02 - Mestrado - Biotecnologia

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Prospecção de bactérias promotoras de crescimento visando a redução do estresse oxidativo causado pelo déficit hídrico em plantas de tomate
(2023-04-14) Silva, Lettícia Marques da; Oliveira, André Luiz Martinez de; Batista, Jesiane Stefania da Silva; Galvão, Carolina Weigert
O tomate (Solanum lycopersicum L.) é classificado como uma frutífera, pertencente à família Solanaceae. É uma das olerícolas mais cultivadas no mundo ao lado da batata. Apesar da facilidade de cultivo, a sua produção enfrenta diversas dificuldades, como altas temperaturas, estresse hídrico, solos secos e ácidos. O déficit hídrico é um problema abiótico que tem afetado diversas culturas com maior intensidade. A restrição hídrica sob as plantas causa fechamento dos estômatos, diminuição da taxa fotossintética e, consequentemente, a produção descontrolada de espécies reativas de oxigênio (ROS), causando o estresse oxidativo. Para combater altas concentrações de ROS nas células, as plantas possuem um sistema de defesa, composto por enzimas antioxidantes, como: superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT). Essas enzimas convertem ROS em formas não reativas, diminuindo a sua concentração na planta. Bactérias promotoras de crescimento (PGPB) vêm sendo muito utilizadas nas últimas décadas para diminuir danos causados pelo estresse biótico e abiótico de diferentes culturas. PGPB são microrganismos presentes principalmente na rizosfera de plantas, e atuam positivamente, de forma direta ou indireta, no crescimento vegetal. O objetivo deste trabalho foi identificar bactérias promotoras de crescimento vegetal com potencial para reduzir danos oxidativos decorrentes do estresse hídrico induzido por polietilenoglicol, utilizando plantas de tomate como modelo experimental. Sementes de tomate foram submetidas a germinação em meio ágar-água como controle, e meio ágar- água com adição de polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: 0%, 25% e 50% com objetivo de simular o estresse osmótico. Os tratamentos ficaram em câmara de crescimento por 30 dias (25°C/dia 22°C/noite, 16 horas de fotoperíodo e 80% UR). Após esse período, as plântulas foram pesadas para determinar a massa fresca da parte área. As análises para determinação de peróxido de hidrogênio (H2O2), proteínas solúveis totais, atividade de superóxido dismutase e peroxidase foram realizadas em espectrofotômetro. Os dados foram submetidos ao teste não paramétrico de Kruskal - Wallis e as médias foram comparadas pelo teste de Dunn a 5% de probabilidade. Os isolados B5 – Herbaspirillum sp. (114), B6 – Trinickia sp. (24), B7 – Bacillus sp. (4) e B8 – Bacillus sp. (145) demonstraram boa capacidade em induzir a planta a tolerar o déficit hídrico
Caracterização de uma coleção de bactérias associativas e seleção de estirpes com potencial de mitigar o estresse hídrico utilizando o tomate (“solanum lycopersicum”) como modelo experimental
(2023-03-13) Serqueira, Juliana Marques; Oliveira, André Luiz Martinez de; Melo, Marcelo Rodrigues de; Oliveira, Admilton Gonçalves de; Rodrigues, Elisete Pains
Existem estimativas de aumento significativo na temperatura atmosférica para os próximos anos, juntamente com alterações no regime pluvial que resultem na frequência de eventos extremos como seca e enchentes. A ocorrência frequente de eventos extremos de seca causa grande preocupação para o setor agropecuário, uma vez que a menor disponibilidade hídrica no solo resulta em consequências negativas diretas para o crescimento e produtividade das plantas. Pensando nisso, esse trabalho teve como objetivo caracterizar 129 isolados bacterianos selecionados a partir de uma coleção de isolados bacterianos previamente obtida a partir de plantas jovens de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica, na busca por microrganismos capazes de mitigar o efeito negativo do estresse hídrico sobre o desenvolvimento de plantas. Os isolados selecionados para este estudo compunham grupos filogenéticos sem potencial patogênico, e sua caracterização envolveu atributos relacionados com a promoção de crescimento vegetal: produção de compostos indólicos, capacidade de solubilização de fosfato de ferro, biossíntese de sideróforos, formação de biofilme e tolerância ao estresse hídrico. Com base nesta caracterização, e capacidade de mitigar o estresse hídrico a fim de prospectar estirpes candidatas para desenvolver um bioinsumo. Foram identificadas as 10 estirpes mais tolerantes ao estresse osmótico, que foram utilizadas em um ensaio de inoculação em sementes de tomate (Solanum lycopersicum). Estas plantas foram cultivadas em câmara de crescimento por 30 dias sob diferentes concentrações de polietilenoglicol (PEG) para simular o estresse hídrico, sendo avaliadas quanto ao acúmulo de prolina nas raízes e biomassa de raízes. Na ausência de estresse osmótico, cinco dos dez isolados avaliados promoveram incremento na massa fresca de raízes (19,1% a 190,4%) e cinco isolados promoveram incremento no conteúdo de prolina (25,6% a 332,8%) em comparação aos valores obtidos de plantas não inoculadas, com destaque para Bacillus spp. estirpe 112R1CT que promoveu incremento em ambas as variáveis. Na presença de estresse osmótico moderado (250 g PEG L-1), todas as estirpes inoculadas promoveram incremento na biomassa fresca de raízes (53,9% a 348,3%) e redução no conteúdo de prolina (13,8% a 81,4%). Nesta condição, houve destaque para as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Bacillus spp. 145CT, que promoveram incrementos superiores a 300% na biomassa de raízes e redução de quase 80% no conteúdo de prolina. Sob estresse osmótico elevado (500 g PEG L-1), sete estirpes foram capazes de aumentar a massa fresca de raízes (incrementos de 44,4% a 388,9%), com grande variação nos teores de prolina conforme a estirpe inoculada. As estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Trinickia spp. 24JL, promoveram os maiores aumentos na biomassa de raízes de plantas crescidas sob estresse osmótico elevado (incrementos de 388,9% e 308,3% respectivamente). Em conjunto, os resultados sugerem que as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL, Trinickia spp. 24JL e Bacillus spp. 145CT possuem potencial para o desenvolvimento de um novo bioinsumo voltado ao aumento da tolerância de plantas ao estresse hídrico. Além disso, a proteção contra o estresse hídrico promovida pelas estirpes mais promissoras parece não estar relacionada com o aumento nos teores de prolina dos tecidos radiculares
Caracterização e expressão dos genes da família NAC sobre estresse hídrico em Arabidopsis thaliana e Glycine max
(2024-04-08) Souza, Enya Maria Gois de; Henning, Liliane Marcia Mertz; Sartori, Daniele; Moraes, Larissa Alexandra Cardoso
A soja, originária do continente asiático, vem cada vez mais ganhando espaço e importância. Atualmente, o Brasil vem se destacando como o principal produtor global de soja, contudo, a cultura enfrenta desafios substanciais associados a estresses bióticos e abióticos, sendo a seca particularmente proeminente. Para mitigar os efeitos adversos da seca, uma abordagem central é a seleção e desenvolvimento de variedades de soja que apresentem maior tolerância à escassez de água. Essa estratégia requer uma compreensão aprofundada dos mecanismos moleculares subjacentes à resposta das plantas ao estresse hídrico. Estudos recentes identificaram fatores de transcrição NAC, como elementos fundamentais na modulação da tolerância ao estresse hídrico e no desenvolvimento das plantas. Tais fatores exercem influência sobre a expressão gênica e os processos fisiológicos que capacitam as plantas a enfrentarem condições adversas de seca. A elucidação desses mecanismos não apenas amplia o entendimento da soja, mas também abre perspectivas promissoras para o avanço de estratégias biotecnológicas direcionadas à criação de variedades de soja mais robustas e adaptadas às condições de estresse hídrico. Os resultados destacam uma regulação diferencial dos genes NAC, sobressaindo-se o aumento significativo na expressão dos genes ANAC 105/NAC 76.2 e ATAF 1/NAC 2.2 na cultivar BR 16, sensível à seca, além de um incremento aproximado de 16,5% na expressão do gene ANAC 40/NAM na cultivar Embrapa 48, reconhecida pela sua tolerância à escassez hídrica. Tais descobertas conferem importantes subsídios para o delineamento de estratégias de melhoramento genético destinadas a aprimorar a tolerância à seca na soja, potencialmente contribuindo para a garantia da segurança alimentar e a sustentabilidade agrícola
Acetilação de celulose extraída de resíduos da agroindústria
(2022-02-21) Paiva, Mayara Thamela Pessoa; Oliveira, Suzana Mali de; Mantovan, Janaina; Garcia, Patrícia Salomão
O acetato de celulose (AC) é o derivado éster da celulose mais empregado industrialmente, e a modificação química através (via) da acetilação da celulose extraída de resíduos lignocelulósicos se configura como uma alternativa em potencial para a valorização destes resíduos. O método padrão de acetilação utiliza os ácidos sulfúrico e acético, como catalisador e solvente, respectivamente. Sendo assim, os objetivos desse trabalho foram produzir AC a partir da celulose extraída de dois resíduos, a casca de aveia (CA) e a casca de soja (CS), empregando o método de acetilação homogênea convencional e propor um processo hidrotérmico alternativo, visando uma rota eco-amigável, livre de solvente e catalisador. O AC obtido foi caracterizado quanto ao grau de substituição (GS), massa molar viscosimétrica (Mv), solubilidade, hidrofobicidade, capacidade de absorção de óleo (CAO), molhabilidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e sua morfologia. A celulose foi extraída na presença do ácido peracético (APA), o quê resultou em um aumento do teor de celulose de 15,14% para 85,58% na celulose da CA, e de 37,78% para 79,52% na celulose da CS. Através da acetilação homogênea e hidrotérmica da celulose da casca de aveia (CEA) foi possível obter-se monoacetatos e diacetatos, com GS variando de 1,62 a 2,50. Para a celulose da casca de soja (CES), na acetilação homogênea foram obtidos em maioria triacetatos, com GS em torno de 2,70 a 2,86 e, no processo hidrotérmico, todos os materiais foram caracterizados como monoacetatos, com GS variando de 1,58 a 1,91. A modificação da celulose, por ambos os métodos foi confirmada através do surgimento de banda característica no espectro de FT-IR em 1750 cm-1, que foi atribuída ao alongamento da ligação C - O do grupo éster. Constatou-se o aumento da Mv dos AC, para os ambos os métodos de acetilação, com variações de 16,26 a 519,70% em ganho de massa. Além disso, a inserção de novos grupos funcionais diminuiu a cristalinidade, aumentou a hidrofobicidade das amostras, alterando sua molhabilidade, aumentando a CAO e solubilidade em diversos solventes orgânicos. Portanto, ambos os métodos empregados se mostraram eficientes em modificar a celulose extraída das CA e CS, e o processo hidrotérmico se mostrou uma alternativa viável para a produção de acetato de celulose
Desenvolvimento de gel de nanocelulose com ácido hialurônico e nanopartículas de prata com propriedades antibacterianas
(2022-05-18) Modesto, Mirian; Tischer, César Augusto; Kobayashi, Renata Katsuko Takayama; Oliveira, Suzana Mali de; Nakazato, Gerson
O presente trabalho refere-se ao desenvolvimento de um gel compósito de liberação sustentada, tópico hidrofílico composto por nanocelulose, ácido hialurônico, sorbato de potássio e nanopartículas de prata. O compósito constituído entre nanocelulose e ácido hialurônico tem a característica de formar uma rede hidrofílica capaz de reter grandes quantidades de água, se tornando semelhante aos tecidos biológicos e com capacidade de incorporar agentes com finalidade especificas, dando origem a eficientes sistemas de liberação. Nanopartículas de prata, exibem um conjunto de mecanismos de ação antimicrobiana, de forma aprimorada e apresentando amplo espectro contra várias cepas de bactérias e outros patógenos, com efeito de longa duração em baixas concentrações, o que limita relativamente a toxidade da prata para as células humanas. Neste estudo, foi avaliada a atividade antibacteriana das AgNPs quimicamente sintetizadas frente a bactéria Gram-negativa Pseudomonas aeruginosa. A atividade antibacteriana foi avaliada utilizando técnicas de disco-difusão em ágar, microdiluição seriada em caldo para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM), e curva de tempo de morte. As nanopratas foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia na Região do Ultravioleta-visível (UV vis). Pelas imagens da MEV, se constatou que o compósito apresentou arranjo randômico, tridimensional e com preenchimento de toda a rede de nanofibrila da celulose. Pelos ensaios de atividade antimicrobiana, CIM apresentou valor de 1,5 µg/mL e efeito bactericida. O ensaio de Curva de morte constatou que o agente teve efeito bacteriostático com 1 hora de ação e em 3 horas cessou o crescimento bacteriano. O gel formulado exibiu grande potencial para aplicação como bactericida, em baixas concentrações do ativo sendo proposto como alternativa para o tratamento e controle de infecções causados por P. aeruginosa usando nanopartículas de prata como agente antimicrobiano
Hidrogéis biodegradáveis superabsorventes: processo de produção, caracterização e potencial de aplicação na agricultura
(2024-02-28) Kishima, João Otávio Ferraro; Oliveira, Suzana Mali de; Oliveira, André Luiz Martinez de; Beluci, Natália de Camargo Lima; Mantovan, Janaina
Os indícios das mudanças climáticas e dos impactos relacionados ao uso extensivo de materiais sintéticos não biodegradáveis são cada vez mais evidentes. Os seus prejuízos vão além da destruição da fauna e flora, incluindo também a inutilização, quase permanente, de recursos hídricos e terrestres, bem como o aumento da insegurança alimentar. Sabendo disso, a busca por soluções para esses problemas se mostra de extrema urgência. Biopolímeros, são materiais poliméricos de fonte renovável, que apresentam grande aplicabilidade para a produção de hidrogéis, materiais poliméricos tridimensionalmente reticulados, com elevada capacidade de absorção de água. A extrusão reativa é uma tecnologia que pode ser empregada para a obtenção de novos materiais e misturas poliméricas, usando processos que ocorrem na ausência de solventes e efluentes, geralmente em etapa única, e em um curto espaço de tempo. O estudo teve como objetivo, produzir e caracterizar hidrogéis biodegradáveis superabsorventes para uso na agricultura a partir das misturas de diferentes biopolímeros (amido, gelatina, celulose, e goma xantana) e glicerol como plastificante, empregando-se o processo de extrusão reativa em etapa única e ácido cítrico como agente reticulante. Foram obtidos hidrogéis no formato de pellets, com a capacidade de absorver entre 187% a 492% o seu peso em água. O processo de extrusão reativa foi capaz de induzir novas ligações, ésteres e amidas, evidenciadas pelas bandas características na espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O uso do ácido cítrico como agente reticulante se mostrou eficiente, e o maior teor de ácido cítrico (3%) levou à obtenção de amostras com maior grau de intumescimento, além disso a porosidade da sua estrutura interna parece ter favorecido o maior intumescimento. Nos ensaios preliminares de aplicação, verificou-se que quando a formulação com maior teor de ácido cítrico foi empregada, a concentração de 5% do hidrogel em solo aumentou significativamente a capacidade de retenção de água do solo e resultou na maior taxa de germinação das sementes de milho testadas. O processo de extrusão se mostrou eficiente na obtenção de hidrogéis biodegradáveis, com as vantagens de ser um processo escalonável e ambientalmente amigável
Estratégias de controle pré e pós colheita da contaminação por micotoxinas em grãos de milho (Zea mays L.)
(2011-05-23) Souza, Aline Francisca de; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Yabe, Maria Josefa Santos; Zucareli, Claudemir
O milho (Zea mays L.) é um cereal de importância econômica mundial, caracterizado pela alta qualidade nutricional, que o torna susceptível à contaminação por fungos toxigênicos, como Fusarium spp. A contaminação pode ocorrer no campo, durante o desenvolvimento dos grãos, ou no período de colheita, reduzindo a qualidade do grão, além da produção de metabólitos secundários tóxicos (micotoxinas), que causam graves doenças em seres humanos e animais. A prevenção na pré-colheita constitui o melhor método para controlar a contaminação por micotoxinas, porém quando ocorre a contaminação, os riscos associados a toxinas devem ser controlados por procedimentos pós-colheita. No presente trabalho foi avaliada a contaminação fúngica e fumonisinas em diferentes cultivares de milho (Asteca, Caiano, IPR 114 e DKB 390), submetidos à adubação orgânica (cama de frango), mineral (NPK) e controle (sem adubação) e a utilização de um híbrido de milho (Mon 810) submetido à adubação fosfatada (superfosfato triplo, fosfato de gafsa, fosfato de itafós e a mistura superfosfato triplo e fosfato de gafsa, superfosfato triplo e fosfato de itafós e testemunha) com e sem a aplicação de inoculante (Pseudomonas fluorescens). Paralelamente foi realizada a otimização da remoção de desoxinivalenol (DON) in vitro por sorventes orgânico (ß-glucana) e inorgânico (carvão ativado). O experimento das diferentes cultivares submetidas à adubação orgânica, mineral e controle foi conduzido sob delineamento experimental de blocos casualizados em esquema fatorial (4x3) nas safras de 2009 e 2010, totalizando 96 parcelas, enquanto o experimento com a cultivar submetida a diferentes fontes de fertilizantes fosfatados foi realizado em blocos casualizados, esquema fatorial (6x2) na safra de 2010, totalizando 48 parcelas. Os resultados foram avaliados por Analise Estatística de Componentes Principais (ACP). A otimização da remoção de DON por sorventes orgânico e inorgânico in vitro foi realizada por meio de um planejamento estatístico 24 e os resultados foram avaliados por meio da análise de variância ANOVA e Metodologia de Superfície de Resposta (MSR). No tratamento com adubação orgânica e mineral, utilizando diferentes cultivares, a contaminação por Fusarium spp. e Penicillium spp. foi detectada em 83 % e 100 % das amostras na safra 2009 e em 100 % e 69 % das amostras na safra 2010, respectivamente. Aspergillus spp. foi detectado somente na safra 2009 em 14,5 % das amostras. As maiores médias de contaminação por fumonisinas (FB1 + FB2) foram detectadas nas cultivares Asteca (4,59 µg/g), Caiano (3,04 µg/g) e IPR 114 (4,04 µg/g), enquanto que nos tratamentos com adubações, as amostras submetidas à adubação orgânica apresentaram maior média de contaminação por fumonisinas (3,74 µg/g) quando comparada com os tratamentos sem adubação (3,15 µg/g) e adubação mineral (2,18 µg/g). A cultivar DKB 390, aliada ao tratamento com adubação mineral, apresentou menores níveis de fumonisinas (FB1 + FB2). Na aplicação de adubação fosfatada com e sem a aplicação de inoculante (P. fluorescens), na safra de 2010, Fusarium spp. e Penicillium spp., foram detectados em 77 % e 75 % das amostras, respectivamente. As maiores médias de Fusarium spp. foram detectadas nos tratamentos testemunha, com (2,6 x 104 UFC/g) e sem (3,4 x 104 UFC/g) a aplicação de inoculante (P. fluorescens). A FB1 e FB2 foram detectadas em 100 % e 75 % das amostras, respectivamente. As maiores médias de fumonisinas (FB1+ FB2) foram detectadas nos tratamentos sem P. fluorescens (de 0,18 a 1,12 µg/g), enquanto que os tratamentos com a aplicação de P. fluorescens apresentaram a menor média de contaminação por fumonisinas (de 0,08 a 0,83 µg/g). Quanto às diferentes fontes de fertilizantes fosfatados, a menor 6 contaminação por fumonisinas (0,17 µg/g) foi detectada no tratamento com a aplicação do fosfato solúvel (Superfosfato triplo), fato que pode estar relacionado à disponibilidade imediata desse nutriente para a planta. Nos testes de sorção de desoxinivalenol (DON) in vitro, no modelo do planejamento estatístico 24 a maior percentagem de sorção ocorreu com a utilização de 2 % de carvão ativado e ß-glucana na proporção 70:30 (>95,6 %), nos tempos de incubação de 30, 60 e 90 minutos. As menores sorções foram detectadas utilizando 0,2 % de carvão ativado e ß-glucana na proporção 0:100 (de 14,4 % a 77,3 %). Os valores de pH (3,0, 5,0 e 7,0) não influenciaram no processo de sorção de DON in vitro. A mistura dos dois sorventes (carvão ativado e ß-glucana) na concentração de 2 % foi eficaz na faixa de pH entre 3,0 e 7,0, cobrindo a faixa encontrada no trato gastrointestinal de animais ruminantes e monogástricos, sugerindo seu potencial para minimizar o risco de contaminação por DON. A contaminação de milho por micotoxinas no campo pode ser reduzida por meio de práticas agrícolas (seleção de cultivares e aplicação de fertilizantes). Quando a contaminação em campo é inevitável, práticas de descontaminação, como a aplicação de sorventes podem ser aplicadas a fim de minimizar os riscos à saúde animal.
Genômica estrutural e papel dos transportadores ABC em Bradyrhizobium japonicum estirpe CPAC 15 e Bradyrhizobium diazoefficiens estirpe CPAC 7
(2013-03-25) Siqueira, Arthur Fernandes; Hungria, Mariangela; Nakatani, Andre Shigueyoshi; Barcellos, Fernando Gomes
A cultura de soja (Glycine max (L.) Merrill) possui grande importância para a economia brasileira. Tal leguminosa é utilizada, principalmente, na alimentação humana e animal. Para o bom desenvolvimento da soja, são necessárias grandes quantidades de nitrogênio (N) e, para tornar isso possivel, a planta estabelece simbiose com bactérias do solo, principalmente do gênero Bradyrhizobium. No Brasil, Bradyrhizobium diazoefficiens estirpe CPAC 7 (= SEMIA 5080) e Bradyrhizobium japonicum estirpe CPAC 15 (= SEMIA 5079) são amplamente utilizadas como inoculantes para a cultura de soja. De forma a incrementar o conhecimento do potencial biotecnológico, o DNA genômico total de ambas estirpes foi submetido ao pirosequenciamento pela plataforma 454Flx (Roche). Em seguida, os reads foram montados utilizando ferramentas adequadas de bioinformatica e anotados automaticamente e manualmente pelo software denominado SABIA. Os resultados mostraram que há certa similaridade estrutural entre ambos os genomas no percentual de conteúdo CG (aprox. 63%) e percentual da porção codificadora do genoma (aprox. 82%). Contudo, o genoma da estirpe CPAC 15 se mostrou maior que CPAC 7 em, aproximadamente, 500.000 pb; além disso, houve conformidade com outras estirpes já sequenciadas, B. japonicum USDA 6T e B. diazoefficiens USDA 110T. Após a anotação, as regiões codificadoras do genoma (Open Read Frames, ORFs) foram classificadas em 18 categorias pelo banco de dados KEGG. Os transportadores desempenham importantes papéis na ecologia de tais bactérias, sendo assim, foram analisados os transportadores do tipo ABC de ions orgânicos e inorgânicos, oligossacarídeos, polióis, monossacarídeos, fosfato, aminoácidos, peptídeos, níquel, cátions metálicos, ferro-sideróforos e outros tipos de transportadores incluindo os ABC-2. Após a curação manual, a estirpe CPAC 7 apresentou maior número de transportadores de carboidratos em relação à CPAC 15, já a CPAC 15 apresentou maior número de transportadores relacionados à captação de opinas, fosfonatos e poliaminas em relação à CPAC 7. Possivelmente na estirpe CPAC 7 há um transportador de manopina, talvez o primeiro relatado em rizóbios, de interesse para estudos futuros. Os demais dados abrirão novas perspectivas para pesquisas futuras com essas estirpes, principalmente de natureza bioquímica para a aplicação biotecnológica.
Efeito da superexpressão do gene GmHsp22.4 na resposta a infecção por meloidogyne javanica em soja e Arabidopsis thaliana
(2015-03-11) Silva, Suellen Mika Hishinuma; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa; Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de; Henning, Liliane Marcia Mertz
A soja é uma das principais leguminosas cultivadas no mundo, apresentando incrementos na produção e consumo ao longo dos anos. Embora haja destaque em sua produção, seu cultivo é comprometido pelo ataque de diferentes patógenos, como a infecção pelo nematoide Meloidogyne javanica. Em estudo recente, foi identificado o envolvimento do gene GmHsp22.4, que codifica uma pequena proteína de choque térmico (HSP20), na resposta da planta ao patógeno. Os níveis de expressão do gene foram altamente induzidos apenas no genótipo resistente após a infecção com o patógeno. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o envolvimento deste gene na resposta de resistencia ao nematoide. O efeito da superexpressão do gene GmHsp22.4 foi analisado em plantas de soja quiméricas e Arabidopsis thaliana sob infecção do nematoide. A comparação da região codificadora do gene entre os genótipos resistente (PI 595099) e suscetivel (BRS 133; Williams 82) não revelou nenhum polimorfismo e sua superexpressão em raízes de soja, assim como em A. thaliana transgênica, não alterou a resposta de resistência, no entanto comprometeu o desenvolvimento das plantas. Baseado nos resultados, conclui-se que somente a superexpressão do gene GmHsp22.4 não foi capaz de reverter o fenótipo de suscetibilidade em ambas as espécies, entretanto várias hipóteses foram levantadas a partir dos resultados que poderão auxiliar em trabalhos futuros visando o desenvolvimento de linhas de soja resistentes a este patógeno.
Otimização da produção de a-L-ramodidase de Aspergillus niger por fermentação em estado sólido utilizando resíduos da agroindústria
(2011-08-02) Petri, Adriana Casavechia; Buzato, João Batista; Souza, Cristina Giatti Marques de; Camilios Neto, Doumit
a-L-Ramnosidase cliva especificamente a raminose terminal de uma grande variedade de produtos naturais. Essa propriedade confere à enzima importante potencial biotecnológico, uma vez que possibilita uma diversidade de aplicações, tais como remoção do amargor de concentrados cítricos, melhoria do aroma de vinhos e conversão de esteróides de importante aplicação clínica. Este trabalho otimizou a produção de a-L-ramnosidase de Aspergillus niger 426 por FES utilizando metodologia estatística e foi conduzido em duas etapas. No primeiro momento, utilizou-se o delineamento de misturas com três componentes para selecionar a melhor proporção dos suportes para produção da enzima. A melhor condição foi em cultivo com 0,14g de bagaço de cana-de-açúcar, 2,25g de casca de soja e 3,05g de palha de arroz com máximo de atividade de 1,92U/mL. Em seguida, realizou-se o delineamentos Box-Behnken para otimização da umidade do cultivo, granulometria do suporte e pH da solução de nutrientes na produção da enzima. A atividade de a-L-ramnosidase foi aumentada para 3,02U/mL em cultivos com umidade de 75,5% e pH 4,0, a granulometria não foi significativa para a produção de a-L-ramnosidase, sendo assim foi fixada em 1,5mm.
Microbiota fúngica e micotoxinas em milho cultivado sob diferentes práticas de manejo
(2008-02-29) Moreno, Elaine Cunha; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Homechin, Martin; Takahashi, Hideaki Wilson
O milho (Zea mays L.) é um dos cereais mais tradicionais cultivados no mundo todo e de grande importância econômica e social, fazendo parte da alimentação básica, sendo incluído em mais de 500 produtos e derivados. A contaminação do milho por fungos e micotoxinas reduz a qualidade do produto e representa riscos à saúde humana e animal. O sistema de plantio, sucessão de culturas e o constante monitoramento da cadeia produtiva do milho constituem estratégias para o controle fitossanitário da cultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar a co-ocorrência natural de fumonisinas e aflatoxinas em 300 amostras de milho recém-colhido (safras 2003 e 2004) da Região Norte do Paraná, assim como avaliar a contaminação fúngica e os níveis de fumonisinas em milho cultivado sob diferentes sistemas de plantio e sucessão de culturas (aveia e pousio), no período de inverno de duas safras consecutivas, em diferentes dosagens de nitrogênio (N) (0; 22,5; 45,0; 90,0 Kg.ha-1) e em combinação com óxido de potássio (K2O) (90,0 N + 13,2 K2O Kg.ha-1). Com o intuito de avaliar a co-ocorrência natural por fumonisinas e aflatoxinas a amostragem foi realizada em três pontos da cadeia produtiva de empresas processadoras de milho, i.e., no campo (n=20), na recepção (n=70) e na pré-secagem (n=60) para cada safra. A contagem de Fusarium spp., o qual apresentou a maior contaminação em relação aos demais gêneros fúngicos, situo-se na faixa de 102 a 105 UFC.g-1 em todos os pontos da cadeia produtiva da safra de 2003, assim como para as amostras da recepção na safra de 2004, enquanto que nas amostras de campo da safra de 2004 situou-se na faixa de 103 a 104 UFC.g-1. Na safra de 2003, as fumonisinas foram detectadas em 100% das amostras, enquanto as aflatoxinas em 12%. Os níveis de fumonisinas variaram de 0,11 a 15,32 mg.g-1 (média 2,84 mg.g-1) em amostras de campo, de 0,08 a 8,96 mg.g-1 (média 2,46 mg.g-1) e de 0,11 a 18,78 mg.g-1 (média 2,96 mg.g-1) em amostras da recepção e pré-secagem, respectivamente. As aflatoxinas foram detectadas em níveis variando de 5 a 54 ng.g-1 (média 21,14 ng.g-1) em amostras da recepção (n=7), de 10 a 56 ng.g-1 (média 23,4 ng.g-1) nas de pré-secagem (n=10) e em apenas uma amostra do campo (45 ng.g-1). Por outro lado, na safra de 2004, as fumonisinas foram detectadas em 97% e as aflatoxinas em 4% das amostras. Os níveis de fumonisinas variaram de 0,37 a 1,89 mg.g-1 (média 0,94 mg.g-1) em amostras de campo, de 0,07 a 18,16 mg.g-1 (média 1,41 mg.g-1) e de 0,06 a 6,28 mg.g-1 (média 1,36 mg.g-1) em amostras da recepção e pré-secagem, respectivamente. As aflatoxinas foram detectadas em 5 amostras da pré-secagem com níveis variando de 12 a 52 ng.g-1 (média 35,2 ng.g-1) e em apenas uma amostra da recepção (40 ng.g-1). Em relação ao milho cultivado sob diferentes sistemas de plantio, a contagem de Fusarium spp. apresentou variação de 1,0 ´ 102 a 1,5 ´ 104 UFC.g-1, no milho cultivado sob sistema de plantio direto em sucessão a pousio (safra 2006), enquanto que nos demais sistemas de plantio a contagem desse gênero situou-se na faixa de 102 a 105 UFC.g-1. Por outro lado, na safra de 2007 Fusarium spp. foi detectado em 100% das amostras com a contagem variando de 104 a 105 UFC.g-1. Em ambas as safras a contaminação por fumonisinas foi maior no sistema de plantio direto em sucessão a aveia em com médias de 6,97 mg.g-1 (safra 2006) e 6,29 mg.g-1 (safra 2007). As amostras de milho (safra 2006) tratadas com 22,5 kg.ha-1 de nitrogênio em cobertura apresentaram maior contaminação por fumonisinas (6,59 mg.g-1), diferindo significativamente pelo teste de Duncan (p<0,05) daquelas tratadas com 45,0 e 90,0 kg.ha-1 de nitrogênio. No entanto, no plantio convencional em sucessão a pousio, as amostras tratadas com 90,0 kg.ha-1 de nitrogênio suplementada com K2O apresentou maior contaminação por fumonisinas. Os resultados obtidos nesse trabalho ratificam a importância do emprego do sistema de manejo adequado e do constante monitoramento da cadeia produtiva do milho para garantir a qualidade e a segurança dos produtos e minimizar os riscos à saúde humana e animal.
Produção e caracterização de filmes biodegradáveis de amido de mandioca e goma xantana
(2010-03-15) Melo, Cristina de Paula Barros de; Oliveira, Suzana Mali de; Grossmann, Maria Victória Eiras; Beléia, Adelaide Del Pino
Plásticos biodegradáveis de fonte renovável, principalmente de origem vegetal, tem sido alvo de constante interesse científico nos últimos anos. O amido de mandioca é um polímero natural abundante, renovável e de baixo custo, considerado um substituto promissor para os polímeros derivados de petróleo na produção de embalagens plásticas. Entretanto, filmes plásticos contendo somente amido tendem a demonstrar baixa resistência à umidade e alto grau de variação de suas propriedades mecânicas sob diferentes condições ambientais. Diante disto, os objetivos deste trabalho foram produzir filmes biodegradáveis a partir da mistura do amido de mandioca e goma xantana, pelos processos de casting e extrusão e, ainda, caracterizá-los quanto a microestrutura, hidrofilicidade e propriedades óticas, mecânicas e de barreira, de modo a avaliar o efeito melhorador da introdução de goma xantana a estes materiais. Foram utilizadas seis diferentes combinações de amido e goma xantana (0, 2, 4, 6, 8 e 10% de goma xantana com relação a massa total), todas elas contendo glicerol como plastificante (20% da massa total), e os filmes foram então produzidos por extrusão e casting. As imagens feitas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos filmes elaborados por extrusão contendo goma xantana apresentaram estruturas com superfície reticulada e interior liso, sugerindo que a goma xantana se localizou principalmente na superfície dos filmes; enquanto filmes elaborados por casting se apresentaram homogêneos, tanto na superfície quanto no interior. Em geral, filmes produzidos por casting foram menos opacos, menos permeáveis ao vapor de água e mais resistentes à tração do que filmes produzidos por extrusão, indicando que o processo de produção pode influenciar as propriedades de filmes de amido e goma xantana. A adição de goma xantana não afetou de forma significativa as propriedades dos filmes, independente do processo de produção empregado. É possível que a não completa interação da xantana com o amido tenha levado aos resultados observados, ou seja, a xantana não apresentou efeito significativo na diminuição hidrofilicidade e na consequente diminuição da variabilidade das propriedades mecânicas destes filmes quando submetidos a diferentes condições ambientais.
Farelo de soja e casca de arroz para a produção de lipopetideos por Bacillus amyloliquefaciens MO.04b
(2014-06-11) Massi, Juliana Barion; Rezende, Maria Inês; Souza, Cristina Giatti Marques de; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Camilios Neto, Doumit
Resíduos agroindustriais como bagaços, farelos, cascas entre outros podem ser matéria prima e fonte de energia para a obtenção de diversos produtos com alto valor agregado. Entre eles os biossurfactantes, metabólitos microbianos de grande interesse industrial por suas inúmeras aplicações e pelas vantagens ambientais de baixa toxicidade e alta biodegradabilidade, mas com utilização limitada pelo alto custo de produção. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de lipopetídeos, uma classe de biossurfactantes, por fermentação em estado sólido (FES), utilizando Bacillus amyloliquefaciens MO.04b. As fermentações foram desenvolvidas a partir de misturas dos substratos em diferentes proporções, com 80 % de umidade. Os frascos inoculados (200 µL de suspensão de células) foram incubados em BOD a temperaturas de 28 a 37 ± 2 °C por até 48 horas. A interrupção dos cultivos foi pela adição de água, a mistura homogeneizada (180 rpm por 30 min.) e centrifugada (10.000 rpm por 20 min, 4 °C). Os lipopeptídeos foram precipitados no sobrenadante obtido pela adição de HCl 6M, (pH 2 a 4 °C); seguido de nova centrifugação o precipitado então foi ressuspenso em água, neutralizado (NaOH 0,5 M, pH 7,0) e liofilizado. Soluções do liofilizado foram preparadas para as determinações: Indice de Emulsificação (IE24); Tensão Superficial (TS); Infravermelho com Transformada de Fourrier (IV-FT); Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H e 13C) e Espectrometria de Massa. Os substratos selecionados para a produção foram o farelo de soja (47 % de proteínas) 4 g e a casca de arroz utilizada comobulking agent 3,75 g. A avaliação individual dos parâmetros de cultivo com os seguintes resultados, umidade 80 %; solução umedecedora MSM-1; fonte de nitrogênio extrato de levedura 1,75 g; fonte de carbono glicerol 1,50 g; pH inicial 6. O farelo de soja, extrato de levedura e glicerol, foram os pontos centrais de um planejamento fatorial Box-ehnken 33, onde a condição ótima de produção de lipopeptídeos foi 44,072 mg/g.s.s, em farelo de soja (3,25 g), glicerol (1,50 g), extrato de levedura (1,75 g) a 37 ± 2 °C , e 36 h de incubação. As análises de IV-FT apresentaram espectro semelhante ao da surfactina padrão, sugerindo a presença deste biossurfactante, que é produzido pelo B. amyloliquefaciens MO.04b em fermentação submersa. Quanto as determinações de RMN e espectrometria de massa não foram conclusivas, provavelmente pela complexidade da amostra e a necessidade de purificação da mesma.
Efeito de pulsos de Rafinose e irradiação ultra-sonica na liberação da invertase de Saccharomyces cervisiae livre e imobilizado em bucha vegetal (Luffa cylindrica)
(2004-07-28) Marques, Leila Larisa Medeiros; Buzato, João Batista; Angelis, Dejanira de Franceschi de; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone
A invertase é uma enzima de grande interesse industrial, que catalisa a reação de hidrólise da sacarose, produzindo açúcar invertido. O uso de rafinose e irradiações ultra-sônicas pode proporcionar a liberação quantitativa de enzimas em sua forma ativa, e assim constituir uma ferramenta para a melhoria de processos biotecnológicos. Luffa cylindrica é um excelente suporte para a imobilização de células microbianas, exibindo vantagens como baixo custo e resistência a autoclavação. Neste trabalho investigou-se o efeito de pulsos de rafinose e ultra-som, na liberação de invertase de Saccharomyces cerevisiae livre e imobilizado em Luffa cylindrica. A cultura de células livres foi submetida a pulso de rafinose 2% e irradiada por 2 min, nas taxas de diluição 0,12 e 0,46 h-1. A cultura de células imobilizadas foi submetida a pulso de rafinose e irradiada por 1, 2 e 4 min, em taxa de diluição 0,10 h-1. Em células livres, o pulso de rafinose não alterou a atividade invertásica, entretanto, em células imobilizadas o valor da atividade aumentou de 5,38 para 7,27 U/mg. A aplicação do ultra-som, em cultivo de células livres na taxa de diluição 0,12 h-1, obtiveram os melhores resultados. A atividade variou de 25,08 para 29,38 U/mg, enquanto que o aumento em células imobilizadas foi de 5,22 para 9,70 U/mg, quando sonicadas por 2 min. Esses resultados demonstram que a aplicação de ultra-som, em cultivo contínuo, pode ter um grande potencial de aplicação em processos biotecnológicos.
Caracterização da família de genes HSP20 em Glycine max
(2012-03-22) Lopes, Valéria Stefania; Oliveira, André Luiz Martinez de; Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de; Dias, Waldir Pereira
As pequenas proteínas de choque térmico (HSP20) são frequentemente associadas com a resposta das plantas ao estresse causado por fatores abióticos e, mais recentemente, têm sido também associadas a resposta aos estresses bióticos. Nas plantas, os genes Hsp20 representam a classe mais abundante dentre as proteínas de choque térmico, mas ainda pouco se conhece sobre essa família de genes em soja. Devido à suas aparentes multifuncionalidades, essas proteínas são alvos promissores para o desenvolvimento de variedades agrícolas melhor adaptadas a condições de estresses abióticos e bióticos, até mesmo quando combinados. Dessa forma, o presente trabalho realizou a caracterização molecular in silico das regiões codificadoras e reguladoras da família de genes codificadores para HSP20 de soja, com foco em sua distribuição no genoma, localização subcelular, divisão em subfamílias, estrutura secundária e regulação frente a estresses bióticos e abióticos, além da identificação de padrões de cis elementos, potencialmente envolvidos na resposta da soja a nematóides. Após a prospecção de genes anotados em bancos de dados do genoma da soja como Hsp20, foram obtidos 76 modelos gênicos. Dentre estes, apenas 52 modelos gênicos fizeram parte dos potenciais candidatos a GmHsp20 (Glycine max-Hsp20), devido as suas características estruturais, de cis elementos e de expressão. Em seguida, foram identificados, a partir das análises in vivo, 45 genes como Hsp20 de soja, distribuídos em 11 subfamílias. Para cada uma dessas, foi possível observar padrões de estrutura secundária específicos. Dentre os 45 genes GmHsp20 responsivos ao estresse de calor, 5 foram também responsivos ao estresse de frio e outros 5 ao estresse por infecção pelo nematóide M. javanica. Além disso, foram observados mais dois genes responsivos ao estresse biótico, mas não ao choque térmico. Obtiveram-se modelos operacionais de promotores para os genes responsivos a cada tipo de estresse analisado. Entre os cis elementos identificados nos Hsp20, que respondem a infecção por M. javanica, estão os Wbox, CAAT box, ABRE e MYB, além do elemento HSE/Heat. Os promotores responsivos ao estresse biótico seguiram padrões de composição e distribuição de cis elementos, descritos na literatura como relacionados a esse tipo de estresse e outros. Tais resultados irão auxiliar na geração de tecnologias de expressão dirigida, ainda mais avançadas, e novos genótipos de soja cada vez mais adaptados a condições combinadas de estresse.
Avaliação do efeito do sistema de plantio e da fertilização nitrogenada na contaminação de milho por fumonisinas e de adsorvente inorgânico e orgânico para aflatoxina B1
(2010-05-04) Ferreira, Luciana Von Hohendorff; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Oliveira, Antônio Sérgio de; Scarminio, Ieda Spacino
As micotoxinas são metabólitos secundários tóxicos de ocorrência natural que contaminam uma ampla variedade de produtos agrícolas e causam prejuízos econômicos, além de riscos à saúde humana e animal. A prevenção por meio do manejo do solo na pré-colheita constitui o melhor método para controlar a contaminação por micotoxinas, porém, quando ocorre a contaminação, os riscos associados às toxinas devem ser controlados por meio de procedimentos na pós-colheita. Nesse estudo foi avaliada a contaminação fúngica natural e a contaminação por fumonisinas em 60 amostras de milho recém-colhido da região Norte do Paraná (safra 2008), sob diferentes sistemas de plantio (direto e convencional) e sucessão de culturas (aveia e pousio) no inverno e o efeito da aplicação de fertilizante nitrogenado (0; 22,5; 45,0; 67,5 e 90,0 Kg/ha) sobre a contaminação por fumonisinas, além da eficácia da mistura de adsorventes na proporção de 50% de aluminosilicato de sódio e cálcio hidratado (HSCAS) e 50% de parede celular de levedura na adsorção de AFB1 in vitro por meio de planejamentos estatísticos 24 e 23 composto central para analisar os efeitos das variáveis experimentais em conjunto. Em relação à contaminação fúngica, Penicillium spp. foi o gênero prevalente, sendo detectado em 95 % das amostras, seguido de Fusarium spp. (78,33%) e Aspergillus spp. (10%). As concentrações de fumonisinas variaram de 0,26 a 3,84 µg/g, sendo as maiores médias detectadas nos sistemas de plantio convencional em sucessão a pousio e direto em sucessão a aveia, porém não diferiram significativamente dos demais sistemas de plantio pelo Teste de Tukey (p < 0,05). As médias da atividade de água dos grãos de milho variaram de 0,53 a 0,63, sendo que no sistema de plantio direto em sucessão a aveia as amostras apresentaram a maior média de aw (0,63). A menor concentração média de fumonisinas foi detectada em milho cultivado na parcela que recebeu 67,5 Kg/ha de nitrogênio, porém não houve diferença significativa com os demais tratamentos pelo Teste de Tukey (p < 0,05). Nos testes de adsorção de AFB1 in vitro, o modelo do planejamento estatístico 24 apresentou uma perda na visualização devido à variação experimental entre as variáveis, seguindo a direção do ponto máximo, sendo realizado um planejamento estatístico 23, apresentando modelo quadrático estatisticamente significativo sem falta de ajuste no nível de 95% de confiança, com a concentração de toxina como única variável significativa. Ocorreu maior adsorção de AFB1 em pH 7 (25 ng/mg ) e pH 5 (20 ng/mg). Em pH 3,64 houve adsorção de 10 ng/mg, sendo necessário um aumento na concentração de toxina para uma maior adsorção, evidenciando que nas condições in vitro a mistura de adsorventes mostrou-se eficaz, apresentando boa adsorção na faixa de pH entre 5 e 7. Considerando os elevados prejuízos econômicos e os riscos à saúde humana e animal, os resultados desse estudo evidenciam a crescente preocupação com a qualidade de alimentos e rações, tornando imprescindível o controle de micotoxinas na pré e pós-colheita de produtos agrícolas a fim de minimizar a contaminação.
Produção de lipases por fermentação submersa suplementada com óleos vegetais e resíduo agroindustrial pelo fungo Beauveria bassiana
(2009-09-18) Cruz, Michele Cristina Barreto da; Pereira, Geni Varea; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone; Borsato, Dionísio
O fungo entomopatogênico Beauveria bassiana produz lipases para degradar lipídeos que recobrem a cutícula protetora do exoesqueleto de insetos. Este trabalho avaliou a produção e investigou as características de ação e estabilidade de lipases extracelulares pelo fungo B. bassiana CG432 em cultivos submersos suplementados com óleos e resíduos gerados por refinarias de óleos vegetais. Lipases foram produzidas por fermentação em meio de Alves suplementado com óleos vegetais e resíduos oleosos (OR). Modelos fatoriais incompletos (24-1 e 23-1) com ponto central e metodologia de superfície de resposta (MSR) definiram as concentrações de Triton X-100, glucose, óleo de oliva e uréia para obter alta produção de lipases com baixa biomassa em meio de Vogel. Os cultivos foram inoculados com 106 conídios/mL e conduzidos a 28°C, 200rpm em diferentes dias, conforme o objetivo do experimento. Extratos de lípases (EL) obtidos pela centrifugação dos cultivos foram dialisados em pH 7 e analisados quanto aos teores de proteínas, açúcares redutores e lipídeos; e quanto à atividade de lipases por dois métodos: titulometria de ácidos graxos e detecção espectrofotométrico do p-nitrofenol liberados pela ação da enzima sobre os substratos trioleína e palmitato de p-nitrofenol a 50°C e pH 8,5, respectivamente. A biomassa foi quantificada por gravimetria. A produção de lipases aumentou 70% em cultivos de 7 dias em meio de Alves suplementados com resíduo de óleo de canola quando comparadas com cultivos de 5 dias suplementados com óleo de oliva. Condições indicadas pela MSR demonstraram que cultivos de 4 dias em meio de Vogel contendo 0,35% do surfactante Triton X-100; 0,75% óleo de oliva e 1,5% uréia aumentaram produção de lípases em 229% ao mesmo tempo em que reduziram produção de biomassa em 441%. Lipases produzidas em OR apresentaram temperaturas e pH ótimos entre 40 a 60°C e 7,5 e 8,5, respectivamente, enquanto que as lipases produzidas em óleo de oliva as condições ótimas foram a 45°C e pH 8,5. Lipases produzidas em óleo de oliva foram mais estáveis que as lipases produzidas em OR sob armazenamento às temperatura ambiente, de refrigeração e de congelamento, e quando incubadas sob suas respectivas condições ótimas de atividade.
Levanasacarase de Bacillus subtilis ATCC 6633: produção em diferentes condições de fermentação utilizando metodologia de superfície de resposta e caracterização bioquímica parcial
(2009-03-05) Berté, Siliane Denise; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone; Roberto, Inês Conceição; Silva, Maria de L. C. C. da
Levanasacarase (E.C.2.4.1.10) é uma enzima extracelular que sintetiza levana a partir da sacarose. Muitos microrganismos são produtores da levanasacarase, entre eles o Bacillus subtilis tem sido estudado na produção da enzima e na síntese de levana, em diferentes condições de fermentação. Os fatores utilizados nos processos podem afetar a produção de levanasacarase e o planejamento estatístico auxilia na redução dos custos e tempo no processo, maximizando o rendimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentração de açúcar, pH, tempo de cultivo e agitação no meio de fermentação para a produção de levanasacarase por Bacillus subtilis ATCC 6633, através da metodologia da superfície de resposta. Inicialmente, foi aplicado um planejamento 24 onde as variáveis foram: concentração de açúcar (X1), pH (X2), tempo de cultivo (X3) e agitação (X4). Um segundo planejamento fatorial fracionado 33-1 foi conduzido visando otimizar a produção da enzima. Os resultados indicaram que a condição ótima de fermentação para produção de levanasacarase foi 300 gL-1 de sacarose, pH 6,0, 24 horas e 180 rpm, atingindo a atividade de 6,57 UA e nestas condições a produção de levana foi de 18,94 gL-1. A análise de variância (ANOVA) mostrou um coeficiente de determinação (R2) de 0,9816, certificando um ajuste do modelo aos dados experimentais. Na condição ótima de produção, os parâmetros cinéticos (pH, temperatura e concentração de substrato) da levanasacarase do extrato bruto livre de células foram avaliados. Os parâmetros definidos como ótimos indicaram pH 6,0, temperatura 50°C, concentração de substrato 1,5M.
Efeito das condições de cultivo na produção de levana de alta massa molar por zymomonas mobilis em meio de caldo de cana de açúcar
(2006-12-18) Batista, Michelle Cristina Tanoue; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone; Contiero, Jonas; Garcia, Sandra; Silva, Rui Sérgio Santos Ferreira da
A distribuição da massa molar da levana de Zymomonas mobilis CP4 em caldo de cana de açúcar foi investigada quanto ao efeito do pH, tempo de cultivo e concentração inicial de açúcares através da metodologia de superfície de resposta. Os experimentos seguiram um delineamento estatístico 23 e posteriormente ampliado para experimentos em blocos ortogonais. A distribuição da massa molar das levanas dos diferentes cultivos foi estimada por cromatografia de permeação em gel. A análise e interpretação estatística, bem como a avaliação dos perfis cromatográficos sugerem que a maior produção da levana de alta massa molar (maior que 6.7 x 105) foi obtida em pH 5.0, tempo de 24h sendo que a concentração de açúcares não teve efeito significativo.
Produção de natto em pó por fermentação de grãos de soja cultivar BRS 216 com Bacillus subtilis Natto
(2013-05-20) Badini, Renata Ferreira Colli; Ribeiro, Mara Lúcia Luiz; Georgetti, Sandra Regina; Silva, Josemeyre Bonifácio da
O Natto é um alimento obtido pela fermentação de grãos de soja pela bactéria Bacillus subitilis Natto. Por ser um alimento de soja agrega suas características, alto teor de proteínas, vitaminas, minerais e fibras, e devido a fermentação também apresenta melhor digestibilidade, diminuição de compostos causadores da flatulência, enriquecimento com compostos funcionais, além de proporcionar sabor e aroma únicos. Porém, suas características visuais diminuem sua aceitação. O presente trabalho teve como objetivo investigar o efeito das diferentes quantidades de inóculo adicionadas, temperatura e tempo de fermentação utilizando um Delineamento Composto Central (23) com três repetições do ponto central, totalizando 17 ensaios. Os grãos de soja foram inoculados com 103 – 109 UFC/mL, as temperaturas de 25 – 45o C e fermentadas de 12 – 36 h. Os nattos elaborados conforme o DCC foram avaliados quanto ao teor de isoflavonas agliconas, atividade antioxidante e atividade de ß-glicosidase. O maior valor de atividade da enzima ß-glicosidase foi de 0,008 U/g a 109 UFC/mL, 35º C e 24 h de incubação, para a atividade antioxidante o maior valor foi de 1,23 µM Trolox/g em base seca obtidos com 109 UFC/mL a 45º C e 36 h de incubação e para o teor de isoflavonas agliconas foi de 33,34 mg/100g com 103 UFC/mL, 25º C e 12 h de incubação. Foi determinado pontos ótimos para a produção de dois Nattos um com elevado teor de isoflavonas agliconas e outro com elevada atividade antioxidante. O Natto enriquecido com isoflavonas agliconas foi preparado com 103 UFC/mL a 25º C e 12 h de incubação, liofilizado e apresentou 64,20% de umidade, 11,30 µg/g de açúcares totais, 18,95% de proteína, 11,78% de lipídeo, 1,43% de cinzas e 67,84% de carboidratos totais. Também foi determinada a atividade de 0,14 U/g de protease, 13,06 U/g de lipase e 0,44 U/g de celulase no produto enriquecido. O Natto enriquecido com atividade antioxidante foi preparado com 109 UFC/mL a 45º C e 20 h de incubação, liofilizado e apresentou 62,45% de umidade, 9,29 µg/g de açúcares totais, 17,54% de proteína, 10,48% de lipídeo, 4,57% de cinzas e 67,40% de carboidratos totais. Também foi determinada a atividade de 0,16 U/g de protease, 14,53 U/g de lipase e 0,32 U/g de celulase no Natto enriquecido. Por meio da análise dos gráficos de superfície de resposta e do gráfico de valores preditos e desejabilidade foi possível obter as melhores condições de fermentação para obtenção de nattos com alto teor dos compostos desejados. A análise da composição centesimal e atividade enzimática nos natto otimizados mostrou um alimento proteico revelando um forte potencial funcional por agregar os benefícios nutricionais da soja com a vantagem de ser um produto fermentado.

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