Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
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A Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - PRPPG/UFVJM - tem a finalidade de apreciar, coordenar, auxiliar, deliberar e homologar as atividades de Pesquisa, Pós-Graduação e inovação da Instituição. A PRPPG possui um orgão de deliberação denominado Conselho de Pesquisa e Pós-Graduação - CPPG. A "Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação" é constituída pela Diretoria de Pesquisa e pela Diretoria de Pós-Graduação no campus sede da UFVJM e pelas diretorias de Pesquisa e de Pós-Graduação dos campi fora de sede.
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Item Codigestão anaeróbia de vinhaça de etanol e bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado biologicamente por ensilagem: um estudo da produção de biogás(UFVJM, 2022) Dayrell, Ludimila Rodrigues; Nelson, David Lee; Reis, Arlete Barbosa dos; Benassi, Vivian Machado; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Nelson, David Lee; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Meira Pires, Juliana Rocha deA emissão de Gases do Efeito Estufa (GEEs) contribui significativamente com as mudanças climáticas. A necessidade de mitigar tais emissões impulsiona a busca por fontes alternativas de energia. O setor sucroalcooleiro é responsável pela produção de etanol, um dos biocombustíveis que contribui significativamente para a redução nas emissões de CO2 e representa um importante agronegócio no Brasil. Contudo, em sua cadeia produtiva são gerados resíduos que necessitam de tratamento e destinação adequados. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a codigestão anaeróbia de vinhaça de etanol e bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado biologicamente por ensilagem, para geração de biogás e redução da toxicidade dessas biomassas. Após o pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar, foram observadas reduções médias de aproximadamente 15 % e 10 % nos teores de celulose e hemicelulose, o que representou um aumento de 48 % na produtividade média de biogás dos sistemas alimentados com vinhaça de etanol e silagens de bagaço umedecido com digestato e ensilado por períodos de 30 e 60 dias, além da redução de 80 % na demanda química de oxigênio, observou-se também que a relação média de carbono:nitrogênio nos sistemas em codigestão foi de 29:1, enquanto foi de 45:1 nos biodigestores alimentados com silagem e de 17:1, quando alimentados com vinhaça. Então, podemos concluir que embora o pré-tratamento de biomassas lignocelulósicas por ensilagem seja brando, em codigestão com a vinhaça de etanol obteve-se maior rendimento de biogás, corroborando com o ideal de sustentabilidade da cadeia sucroalcooleira do Brasil e redução das emissões dos GEE’s.Item Processo de bioconversão de monoterpenos em derivados de valor agregado(UFVJM, 2019) Vespermann, Kele Aparecida Costa; Molina, Gustavo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Molina, Gustavo; Pantoja, Lilian de Aráujo; Paulino, Bruno NicolauO mercado de aditivos alimentares é uma parcela expressiva da indústria de alimentos processados, que vêm buscando, sob a pressão dos consumidores, a utilização de aditivos de origem natural em suas formulações. As limitações impostas pela obtenção via extração natural desses compostos têm incentivado a produção por via biotecnológica. Neste contexto a utilização de biocatalisadores eficientes pode tornar esses processos interessantes do ponto de vista de industrial e econômico, deste modo a seleção de microrganismos de ambientes naturais surge como uma possibilidade para obtenção de tais biocatalisadores. Tal ferramenta é recorrentemente utilizada para a seleção de biocatalisadores para a bioconversão de monoterpenos, que envolvem também a caracterização adequada do processo e a avaliação de parâmetros que forneçam maiores produtividades. A biotransformação de limoneno e α- pineno têm sido estudada com afinco e propiciado a seleção de microrganismos e desenvolvimento de bioprocessos com possibilidades de aplicação em escala industrial. Este estudo relata a capacidade de bioconversão de α-pineno e limoneno por linhagens bacterianas endofíticas isoladas de Polygala fimbriata e de uma linhagem fúngica isolada de Eucalyptus spp. Dentre os 15 microrganismos isolados de Polygala fimbriata, 10 bactérias mostraram-se resistentes ao limoneno e 9 ao α-pineno, sendo que as linhagens mais robustas, LBA1213 e LBA12111 foram avaliadas quanto à formação de produtos a partir dos substratos monoterpênicos em processo de bioconversão. Posteriormente, as linhagens foram identificadas como Bacillus mycoides (LBA1213) e Bacillus spp. (LBA12111), e demonstraram o potencial de resistência a concentrações de até 10% (v/v) de α-pineno e/ou limoneno. Ambas as linhagens converteram o α-pineno em derivados oxigenados, com a formação majoritária de verbenol e de 2 outros compostos minoritários, não identificados. Posteriormente o isolamento e seleção de linhagens a partir de Eucalyptus spp. foi executado de modo a se efetivar a utilização de um novo método de seleção de linhagens robustas para a bioconversão de monoterpenos, consistindo num processo de três cultivos por plaqueamento com duração de 9 dias. Este teste resultou na seleção do fungo LBA1323, com potencial em utilizar α-pineno e limoneno como fonte de carbono e transformá-los majoritariamente a terpineno-4-ol (426,14±140,92 mg/L) e α-terpineol (360±56 mg/L), respectivamente. Na sequência, foi identificado que a formação de terpineno-4-ol é não indutível, considerando que não houve alteração da produção sob efeito da indução enzimática. A análise ultramorfológica deste bioprocesso indicou efeitos tóxicos de α-pineno sobre a linhagem LBA1323, e possivelmente do terpineno-4-ol. Finalmente, os estudos de permeabilização celular por congelamento-descongelamento e sonicação, e a utilização de etanol como cosolvente e sistema de micelas reversas com Tween 80 não acarretaram em ganhos na produção de terpineno-4-ol. Em suma, este trabalho trata-se do primeiro relato na literatura do isolamento de linhagens a partir de Polygala fimbriata, bem como da utilização de Bacillus mycoides em ensaios de bioconversão de monoterpenos. Ademais, permitiu o isolamento de uma nova linhagem fúngica de Eucalyptus spp. potencial para a produção de terpineno-4-ol a partir de α-pineno, tratando-se do segundo trabalho da literatura que envolve a formação majoritária deste composto em processos fermentativos, além da capacidade desta mesma linhagem em bioconverter o limoneno a α-terpineol.Item Isolamento de microrganismos resistentes a limoneno e caracterização do mecanismo molecular(UFVJM, 2019) Teixeira, Filipe Augusto; Molina, Gustavo; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Ramos, Cíntia Lacerda; Queiroz, Marisa Vieira deOs compostos de aroma são um dos ingredientes mais utilizados nas indústrias de alimentos e bebidas, e têm recebido grande atenção por parte dos consumidores por produtos naturais e obtidos com menor impacto ao meio ambiente. Desta forma, a alternativa mais apropriada para a substituição dos tradicionais processos de formulação química para obtenção destes compostos é pela produção biotecnológica. Além do apelo ambiental, esta estratégia se destaca pelas vantagens na especificidade de produção e condições brandas de processo. O limoneno, monoterpeno muito abundante no Brasil obtido a partir do processamento de laranja, além do seu baixo custo e disponibilidade, é muito estudado em processos de bioconversão, tornando-se um candidato promissor para a obtenção de compostos de maior valor agregado. Entretanto, sua toxicidade para microrganismos é um fator limitante para o desenvolvimento de novos bioprocessos. Com a finalidade de viabilizar o emprego desta estratégia, a bioprospecção por microrganismos robustos e que sejam capazes de tolerar a toxicidade de solventes orgânicos, como a dos terpenos, tem sido colocada em prática de forma corriqueira. Neste enfoque, este trabalho teve como objetivos principais, isolar microrganismos com perfil de resistência ao limoneno, identificá-los por marcadores genéticos e investigar os potenciais mecanismos moleculares relacionados a este fenótipo. A partir de fontes vegetais, foram isolados e selecionados 29 microrganismos com tolerância a 2% de limoneno. Com o uso de marcadores moleculares (16S rRNA e região ITS), sete isolados puderam ser identificados, sendo seis bactérias e uma levedura. Todos os representantes bacterianos pertencem ao gênero Bacillus, sendo dois deles identificados a nível de espécie, como B. cereus e B. mycoides. A levedura isolada foi identificada como Meyerozyma caribbica. Uma comparação do perfil de crescimento e posterior teste de viabilidade celular revelou indícios de que o limoneno possa exercer efeito bacteriostático em representantes do gênero Bacillus. Através de abordagem computacional, os genomas de cinco leveduras utilizadas pela indústria de alimentos foram comparados ao genoma de M. caribbica. Esta genômica comparativa resultou na identificação de 58 agrupamentos de genes exclusivos de M. caribbica e que contém 26 genes relacionados a transportadores do tipo MFS. Após dosar limoneno intracelular de quatro leveduras expostas ao terpeno, foi possível observar que os níveis presentes em M. caribbica são menores do que aqueles encontrados nas outras leveduras submetidas ao processo. Desta forma, foi possível inferir que o mecanismo de resistência pode estar relacionado aos genes codificantes de proteínas transportadoras. Os resultados deste trabalho representam importante avanços na busca de potenciais microrganismos capazes de tolerar o limoneno e que sejam passíveis de serem utilizados para viabilizar a produção de compostos de valor agregado a partir deste terpeno.Item Bioprospecção de microrganismos de frutas brasileiras para a produção de exopolissacarídeos(UFVJM, 2018) Barcelos, Mayara Caroline Souto de; Molina, Gustavo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Molina, Gustavo; Ramos, Cíntia Lacerda; Rocha, Larissa de Oliveira FerreiraA bioprospecção é tida como a principal forma de descobrimento de linhagens microbianas e bioprodutos de interesse industrial. Devido à grande biodiversidade encontrada em frutas brasileiras, estas oferecem potencial ilimitado para descoberta de biocatalisadores com características e propriedades únicas. Polissacarídeos microbianos, especialmente exopolissacarídeos (EPS) constituem um importante grupo de moléculas industrialmente relevantes com variadas estruturas e propriedades, sendo utilizados em diversos setores industriais como indústria de alimentos, química, médica e farmacêutica. A grande diversidade e facilidade de alteração da composição e propriedade dos EPS tornam essas moléculas ainda mais interessantes, já que a descoberta de novas linhagens produtoras e consequentemente, novos compostos, levam ao desenvolvimento de novos bioprocessos capazes de suprir demandas industrias como baixo custo, alto rendimento e ampla faixa de aplicação em diversos setores. Neste trabalho, 25 linhagens de microrganismos foram isoladas das frutas brasileiras jatoba (Hymenaea courbaril), jabuticaba (Plinia cauliflora), lobeira (Solanum lycocarpum), morango (Fragaria × ananassa) e manga (Mangifera indica). Dentre essas, uma linhagem foi capaz de produzir EPS. Esta linhagem, isolada da lobeira, foi submetida a um processo fermentativo a 30°C, 150 rpm e meio YM durante 48 horas, alcançando 0,95 g/L de EPS após 32 horas de processo. O comportamento e habilidade de produção de EPS desta linhagem foi ainda avaliado utilizando três diferentes fontes de carbono (glicose, frutose e lactose) nas mesmas condições de incubação. O microrganismo isolado apresentou curvas de crescimento semelhantes para todas as fontes de carbono testadas, porém diferenças significativas para a produção de EPS foram observadas, indicando diferentes capacidades metabólicas quando diferentes fontes de carbono são utilizadas. Crescimento variando de 2,81 a 4,49 g/L de biomassa seca, e produção de EPS em torno de 1 g/L para todas as fontes de carbono testadas foram observadas. A linhagem isolada foi caracterizada por análise sequencial e filogenética do gene 16s do RNA ribossomal, sendo identificada como Kosakonia cowanii, anteriormente conhecida como Enterobacter cowanii, uma bactéria gram-negativa. Com o objetivo de obter incrementos na produção e analisar como a composição de meio e as condições de processo interferem na produção de EPS, uma otimização foi conduzida utilizando ferramentas estatísticas. Dentre as variáveis analisadas, temperatura, agitação e glicose foram as mais influentes, tendo como ótimas as condições de 28°C, agitação acima de 250 rpm, e concentração de glicose de 38%, alcançando uma produção de 17,37 g/L. Até o presente momento, não existem relatos da Kosakonia cowanii como linhagem produtora de EPS. Pesquisas futuras ainda são necessárias quanto a caracterização do EPS produzido (composição, propriedades reológicas e toxicologia) e quanto a outros componentes do meio de cultivo para entendimento total do processo de produção de EPS pela bactéria Kosakonia cowanii.Item Fermentação alcoólica de hidrolisado ácido obtido da torta de girassol utilizando as linhagens Galactomyces geotrichum UFVJM-R10 e Candida akabanensis UFVJM-R131(UFVJM, 2017) Matos, Jéssica Pereira de; Pantoja, Lílian de Araújo; Santos, Alexandre Soares dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pantoja, Lílian de Araújo; Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Melo, Verônica Ferreira; Veloso, Ronnie Von dos SantosNa produção do bioetanol lignocelulósico, as hexoses provenientes da celulose são fermentadas a etanol por muitos micro-organismos que ocorrem naturalmente. Entretanto, as pentoses, provenientes da hidrólise da hemicelulose, como xilose e arabinose, são fermentadas a etanol por poucas espécies selvagens conhecidas e com baixos rendimentos. Há, portanto, necessidade de seleção de estirpes de leveduras que sejam capazes de fermentar pentoses e glicose conjuntamente e de forma eficiente. Neste estudo, duas linhagens de leveduras, Candida akabanensis UFVJM-R131 e Galactomyces geotrichum UFVJM-R10, foram avaliadas na fermentação alcoólica da fração hemicelulósica de torta de girassol solubilizada por hidrólise com ácido diluído. A hidrólise da hemicelulose foi realizada misturando-se 31% de biomassa seca em solução de H2SO4 a 6%, que foi mantida por 38 minutos a temperatura de 121°C a 1 atm. A caracterização cromatográfica do hidrolisado obtido revelou a existência de glicose (7,57 g L-1), xilose (19,53 g L-1) e arabinose (8,85 g L- 1), além de 5-hidroximetilfurfural (0,71 g L-1), furfural (0,05 g L-1) e ácido acético (5,27 g L- 1). Ambas as leveduras mostraram-se capazes de produzir etanol a partir do hidrolisado ácido da torta de girassol. Os processos conduzidos com as leveduras G. geotrichum UFVJM-R10 e C. akabanensis UFVJM-R131 apresentaram valores de YP/S de 0,29 e 0,27 g etanol g-1 açúcares, respectivamente. As quantidades dos inibidores identificados no hidrolisado não afetaram a eficiência da fermentação alcoólica. A suplementação do hidrolisado com fontes de nitrogênio e minerais aumentou a taxa de consumo da xilose e da arabinose. Os resultados obtidos permitiram concluir que as linhagens G. geotrichum UFVJM-R10 e C. akabanensis UFVJMR131 possuem potencial para a produção de bioetanol a partir da fração hemicelulósica de biomassas vegetais.