Trabalhos científicos 21

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Como funciona a atividade?

As apresentações de trabalhos científicos são excelentes oportunidades de promover a divulgação científica, ampliar o networking e conhecer mais a fundo as linhas de pesquisa que estão sendo desenvolvidas na área da Biotecnologia. Nesta atividade, alunos de iniciação científica ou da pós-graduação podem apresentar seus projetos de pesquisa, nas modalidades de apresentação oral ou em pôster, pontuando os fundamentos teóricos que levaram ao estudo, a metodologia empregada e os resultados e conclusões obtidos a partir dos experimentos. Os trabalhos científicos são analisados por avaliadores e, ao final do evento, são revelados os vencedores nas categorias de melhor apresentação.

Effect of tween 80 addition in sugarcane bagasse pretreatments assisted by hydrodynamic cavitation aiming to produce biopigments

Alexandra Lazuroz Moura de Almeida

Resumo: Devido à complexa estrutura da biomassa lignocelulósica, é comum a necessidade de uma etapa de pré-tratamento para produzir subprodutos de alto valor. A cavitação hidrodinâmica (HC) tem sido apontada como uma assistente de alto potencial nesse processo, devido à sua eficiência energética e à redução no uso de catalisadores químicos. O uso de surfactantes, como Tween 80, é estudado como um aditivo alternativo para melhorar a solubilização da lignina e outros componentes. Foram avaliados diferentes tratamentos com uma concentração de 3% (m/m) de Tween 80, com análise química da biomassa e rendimento de sacarificação enzimática. Além disso, o surfactante remanescente será estudado para melhorar a hidrólise enzimática e fermentação visando à produção de biopigmentos por Monascus ruber.

Análise e suplementação do secretoma de Aspergillus fumigatus var. niveus com enzimas oxidativas recombinantes

Aline Larissa Gonçalves

Resumo: A biomassa lignocelulósica é uma alternativa renovável e sustentável para substituir fontes energéticas fósseis. Estudos têm focado em compreender como fungos filamentosos, como o Aspergillus fumigatus var. niveus (AFUMN), degradam eficientemente essa biomassa. Este trabalho analisou o secretoma do AFUMN cultivado em bagaço de cana-de-açúcar, identificando predominância de enzimas hidrolíticas. Para aumentar a eficiência de degradação, enzimas oxidativas, como as LPMOs, foram adicionadas ao secretoma. A LPMO TtLPMO9O mostrou um aumento de 166% na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar, indicando seu potencial como uma adição valiosa a coquetéis enzimáticos para melhorar a degradação da biomassa lignocelulósica.

Pré-tratamento oxidativo assistido por cavitação hidrodinâmica do bagaço de cana usando fontes oxidativas químicas como ozônio e peróxido de hidrogênio

Carina Aline Prado

Resumo: A produção de combustíveis e commodities sustentáveis a partir de fontes renováveis é um tema de destaque na pesquisa global, especialmente em vista das preocupações ambientais na era da bioeconomia. O pré-tratamento é essencial nas biorrefinarias lignocelulósicas para melhorar a acessibilidade das enzimas hidrolíticas aos carboidratos. Métodos inovadores de pré-tratamento, como a cavitação hidrodinâmica (HC) assistida por processos oxidativos avançados (POA), têm mostrado resultados promissores. Neste estudo, o pré-tratamento HC-POA do bagaço de cana-de-açúcar foi avaliado para sua eficácia na digestibilidade enzimática. Um projeto de composto central foi realizado para otimizar as variáveis de entrada de ozônio e concentração de peróxido de hidrogênio. Os resultados indicaram condições ótimas para a hidrólise de glucana e xilana. Os experimentos confirmaram os rendimentos previstos, demonstrando o potencial do pré-tratamento proposto para a produção de xilitol e etanol 2G por fermentação.

Potencial de aproveitamento da biomassa residual de Candida tropicalis na bioprodução de xilitol a partir de bagaço e palha de cana-de-açúcar

Carla Maria Moreira Mendes

Resumo: No Brasil, o setor sucroalcooleiro gera grandes volumes de subprodutos, como bagaço e palha de cana-de-açúcar. Pesquisas buscam aproveitar esses resíduos para produzir xilitol, um composto de alto valor usado em odontologia, cosméticos, alimentos e materiais. Embora o xilitol seja geralmente produzido por processos químicos, estudos procuram viabilizar sua produção biotecnológica. Este estudo foca na otimização da destoxificação do hidrolisado hemicelulósico desses resíduos, usando Candida tropicalis em vez de carvão ativado. Isso tornaria o processo mais sustentável e econômico. As etapas incluem a obtenção do hidrolisado, concentração da xilose e destoxificação do meio, visando melhorar o desempenho da fermentação.

Bioconversão de biomassa lignocelulósica como alternativa sustentável na produção de bioemulsificante por Aureobasidium pullulans LB83

Daylin Rubio Ribeaux

Resumo: Bioemulsificantes são moléculas anfipáticas produzidas por micro-organismos a partir de resíduos agroindustriais, sendo vantajosas por sua baixa toxicidade, alta biodegradabilidade e estabilidade em condições extremas. Este estudo avaliou a produção de bioemulsificante pela levedura Aureobasidium pullulans LB83 usando bagaço de cana-de-açúcar como substrato na fermentação em estado sólido. O pré-tratamento alcalino removeu 47,9% da lignina, e a produção de bioemulsificante foi observada a partir do terceiro dia de fermentação, alcançando valores máximos no nono dia. Esses resultados destacam o potencial de produção de bioemulsificante a partir de biomassa lignocelulósica, com possível aplicação na indústria alimentícia.

Iron-enriched yeast biomass production from industrial byproducts

Edith Mier Alba

Resumo: O ferro é crucial para diversos processos metabólicos nos organismos, porém sua baixa biodisponibilidade frequentemente leva a doenças relacionadas à deficiência. Suplementos alimentares com sais de ferro inorgânico são comumente usados para tratar essa deficiência, mas têm eficácia limitada e podem causar efeitos colaterais. A biomassa de levedura enriquecida com ferro oferece uma alternativa mais biodisponível, reduzindo os efeitos colaterais. Este estudo explora a tolerância do Saccharomyces cerevisiae a concentrações de Fe+2 e o uso de subprodutos de biomassa amilácea para o meio de cultura sustentável na produção de biomassa enriquecida com ferro. A levedura tolerou Fe+2 até 15 mg L-1, com o crescimento diminuindo em concentrações mais altas. A fermentação submersa usando meio YPG e hidrolisado ácido produziu 10,91 g L-1 de células secas e 0,26 mg de ferro intracelular por grama de célula seca com suplementação de 15 mg L-1 de Fe2SO4. A maior produção de biomassa foi de 7,9 g L-1 de células secas, com 3,18 mg de ferro por grama de célula seca. Esse processo inovador tem potencial para métodos de produção de baixo custo e amigáveis ao meio ambiente, beneficiando a saúde humana e animal.

Estudo do pré-tratamento hidrotérmico do bagaço de cana-de-açúcar em reator de bancada

Elisângela de Jesus Cândido Moraes

Resumo: O aumento global do consumo de energia e as preocupações com as reservas de combustíveis fósseis têm gerado a necessidade de sistemas energéticos mais sustentáveis. Neste estudo, foi realizado o pré-tratamento hidrotérmico do bagaço de cana para avaliar a transferência de massa e calor no processo. Melhorias foram implementadas com base nos resultados, visando aumentar a conversão de celulose em glicose. Experimentos foram conduzidos em diferentes condições, sendo os mais eficientes a 170°C por 40 minutos, com uma relação sólido:líquido de 1:15 (m/v). O balanço material e energético mostrou resultados satisfatórios, indicando que o processo é ambientalmente correto e eficiente.

Low-cost nitrogen sourcer enhance enzymatic hydrolysis of sugarcane residues for biopigments production

Fernando Tonet de Pier

Resumo: Resíduos agroindustriais lignocelulósicos podem gerar biopigmentos de alto valor. Para isso, é necessário quebrar as ligações químicas da celulose por hidrólise enzimática. No entanto, algumas enzimas podem se ligar à lignina, reduzindo o rendimento da sacarificação. Este estudo investiga fontes de proteínas de baixo custo como alternativa aos surfactantes para melhorar a sacarificação enzimática. Proteínas de levedura de cerveja e farelo de arroz mostraram-se eficazes para glicose, enquanto as de farinha de soja foram destacadas para xilose. Essas proteínas são promissoras para melhorar o processo de produção de biopigmentos.

Pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar assistido por cavitação hidrodinâmica utilizando POA's em meio alcalino

Maria Laura Silva Cunha

Resumo: O etanol de segunda geração, obtido a partir do bagaço de cana-de-açúcar, é uma alternativa promissora para a produção de biocombustíveis no Brasil. No entanto, a eficiência econômica desse processo depende de um pré-tratamento eficaz do bagaço, que é recalcitrante devido à sua estrutura. A cavitação hidrodinâmica (CH) e os processos oxidativos avançados (POA's) são métodos inovadores que têm mostrado resultados positivos nesse sentido. Este estudo avaliou a eficácia do pré-tratamento do bagaço utilizando ozônio e peróxido de hidrogênio em conjunto com CH. Os resultados mostraram altos rendimentos de hidrólise de glucana e xilana, indicando que a combinação de agentes oxidantes e CH é uma alternativa promissora para aumentar a digestibilidade enzimática do bagaço de cana-de-açúcar.

Produção biotecnológica de pululana para encapsulação de medicamentos

Mônica Maria Cruz Santos

Resumo: Desde 2020, a humanidade enfrenta os desafios da COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2. Este estudo visa produzir pululana através da fermentação com Aureobasidium pullulans ATCC 42023, usando glicose comercial como fonte de carbono. Diferentes estratégias estão sendo avaliadas em termos de rendimento, consumo de açúcares, conteúdo de melanina e peso molecular. Os resultados mostraram que nas horas 144 e 168 são alcançadas as melhores produções de pululana. Essa substância poderá ser utilizada em revestimentos de medicamentos para liberação controlada de ativos.

Alternativa de Hidrólise Enzimática com auxílio do reator de cavitação hidrodinâmica para bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por Processos Oxidativos Avançados assistido por cavitação hidrodinâmica

Paulo Antonio Ferreira Hummel Pinto Fernandes

Resumo: No Brasil, a produção de etanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar é importante devido à viabilidade econômica do etanol 2G. As pesquisas atuais visam aproveitar completamente a matéria-prima em biorrefinarias, utilizando pré-tratamentos como a cavitação hidrodinâmica (CH) para aumentar a digestibilidade enzimática da celulose. Propõe-se o estudo de um pré-tratamento assistido por CH e processo Fenton para reduzir custos e aumentar a eficiência da hidrólise enzimática, visando otimizar o processo. Resultados experimentais mostraram melhorias na hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar tratado previamente, com aumento na quantidade de celulose e hemicelulose convertidas em açúcares fermentáveis.

Utilization of sugarcane straw for production of B-glucan biopolymer by Lasiodiplodia theobromae CCT 3966 in batch fermentation process

Peyman Abdeshahian

Resumo: β-glucanos, um biopolímero emergente, são frequentemente produzidos usando açúcares comerciais caros, tornando o processo economicamente inviável. Este estudo teve como objetivo utilizar palha de cana-de-açúcar (SCS) como fonte de carbono de baixo custo para a produção de β-glucano por Lasiodiplodia theobromae CCT3966. A SCS passou por pré-tratamentos ácido e alcalino, seguidos de sacarificação enzimática para liberar glicose. A metodologia de superfície de resposta (RSM) foi usada para otimizar a concentração de extrato de levedura e o pH inicial para a produção de β-glucano. As condições ótimas foram encontradas para ser 1 g/L de extrato de levedura e um pH inicial de 7. O cultivo da cepa fúngica em hidrolisado de SCS nessas condições resultou em uma produtividade de β-glucano de 0,014 g/L/h. O estudo demonstrou que a SCS pode ser uma fonte promissora de glicose para a produção fermentativa de β-glucano.

Produção de biossurfactante por Aureobasidium pullulans LB83 em fermentação em estado sólido utilizando bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por cavitação hidrodinâmica

Rogger Alessandro Mata da Costa

Resumo: A biomassa da cana-de-açúcar é um recurso abundante no Brasil, muitas vezes um subproduto da indústria sucroalcooleira. Tecnologias de pré-tratamento, como a cavitação hidrodinâmica, têm sido exploradas para converter essa biomassa em açúcares fermentáveis, facilitando sua utilização em biorrefinarias. Neste estudo, foi avaliada a produção de biossurfactante por fermentação em estado sólido com o bagaço pré-tratado por cavitação hidrodinâmica e NaOH como substrato. A deslignificação do bagaço foi de aproximadamente 44,7%, e o índice de emulsificação aumentou ao longo do tempo de fermentação, demonstrando potencial de emulsificação em diferentes substâncias. Os resultados mostram que a cavitação hidrodinâmica associada ao NaOH tem efeito deslignificante na biomassa lignocelulósica, com produção de biossurfactante aplicável em diversas indústrias.

Variação de escala da produção de 2,3-butanodiol por Klebsiella oxytoca empregando-se como critério o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio

Samara Cardoso Alves

Resumo: O 2,3-butanodiol é um álcool usado em várias indústrias, como na produção de borracha sintética, diacetil e até mesmo como combustível. Sua produção por Klebsiella oxytoca a partir de glicerol, um subproduto do biodiesel, é vantajosa ambientalmente. Contudo, a transição do processo de frasco para biorreator pode ser desafiadora. Este estudo buscou reproduzir a fermentação em biorreator usando o mesmo pH e coeficiente de transferência de oxigênio (kLa) do frasco. Os ensaios em frascos e biorreator foram realizados com controle de pH em 6,0 e 60 g/L de glicerol. Os resultados mostraram produção semelhante de 2,3-butanodiol em ambas as condições, indicando a eficácia do sistema em reproduzir as condições do biorreator.

Avaliação de métodos de extração de biopigmentos produzidos pela levedura Pichia kudriavzevii

Thércia Rocha Balbino

Resumo: Biopigmentos são pigmentos naturais obtidos de plantas e microrganismos, oferecendo potencial como substitutos de pigmentos sintéticos e propriedades antioxidantes. A extração de biopigmentos intracelulares envolve rompimento celular e extração, com métodos e solventes variados. Neste estudo, avaliamos diferentes métodos de extração de biopigmentos da levedura P. kudriavzevii, utilizando acetato de etila e etanol. Os resultados mostraram que o rompimento celular com ultrassonicador foi o método mais eficiente, promovendo maior absorvância dos biopigmentos. Isso sugere uma metodologia promissora para extrair biopigmentos de forma eficiente e menos prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana.

Biosynthesis of possible plant-growth promotors using residual feedstock as sustainable bio-inputs in agriculture

Thiago Moura Rocha

Resumo: A crescente população mundial tem levado ao uso extensivo de fertilizantes sintéticos na agricultura, causando esgotamento do solo, contaminação da água e perturbação da biodiversidade. Em resposta, há uma demanda crescente por práticas agrícolas sustentáveis, incluindo biofertilizantes compostos por metabólitos microbianos. Este projeto visa desenvolver formulações de biofertilizantes usando biossurfactantes de Starmerella bombicola e metabólitos secundários de Trichoderma harzianum. Conídios de T. harzianum serão produzidos por fermentação no estado sólido de bagaço de cana-de-açúcar e casca de arroz, enquanto a produção de biossurfactante ocorrerá por fermentação submersa em meio à base de óleo de cozinha residual. Foram realizados pré-tratamentos alcalinos de casca de arroz e bagaço de cana-de-açúcar para remover a lignina. Diversas cepas de S. bombicola foram testadas para produção de biossurfactantes, com a cepa Y-6419 apresentando a maior produção de aproximadamente 6,5 g/L. Biossurfactantes de outras cepas estão passando por caracterização estrutural. Além disso, estudos sobre a influência do extrato de farelo de arroz na produção de biossurfactantes estão em andamento. Este projeto visa demonstrar a viabilidade de produzir produtos biotecnológicos sustentáveis para agricultura, incluindo biofertilizantes com propriedades de controle biológico de patógenos, usando biomoléculas de biorrefinarias.

Síntese de Nanocatalisadores para Aplicação em Pré-Tratamento de Biomassa Lignocelulósica visando a obtenção de Açúcares Fermentescíveis

Yasmin Cristhine de Souza Melo

Resumo: A hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar para a obtenção de açúcares, essenciais na produção de bioprodutos como o etanol de segunda geração, enfrenta desafios operacionais, incluindo o alto custo das enzimas e seu descarte. Este estudo propõe a utilização de nanocatalisadores - enzimas celulases imobilizadas em nanopartículas magnéticas (NPMs) - para melhorar a eficiência do processo. A síntese das NPMs de ferro (Fe3O4) e a imobilização das enzimas foram realizadas usando o método de co-precipitação química. Os resultados mostraram que as enzimas celulases imobilizadas liberaram menos glicose em comparação com as enzimas livres, possivelmente devido à ocupação de sítios catalíticos durante a imobilização. No entanto, os nanocatalisadores desenvolvidos demonstraram potencial para a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar, evidenciando a viabilidade do método proposto. Além disso, o método de síntese das nanopartículas foi considerado simples, viável e resultou em um material com propriedades desejáveis.

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