01 - Doutorado - Biotecnologia
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Navegando 01 - Doutorado - Biotecnologia por Autor "Camilios Neto, Doumit"
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Item Aproveitamento do bagaço de laranja para extração de materiais rico sem celulose empregando-se diferentes métodos físicos e químicos(Universidade Estadual de Londrina, 2021-03-19) Mantovan, Janaina; Oliveira, Suzana Mali de; Camilios Neto, Doumit; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Debiagi, Flávia; Moreira, Amanda AleixoResumo: O bagaço de laranja é um resíduo lignocelulósico abundante no Brasil e pouco explorado como matéria-prima para a obtenção de celulose e nanocelulose. O presente estudo teve como objetivos empregar diferentes combinações de tratamentos químicos (hidróxido de sódio, ácido peracético, ácido sulfúrico e peróxido alcalino) e físicos (explosão a vapor em autoclave, ultrassonicação e extrusão), realizados preferencialmente em processos de etapa única, para a extração de celulose do bagaço de laranja e, ainda, caracterizar os materiais obtidos de acordo com sua composição, morfologia, cristalinidade, estabilidade térmica, capacidade de absorção de água e óleo, solubilidade, capacidade de intumescimento e isotermas de sorção. Nanocelulose também foi produzida e caracterizada quanto à sua composição, morfologia e cristalinidade. O teor de celulose dos materiais obtidos pelas diferentes combinações de processos variou de 12,1 a 85,4%, com rendimentos de 60,5 a 100% em relação ao conteúdo inicial de celulose no bagaço de laranja. Os tratamentos em etapa única resultaram em materiais com maiores teores e rendimentos de celulose, reduzindo os tempos de reação e a quantidade de reagentes químicos empregados quando comparados aos processos convencionais, geralmente realizados em várias etapas. O tratamento em etapa única combinando tratamento alcalino e explosão a vapor em autoclave foi o mais eficiente na obtenção de um material com maior teor de celulose, maior cristalinidade e estabilidade térmica. Os tratamentos químicos combinados à ultrassonicação foram os menos eficazes na obtenção de materiais ricos em celulose. O processo de extrusão foi considerado efetivo para a obtenção de matérias ricos em celulose. A nanocelulose obtida apresentou 60% de cristalinidade e 100% de celulose, com rendimento de 4,4% (g/100g de bagaço). As propriedades funcionais dos materiais foram afetadas principalmente por sua cristalinidade e morfologia da superfície. Os materiais à base de celulose obtidos neste estudo podem ser usados como fonte de fibras em produtos alimentícios, como substratos em processos de fermentação, e também podem ser usados para obter nanocelulose conforme realizado neste estudo. Abstract: Orange bagasse is na abundant lignocellulosic residue in Brazil, and few studies have explored this raw material for celulose and nanocellulose obtainment. The present study aimed to employ different combinations of chemical (sodium hydroxide, peracetic acid, sulfuric acid and alcaline peroxide) and physical (autoclaving, extrusion, and ultrasonication) treatments, performed preferably in one-step processes, for celulose extraction from Orange bagasse and also to characterize the obtained materials according to their composition, morphology, crystallinity, thermal stability, water and oil absorption capacity, solubility, and swelling capacity. Nanocellulose was also produced and characterized according to its composition, morphology, and crystallinity. The celulose content of materials obtained from Orange bagasse by the different combinations of processes ranged from12.1 to 85.4%, with a celulose yield of 60.5 to 100% in relation to the initial celulose content in the Orange bagasse. The one-step treatments resultedin materials with higher celulose contents and yields, reducing reaction times and the number of chemical reagents used When compared to conventional processes, usually carried out in several stages. The one-step treatment combining alcaline treatment and steam explosionin na autoclave was the most efficient in obtaining a material with a higher celulose content, greater crystallinity and termal stability. Chemical treatments combined with ultrasound were the less effective in obtaining materials with higher celulose contents. The extrusion process was considered effective in obtaining materials rich in cellulose. The nanocellulose obtained had 60% crystallinity with ayield of 4.4%(g/100g of bagasse). Crystallinity and surface morphology of samples affected their functional properties. Cellulose-based materials obtained in this study can be used as fibers source in food products, as substrates in fermentation processes, and it can also be used to obtain nanocellulose as performed in this study.Item Efeito de bactérias associativas e do estresse salino sobre a funcionalidade da rizosfera e o desenvolvimento vegetalAlzate Zuluaga, Mónica Yorlady; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Nogueira, Marco Antonio; Rodrigues, Elisete Pains; Oliveira, Halley Caixeta de; Camilios Neto, DoumitResumo: A inoculação com bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) representa um método eficiente para melhorar a disponibilidade de nutrientes e a produção agrícola, além de proporcionar uma maior tolerância contra estresses como a salinidade O objetivo deste trabalho foi investigar a modulação da exsudação radicular de tomate (Solanum lycopersicum) e da atividade metabólica do microbioma associado à rizosfera, como resposta à inoculação com duas bactérias benéficas (Enterobacter sp 15S e Pseudomonas sp 16S) e à imposição de estresse salino (NaCl 1 mM) O uso da abordagem metabolômica UHPLC/QTOF-MS permitiu identificar padrões metabólicos distintos dos exsudatos radiculares de tomate, com acúmulos diferenciais impostos por cada bactéria ou pela salinidade Compostos cruciais do metabolismo primário e secundário tais como aminoácidos, ácidos orgânicos, mas principalmente a exsudação de compostos fenólicos, flavonoides, fitohormônios e fitosideróforos, foram relacionados a mecanismos de colonização e interação planta-bactéria, promoção do crescimento vegetal e tolerância ao estresse por salinidade Adicionalmente, o uso da metologia de Biolog EcoPlate para avaliar os perfis fisiológicos da comunidade microbiana (PFCM) permitiu observar uma preferência metabólica diferencial do rizomicrobioma associado ao tomate, na qual carboidratos, ácidos carboxílicos e aminoácidos desempenharam um papel decisivo no domínio das diferenças Além disso, diferenças significativas no aumento da biomassa vegetal foram observadas, em função da estirpe bacteriana utilizada e da condição ambiental avaliada Enquanto a inoculação com Pseudomonas 16S mostrou um efeito mais pronunciado no desenvolvimento do tomate sob estresse salino, aumentando a tolerância do tomate à salinidade, a inoculação com Enterobacter 15S mostrou-se mais eficaz em condições sem estresseItem Produção e aplicação de soforolipídio de Starmerella bombicola como agente antifúngico e no desenvolvimento de revestimento ativo para conservação de vegetaisCaretta, Talita de Oliveira; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Duarte, Marta Cristina Teixeira; Andrade Filho, Galdino; Oliveira, Suzana Mali de; Camilios Neto, DoumitResumo: Soforolipídio é um biossurfactante glicolipídico, produzido principalmente por Starmerella bombicola É uma molécula anfifílica formadas geralmente por 16 ou 18 carbonos, disponível na forma acídica ou lactônica, o que lhe confere uma gama de aplicações Neste trabalho, soforolipídio lactônico teve sua atividade antimicrobiana testada conta os fungos fitopatógenos: Botrytis cinerea, Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani e Phytium ultimum em testes in vitro, e a atividade contra B cinerea também foi avaliada nas folhas e nos frutos do tomateiro Em seguida, o biossurfactante foi utilizado na produção de revestimentos ativos multifuncionais, com formulações contendo amido de mandioca, soforolipídio a 2 g/1 g de sólidos, e soforolipídio + frutooligossacarídeos a 2 g e 1 g/1 g de sólidos Os revestimentos foram caracterizados através de propriedades mecânicas e sua aplicação em morangos frescos foi avaliada por parâmetros físico-químicos e microbiológicos O biossurfactante inibiu o crescimento micelial in vitro, na concentração mínima de 2 mg/mL A aplicação de soforolipídio a 1, 2 e 4 mg/mL em folhas destacadas do tomateiro antes da inoculação do fungo B cinerea reduziu a necrose foliar em até 76,9% Quando a aplicação foi feita nas folhas previamente infectadas, ou prévia e posteriormente à infecção fúngica, a necrose foi reduzida até 53,8% O emprego de soforolipídio na lavagem de tomates antes da inoculação de B cinerea inibiu o desenvolvimento do mofo cinzento em até 96,27%, e os resultados para folhas e frutos do tomateiro sugerem que o biossurfactante atua com maior eficácia quando utilizado de maneira preventiva Nos revestimentos ativos, a suplementação com biomoléculas ativas reduziu a resistência à tração, dos filmes, aumentando em 1x a sua elasticidade, e os revestimentos provocaram redução significativa da perda de massa dos morangos, inibiram o aumento do pH e do teor de antocianinas, desacelerando o amadurecimento das frutas revestidas Também controlaram o crescimento de bolores e leveduras durante 15 dias, mantendo os morangos frescos por mais tempo O soforolipídio é uma molécula estável, e se mostrou promissor para a substituição de agrotóxicos contra os principais fitopatógenos do tomate, e a proposta de um revestimento multifuncional foi capaz de prolongar a vida útil, agregar valor nutricional e manter os atributos de qualidade de frutas altamente perecíveis como o morangoItem Ramnolipídeos: desenvolvimento de biorreator e funcionalização de biocurativo de celulose bacteriana(2022-09-30) Conceição, Karen Stefany; Camilios Neto, Doumit; Debiagi, Flávia; Arias, Mônica Vicky Bahr; Oliveira, Suzana Mali de; Spinosa, Wilma Aparecida; Tischer, César AugustoBiomateriais são materiais destinados a avaliar, melhorar, tratar, aumentar ou substituir qualquer tecido, órgão ou função do corpo, de forma parcial ou total. A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero sintetizado por algumas bactérias aeróbias, que forma uma rede de nanofibras quimicamente puras, não tóxicas e biocompatíveis. As membranas de celulose bacteriana são utilizadas como curativo, servindo de barreira física e fornecendo umidade ideal tanto para feridas secas como exsudativas. No entanto, na ausência de funcionalização, não apresentam atividade antimicrobiana, o que restringe, pelo mesmo parcialmente, o espectro de utilização. Estratégias de funcionalização de CB com moléculas que apresentem propriedades farmacológicas (e.g., atividade antimicrobiana), tanto por interações físicas como por ligações químicas, vêm sendo testadas. Os ramnolipídeos (RL) são biossurfactantes glicolipídicos naturais de alta performance tensoativa, biodegradáveis e que apresentam ainda, atividade cicatrizante e antimicrobiana sobre bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, fungos e leveduras. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver dois protótipos: (i) um biorreator de bancada para produção de ramnolipídeos por fermentação estática em suporte de membrana de celulose bacteriana e (ii) um curativo biocompatível e biofuncional com a incorporação de ramnolipídeos a membrana de celulose bacteriana (CB-RL). Os experimentos de produção de ramnolipídeos, pelo protótipo de biorreator de bancada desenvolvido, sugeriram um potencial de ampliação de escala tanto por empilhamento como por incrementos no diâmetro das “unidades de cultivo”. Adicionalmente, os resultados indicaram a não necessidade de sistema de aeração forçada e a utilização de extrato aquoso de torta de milho promoveu um incremento de 4 vezes produção. O protótipo de curativo (CB-RL) foi submetido a análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier que indicaram a presença da estrutura ramnolipídica, com anéis ramnose e longas cadeias de hidrocarbonetos. Análises de microscopia eletrônica de varredura mostraram que a incorporação de ramnolipídeos nas membranas não alterou a estrutura da rede de nanofibras, enquanto, análises termogravimétricas indicaram que a presença destes não afetou a estabilidade térmica das membranas. Cultivo celulares mostraram que células epiteliais aderiram, cresceram e se proliferaram sobre a membrana com o biossurfactante, sugerindo ausência de efeito citotóxico das membranas modificadas. Análises, in vivo, do efeito terapêutico do protótipo de curativo, foram analisados na rotina cirúrgica do Hospital Veterinário da UEL, mostraram boa granulação do tecido, ausência de infecção e rápida cicatrização. O presente trabalho reportou o desenvolvimento de um protótipo de biorreator de fermentação estática, em escala de bancada, com potencial de escalonamento - em um processo simples e de baixo custo operacional; e um biomaterial alternativo para a área biomédica (CB-RL), obtido por fontes naturais, biocompatível e com potencialmente curativo de feridas contaminadasItem Valorização do bagaço de malte : aplicação como bioadsorvente e estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveisMello, Léa Rita Pestana Ferreira; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Vercelheze, Ana Elisa Stefani; Camilios Neto, Doumit; Yamashita, Fábio; Grossmann, Maria Victória Eiras; Yabe, Maria Josefa Santos [Coorientadora]Resumo: Os resíduos agroindustriais lignocelulósicos são matérias-primas de fontes renováveis e podem ser empregados na produção de biocombustíveis, energia, produtos químicos e novos materiais Novas e promissoras tecnologias têm sido amplamente estudadas para melhorar a eficiência da conversão da biomassa lignocelulósica em produtos de maior valor O bagaço de malte é um resíduo lignocelulósico gerado em abundância pela indústria cervejeira, rico em fibras, lipídios e proteínas, tendo como principal destino o uso como ração animal, e devido a esta complexa composição, pode ser empregado com matéria-prima para obtenção de produtos de maior valor agregado Neste contexto, este trabalho teve como objetivo valorizar o bagaço de malte através do estudo da sua aplicação como bioadsorvente para o tratamento de efluentes contaminados com chumbo e do estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveis O bagaço de malte foi avaliado quanto sua capacidade de sorção de chumbo em soluções aquosas A modelagem matemática foi utilizada para prever o comportamento de sorção e dessorção de chumbo no bagaço e os parâmetros do modelo duplo de Langmuir-Freundlich foram utilizados para entender os mecanismos de interação entre sorvente e sorvato A rápida e alta eficiência na sorção (> 9 %) e o baixo fator de mobilização (< 5 %) indicaram que o bagaço de malte é um material com potencial de aplicação para ser utilizado como bioadsorvente na remoção de chumbo, além de ser de baixo custo e ecologicamente correto Para o estudo do pré-tratamento através da ultrassonicação em meio ácido diluído, o bagaço de malte foi submetido a diferentes valores de pH (3, 4 e 5), tempos de ultrassonicação (1, 35 e 6 min) e conteúdo de biomassa (6, 8 e 1 %) Em geral, as amostras pré-tratadas demonstraram maior índice de cristalinidade e estabilidade térmica do que o bagaço de malte in natura O tempo foi a variável mais importante, maiores tempos resultaram em maior liberação de açúcares e maiores mudanças na fração sólida residual recuperada após o pré-tratamento A amostra processada em pH 5 por 6 min com concentração de biomassa de 8 % resultou no maior teor de celulose, menor teor de lignina e maior remoção de outros componentes, como proteínas e lipídios A combinação do ultrassom em meio alcalino foi realizada através de um planejamento fatorial completo (32), que foi empregado para avaliar os efeitos do pH (9, 1 e 11) e do tempo de ultrassonicação (1, 35 e 6 min) no bagaço de malte As amostras pré-tratadas apresentaram maiores índices de cristalinidade e estabilidade térmica que o bagaço de malte in natura O tempo foi a variável mais importante, maiores tempos de processo resultaram em maior liberação de açúcares e maiores alterações na fração sólida residual recuperada após o pré-tratamento A condição que resultou na amostra com maior conteúdo de celulose e remoção de conteúdo de lignina obtida em pH 9 por 6 min A ultrassonicação em meio alcalino resultou nos melhores resultados para a liberação de açúcares do bagaço de malte, com rendimentos duas vezes maiores para açúcares redutores em comparação com o pré-tratamento ácido, demonstrando maior eficiência na sacarificação do bagaço de malte