegras lipolíticas a partir de subprodutos agroindustriais e seu emprego na geração de bioenergia
(2023-05-25) Lima, Débora Prudente; Paula, Ariela Veloso de; Bento, Heitor Buzetti Simões; Moura, Rafael Brito de
A crescente produção de resíduos sólidos é uma preocupação mundial e no Brasil o agronegócio é responsável por grande parte dessa produção, que, com descarte inadequado, aumentam os impactos ambientais. Os efluentes lipídicos também são uma preocupação para indústrias de abate, por exemplo, pois a gordura presente neles dificulta seu tratamento. Uma alternativa para tratá-lo é a digestão anaeróbia que gera biogás em seu processo. Contudo a hidrólise se torna sua etapa limitante. Assim, os pré-tratamentos vêm sendo estudados visando reduzir o tempo de hidrólise, como o enzimático, que aplica enzimas hidrolíticas para esse fim, sendo a lipase a mais adequada neste caso. Com isso, o presente trabalho teve como objetivo estudar a produção de células íntegras com lipase ligada ao micélio a partir dos fungos filamentosos A. oryzae e P. citrinum e dos subprodutos da indústria de alimentos okará, bagaço de malte e soro de queijo como fontes de nutrientes nos meios de cultura, em busca da melhor alternativa para aplicação na biodigestão anaeróbia de um efluente de abatedouro avícola. Incubou-se os cultivos por 72h à 30°C e 170rpm. Filtrou-se as amostras a vácuo e determinou-se a atividade hidrolítica (AH) do filtrado e biomassa. O fungo A. oryzae cultivado em okará apresentou células íntegras com maior AH (51,61±10,43 U/g). A construção da curva de crescimento do fungo apresentou o tempo ideal de cultivo de 96h com AH de 50,22±4,13 U/g e concentração de biomassa de 9,18±0,00 g/L. Os melhores resultados obtidos para os parâmetros bioquímicos da lipase foram no pH 8 e temperatura 45°C (AH = 50,60±0,77 U/g). O teste de armazenamento demonstrou que a biomassa perde 20% da sua AH após 2 meses congelada. A caracterização do efluente apresentou um pH de 6,60, Sólidos Totais, Fixos e Voláteis de 1073,33±29,69 mg/L, 324,00±36,06 mg/L e 749,33±6,43 mg/L, respectivamente, Lipídios 6686,50±16,76 mg/L e DQO 1430,00±99,22 mg/L. Afim de analisar a influência das variáveis temperatura, agitação e pH na Atividade Metanogênica Específica, realizou-se o planejamento fatorial completo 23 e sua análise estatística demonstrou que apenas a variável temperatura teve influência significativa nos ensaios, com um volume máximo de biogás obtido de 33,33±5,03 mL no ensaio a 30°C sem agitação e pH 6,60. Assim, pode-se concluir que esse estudo apresentou uma alternativa promissora de aplicação de subprodutos na produção de enzimas e geração de bioenergia.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de filmes comestíveis a partir do reaproveitamento de resíduos do maracujá amarelo Passiflora E. F. Flavicarpa
(2025-09-18) Xavier, Guilherme Felipe; Lopes, Melina Savioli; Brunasi, Andresa Gomes; Andrade, Grazielle Santos Silva
Este estudo investigou a valorização de resíduos do maracujá-amarelo para desenvolvimento de filmes comestíveis destinados a embalagens alimentícias. Realizou-se extração sequencial de compostos bioativos das cascas e sementes, empregando metodologia convencional e assistida por ultrassom. Das cascas, extraíram-se pectinas (PMI e PMII) que apresentaram teores de ácido galacturônico de 47,62 ± 2,57% e 29,89 ± 2,40%, respectivamente. A avaliação da capacidade de formação de filmes dessas pectinas revelou propriedades filmogênicas limitadas, o que direcionou o estudo para o desenvolvimento de blendas com biopolímeros comerciais. Desenvolveram-se filmes compósitos de β-glucana (BG) em combinação com carboximetilcelulose (CMC) e pectina cítrica comercial (PEC), incorporados com extrato fenólico de sementes de maracujá em concentrações equivalentes a 0, 60, 120 e 200 µg/mL de ácido gálico. A caracterização dos filmes revelou estrutura predominantemente amorfa, com estabilidade térmica compatível com os ingredientes utilizados. Os filmes BG/CMC demonstraram maior estabilidade térmica que os BG/PEC. A análise por FTIR confirmou a presença dos grupos funcionais característicos dos biopolímeros e a eficiente incorporação dos extratos fenólicos. Os filmes de CMC apresentaram menor permeabilidade ao vapor de água, enquanto todos os materiais exibiram alta solubilidade em água (>90%). Quanto às propriedades mecânicas, observou-se que extratos menos concentrados produziram filmes mais resistentes e flexíveis na matriz de CMC (BG/CMC/E30), enquanto extratos mais concentrados otimizaram as propriedades mecânicas das matrizes de pectina (BG/PEC/E60 e BG/PEC/E100). A atividade antioxidante, avaliada pelos métodos FRAP e TEAC, aumentou proporcionalmente à concentração do extrato, variando de 2,49-19,42 µmol TE/g para filmes de CMC e 3,97-14,04 µmol TE/g para filmes de PEC. Conclui-se que os filmes compósitos de BG/CMC e BG/PEC incorporados com extrato fenólico de sementes de maracujá representam uma alternativa sustentável e funcional para aplicação como embalagens alimentícias ativas, demonstrando o potencial de valorização dos resíduos do maracujá amarelo, sendo as pectinas extraídas das cascas identificadas como matérias-primas com potencial para aplicação em sistemas de blendas poliméricas.

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