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 Caracterização bioquímica de lipases de fungos filamentosos visando a produção de biocombustíveis(UFVJM, 2022) Spencer, Paula Villela Dessimoni; Nelson, David Lee; Benassi, Vivian Machado; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Nelson, David Lee; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Meira Pires, Juliana Rocha de; Araújo, Clináscia Rodrigues Rocha; Lucas, Rosymar Coutinho de; Fidêncio, Paulo HenriqueMuitos microrganismos secretam enzimas durante o seu crescimento, uma dessas enzimas são as lipases que são utilizadas em vários setores biotecnológicos. Uma de suas aplicações é na reação de transesterificação para produção de biodiesel. O objetivo foi coletar, isolar fungos filamentosos produtores de lipase e analisar as características morfológicas macroscópicas dos fungos filamentosos isolados e do banco de fungos do laboratório, assim como, padronizar o cultivo do microrganismo selecionado para uma maior atividade lipolítica, seguindo caracterização bioquímica da lipase solúvel produzida em meio submerso e caracterização físico-química dos óleos vegetais. Sendo assim foi possível isolar doze fungos filamentosos de distintas amostras coletadas em Diamantina-MG, cuja maioria apresentou coloração branca, aspecto seco, topografia plana e pigmentação. Analisou-se o efeito da temperatura no crescimento dos doze fungos isolados e dos oito fungos filamentosos do banco de fungo do laboratório em meio de cultura sólido contendo aveia e Batata-Dextrose-Ágar (BDA), onde obteve-se as maiores taxas de crescimento em ambos os meios de cultura a 30ºC. Pela triagem de produção lipolítica o fungo do banco 3.2TA pertencente ao filo Mucoromycota e obteve o maior halo de crescimento, sendo selecionado para a fermentação submersa. Analisaram-se cinco meios de cultura submersos para a produção de lipase e a melhor atividade foi obtida no meio Adams após 72 horas de cultivo, seguindo a otimização, observou-se que a maior atividade na fonte de nitrogênio foi em ureia, peptona e extrato de levedura. Para a fontes de sais a maior atividade foi em sais CP e Khanna com pH inicial de 4,0. A fonte de carbono foi analisada e a melhor atividade foi obtida em óleo de oliva. Foi realizada a caracterização bioquímica da enzima sobre os efeitos do pH e temperatura onde apresentou melhor atividade nas faixas de pHs 7-14 a altas temperaturas. A termoestabilidade da enzima foi a 55oC nos tempos de 60 e 90 min. A estabilidade ao pH foi a um pH de 5,5, nos tempos de incubação de e 60 min. A estabilidade a solventes foi obtida em metanol e etanol. A maior hidrólise enzimática ocorreu em azeite de oliva, seguido do óleo de algodão, soja e milho. Foi realizada a caracterização físico química de diferentes óleos vegetais, o maior índice de acidez foi no óleo de dendê e de oliva. O maior valor para índice de peroxido foi em óleo de abacate, oliva, pequi e os menores em óleo de trigo. Para o índice de saponificação os maiores valores foram no óleo de abacate, trigo, canola. Para o material insaponificável os maiores valores foram nos óleos de soja, algodão, girassol, e o menor valor no óleo de dendê. Sendo esses parâmetros físicos-químicos importantes a serem realizados em matérias primas como óleos vegetais que são utilizadas na produção de biodiesel.Item Otimização da produção de amilases por Rhizopus arrhizus I 1.2.1 e hidrólise do amido dos grãos de milho(UFVJM, 2022) Lopes, Paulo Henrique Silva; Nelson, David Lee; Benassi, Vivian Machado; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Nelson, David Lee; Baffi, Milla Alves; Lucas, Rosymar Coutinho deA hidrólise do polímero de amido é realizado pelo sistema amilolítico, formando diferentes produtos de hidrólise, como a glicose e a maltose. Essas enzimas são, principalmente, sintetizadas por microrganismos, em especial, fungos filamentosos, no entanto, é necessário otimizar os processos de produção e uso das enzimas para tornar os processos de hidrólise mais viáveis. O objetivo desse trabalho foi otimizar a produção das amilases por Rhizopus arrhizus I 1.2.1 e caracterizar bioquimicamente as amilases, bem como realizar a hidrólise do amido de milho para liberação de açúcares passíveis de fermentação. Realizou-se a identificação molecular e filogenética do fungo, além das melhores condições de cultivo. Os parâmetros analisados foram o meio de cultivo e tempo de maior produção enzimática, fonte de nitrogênio, sais, pH inicial do meio de cultivo, tamanho do inóculo em disco, fonte de carbono e suplementação com glicose, além da caracterização das amilases brutas e a aplicação na hidrólise de diferentes substratos. Identificou-se que a cepa analisada pertence à espécie Rhizopus arrhizus, cuja produção enzimática foi otimizada de 0,12 para 22,50 U.mL-¹, com 6 dias de cultivo em meio submerso Carvalho-Peixoto, a 35ºC, de forma estacionária, em presença de ureia, pH inicial 6,0, inóculo em disco de 0,5'' e casca de abacaxi acrescida de glicose. As amilases brutas apresentaram atividade ótima aparente a 60ºC e pH 6,0 (17,5 U.mL-¹), com termoestabilidade por até 240 minutos entre 50 e 55ºC. Além de que sais contendo sulfato e potássio aumentaram a ação catalítica em 26%. As enzimas foram capazes de hidrolisar diferentes substratos, bem como os grânulos de amido presentes nos grãos de milho em temperaturas abaixo do seu ponto de gelatinização, como foi observado pela presença de cavidades nas micrografias superficiais dos grânulos e pela cinética de hidrólise com a liberação de até 0,443 mg de açúcares redutores em 24 horas e sem otimização. Pelo exposto, o estudo demonstrou potencial aplicabilidade para a produção de amilases, uma vez que se utilizou fonte residual de carbono, fonte de nitrogênio relativamente barata, e menor gasto de reagentes químicos na formulação do meio de cultivo e inóculo. Além disso, as amilases produzidas demonstraram ser capazes de hidrolisar os grânulos de amido presentes no milho numa temperatura mais baixa que a utilizada a nível industrial, indicando menor gasto energético na liberação dos açúcares fermentescíveis essenciais na produção do etanol de milho.Item Produção e caracterização bioquímica de xilanases produzidas pelo fungo isolado EA 1.3.1.(UFVJM, 2019) Marinho, Gessica Oliveira; Benassi, Vivian Machado; Nelson, David Lee; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Benassi, Vivian Machado; Roa, Juan Pedro Bretas; Brito, Tássio OliveiraAs biotecnologias relacionadas com as energias renováveis, tais como os biocombustíveis obtidos de fontes residuais, de baixo custo, e que representam tecnologias limpas, tornaram uma solução para os problemas ambientais. Assim, objetivou-se desenvolver um bioprocesso para obtenção de um extrato rico em xilanases fúngicas, determinando seus parâmetros físico-químicos de cultivo do microrganismo, além de caracterizar bioquimicamente o extrato bruto obtido. A otimização da produção xilanolítica foi obtida analisando o desenvolvimento do fungo diante das variações dos recursos disponíveis e com análise bioquímica do extrato bruto. Variou-se os meios de cultivo e tempo de crescimento, fonte de nitrogênio, de carbono, solução de sais, concentração de esporos e pH inicial do meio. A atividade xilanásica foi determinada pela formação dos açúcares redutores pela hidrólise do substrato xilana beechwood 1% (m/v) em tampão acetato de sódio 100 mM, pH 5,5, à 55 ºC, utilizando-se o ácido 3’,5’dinitrosalicílico como agente colorimétrico. A produção xilanolítica máxima foi obtida pelo fungo EA 1.3.1 em meio de cultura líquido Khanna enriquecido com solução de sais CP, durante quatro dias de forma estacionária, utilizando-se extrato de levedura como fonte de nitrogênio. A produção xilanolítica apresentou maiores níveis de atividade quando o microrganismo foi cultivado em meio contendo farelo de trigo com 25,63 U.mL quando comparada com as outras fontes testadas. Vale citar que, a palha de cana-de-açúcar e semente de abóbora também favoreceram a síntese enzimática e, portanto, podem ser utilizadas como fontes alternativas para a produção de xilanases. O pH inicial do meio de cultivo foi de 8,5 e a concentração ideal de inóculo tem ordem de grandeza de 10 esporos/mL. Após a otimização de cultivo, realizou-se a caracterização bioquímica das xilanases, observando-se que a temperatura e pH ideais de ensaio enzimático foram 65 °C e 6,5, respectivamente. Visualizou-se que à 50 °C o extrato enzimático apresentou-se estável, perdendo apenas 8% da sua atividade após 90 minutos de incubação e diminuindo sua atividade com exposição a temperaturas mais elevadas. As enzimas se apresentaram estáveis à pH 5,0, durante 90 minutos. Concluiu-se, assim, que o fungo isolado demonstrou elevada atividade xilanolítica, podendo ser produzido com custo reduzido, devido às fontes de carbono de baixo custo, além de apresentarem características importantes em processos industriais, como atividade enzimática em ampla faixa de temperatura e pH e estabilidade a temperatura.Item Otimização da produção da enzima anti-leucêmica L-asparaginase por Penicillium sp.(UFVJM, 2017) Ardila, Jorge Andrés Rueda; Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Grazziotti, Paulo Henrique; Cardoso, Valéria MacedoA enzima L-asparaginase é atualmente utilizada na indústria de alimentos e na indústria farmacêutica devido à facilidade de catalisar a reação de hidrólise da L-asparagina em aspartato e amônia. Esta propriedade tem aplicação na indústria dos alimentos, pois evita a produção de compostos carcinogênicos como as acrilamidas. Por outro lado, na indústria farmacêutica, esta reação enzimática detém o crescimento de células leucêmicas devido à falta de L-asparagina que estas células devem afrontar. Conforme as células leucêmicas têm pouca ou nenhuma asparagina sintetase, as rotas metabólicas dependem exclusivamente da absorção desse aminoácido do meio fisiológico. Várias pesquisas foram feitas desde que a L-asparaginase mostrou a habilidade de reduzir alguns cânceres na década de 50. Estas pesquisas incluem a triagem de micro-organismos produtores, a otimização de meios de cultura para melhorar a produção e a procura de uma metodologia que consiga purificar a enzima a partir do estrato bruto. Tais pesquisas se intensificaram recentemente no Brasil devido a uma crise de abastecimento gerada pela interrupção da importação pelo fornecedor. A L-asparaginase é um princípio ativo de alta demanda para tratar a leucemia linfoblástica aguda e por isso deve ser produzida no Brasil. Este estudo foi realizado utilizando a linhagem Penicillium sp. T8.3 e teve como objetivo aprimorar a produção da enzima ajustando as condições de cultivo, usando glicerol e L-asparagina (como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente) e pH como as três variáveis de entrada. Os experimentos foram desenvolvidos aplicando ferramentas da estatística multivariável como planejamento fatorial, desenho composto central para gerar um modelo matemático empírico. Foram analisadas a concentração de amônio e a atividade enzimática produzida nos bioprocessos. A atividade enzimática foi determinada em reação conduzida a 37 °C e pH 7,0, condições semelhantes à do meio fisiológico. Todos os dados estatísticos foram gerados com o programa Statistica 7.0 ©. Foi produzida uma atividade máxima de 12,7 U por bioprocesso estacionário conduzido em meio ajustado com 15,5 g.L-1 de glicerol, 5,6 g.L-1 de L-asparagina e pH 4,8. Desse modo, o ajuste das condições de cultivo permitiu elevar a produção em mais de 30 vezes e alcançar uma atividade enzimática superior à maioria dos relatos da literatura que tratam da produção da enzima fúngica. O modelo estatístico previu a produção enzimática com 77% de acerto, mostrando sua validade experimental e o potencial da linhagem T8.3 para a produção de L-asparaginase eucarionte.Item Assimilação de nitrogênio e crescimento apical em fungos filamentosos produtores de L-asparaginase(UFVJM, 2017) Gonçalves, Aline Bacelar; Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Pantoja, Lilian de Araújo; Sivieri, Rúbia Regina GonçalvesO tratamento das leucemias é desafiador por vários aspectos, entre os quais podem ser destacados os efeitos adversos e a obtenção de opções terapêuticas de alta qualidade e de custos razoáveis. A utilização da enzima L-asparaginase como agente terapêutico, limita a fonte exógena de asparagina, da qual as células malignas dependem para o metabolismo celular e para a sobrevivência. Essa é uma opção que oferece menores riscos ao paciente e às células sadias, que são capazes de sintetizar este aminoácido. Neste cenário o objetivo deste trabalho foi selecionar, entre fungos filamentosos, linhagens produtoras da enzima L-asparaginase. O estudo também buscou avaliar o efeito da variação da fonte de carbono e da razão carbono-nitrogênio no crescimento e na expressão da atividade enzimática, a fim de desenvolver meios de cultivo para o processo produtivo. Realizou-se também um estudo do crescimento apical das três linhagens selecionadas, duas do gênero Penicillium sp. e uma do gênero Fusarium sp., em diversos meios de cultivo. O conhecimento gerado sobre as linhagens produtoras e os demais estudos realizados permitiram a obtenção de um meio de cultivo que possibilitou a produção enzimática em até 11,45 U.min-1.mL-1 com a linhagem de Fusarium sp.Item Isolamento e avaliação de fungos filamentosos naturalmente ocorrentes em biomassas lignocelulósicas para a produção de enzimas holocelulolíticas(UFVJM, 2015) Souza, Ilva de Fátima; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Vanzela, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Melo, Verônica Ferreira; Pires Júnior, Donaldo Rosa; Morais, Harriman Aley; Santos, Alexandre Soares dosAs enzimas celulolíticas e xilanolíticas de origem microbiana possuem muitas aplicações industriais. Nos últimos anos essas enzimas vêm sendo amplamente utilizadas na conversão de materiais lignocelulósicos em açúcares fermentescíveis destinados para a produção de bioetanol. Neste trabalho foram isolados micro-organismos naturalmente ocorrentes em biomassas lignocelulósicas e avaliados quanto à produção de enzimas holoceluloliticas. A microbiota estudada foi isolada a partir de cascas e sementes de angiospermas e gimnospermas. Das 112 colônias isoladas em meio sólido, contendo carboxi-metilcelulose (CMC) como única fonte de carbono, 68 delas foram classificadas como fungos filamentosos, 02 como leveduras e 42 colônias como bactérias. As linhagens filamentosas foram submetidas a ensaios de fermentação submersa para investigação do potencial para a produção das atividades CMCásica, FPásica, β-glucosidásica e xilanásica. Os resultados revelaram que todas as linhagens filamentosas foram capazes de secretar pelo menos três das quatro atividades enzimáticas pesquisadas. Os maiores valores de atividade enzimática encontrados foram de 4.870,38 U.L-1 para CMCase; 1.586,00 U.L-1 para FPase; 1.531,95 U.L-1para β- glicosidase e 15.152,86 U.L-1 para as xilanases. Entre os gêneros de fungos filamentosos identificados estavam Absidia, Acremonium, Aspergillus, Curvularia, Mucor, Penicillium e Trichoderma.Item Produção de hidrolases holocelulolíticas por fermentação em estado sólido com uso de fungos filamentosos e coprodutos da agroindústria de óleos vegetais como fontes de carbono(UFVJM, 2015) Santos, Ricardo Salviano dos; Santos, Alexandre Soares dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Reis, Angélica Pataro; Cardoso, Valéria Macedo; Siqueira, Félix Gonçalves de; Pereira JR, Nei; Santos, Alexandre Soares dosA demanda por enzimas holocelulotíticas tem aumentado nos últimos anos, impulsionada, principalmente, pelo mercado recém estabelecido de etanol de 2ª geração. Diante disso, o objetivo central desta tese foi avaliar o potencial de fungos filamentosos selecionados e de resíduos agroindustriais derivados de oleaginosas, usados aqui como fontes de carbono, para a produção de enzimas celulolíticas e xilanolíticas por fermentação em estado sólido (FES) conduzida em batelada simples. O desenvolvimento deste projeto envolveu as seguintes etapas: caracterização centesimal dos resíduos agroindustriais; avaliação do potencial indutor de cada resíduo agroindustrial sobre a produção enzimática de holocelulases por cada uma das linhagens fúngicas pesquisadas; otimização da produção das hidrolases de interesse com o uso da linhagem fúngica e do resíduo agroindustrial que se destacaram; caracterização do extrato enzimático obtido na condição otimizada; e avaliação da aplicação do extrato enzimático obtido na condição otimizada na sacarificação de biomassas lignocelulósicas. Cinco linhagens de fungos filamentosos, Aspergillus niger INCQS:40065, Aspergillus tubingensis AN1257, Fusarium oxysporum INCQS:40144, Penicillium oxalicum INCQS:40103 e Trichoderma reesei CCT2768, e seis resíduos agroindustriais, tortas de caroço de algodão, dendê, girassol, macaúba, mamona e pinhão manso, usados como fontes de carbono, foram avaliados para a produção das enzimas de interesse. Dentre as linhagens testadas, Aspergillus tubingensis AN1257 foi a que se destacou para a produção de enzimas celulolíticas e xilanolíticas, especialmente quando combinado com a torta de caroço de algodão. A otimização de processo conduzida com A. tubingensis e a torta de caroço de algodão para a produção das atividades de CMCase, FPase, β-glucosidase e xilanase apontou a razão sólido:líquido (S/L) de 35%, a fonte de nitrogênio de 1,30 g de (NH4)2SO4 /100g torta, e o tamanho do inóculo de 1,00 x 107 conídios/g de torta, como determinantes para a condição fermentativa otimizada. Nesta condição fermentativa otimizada foram obtidos valores de atividade aproximados de 20 U/g para CMCase, 50U/g para FPase, 300 U/g para β-glucosidase e 1300 U/g para xilanase, após 8 dias de fermentação. Os efeitos combinados da temperatura e do pH sobre as atividades das enzimas holocelulolíticas produzidas por A. tubingensis AN1257 denotam uma boa aplicabilidade destas enzimas sob temperaturas entre 40 e 60°C, e pH em torno de 4,0 a 5,0. O extrato enzimático produzido por A. tubingensis AN1257 na condição fermentativa otimizada mostrou-se eficiente na sacarificação das próprias tortas vegetais usadas inicialmente como fontes de carbono, sobretudo quando aplicado em processo de sacarificação e fermentação simultânea da torta de girassol pré-tratada. Este processo resultou na produção de 16 g de etanol por 100g de torta de caroço de algodão e um mosto fermentado com a concentração de 20g/L de etanol. O conjunto dos resultados obtidos nesta tese aponta como promissor o uso de alguns resíduos agroindustriais e fungos filamentosos selecionados para a produção de enzimas holocelulolíticas com potencial aplicação para a produção de bioetanol de 2ª geração. Palavras