Navegando por Autor "Moreira, Amanda Aleixo"
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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 Desenvolvimento e aplicação de materiais biodegradáveis na agriculturaMoreira, Amanda Aleixo; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Yamashita, Fábio; Medina, Cristiane de Conti; Rocha, Thaís de Souza; Vercelheze, Ana Elisa Stefani; Debiagi, Flávia; Yamashita, Fábio [Coorientador]Resumo: O alto desempenho dos materiais produzidos a partir de polímeros não degradáveis tem permitido sua aplicação em diversas áreas, incluindo a agricultura, que analisa o problema de sua eliminação quando a vida útil termina Considerando a importância dos plásticos na fabricação de materiais para uso agrícola e a necessidade de diminuir o desperdício de plásticos no meio ambiente, este trabalho teve como objetivo desenvolver materiais plásticos biodegradáveis para aplicações agrícolas sustentáveis As formulações de materiais biodegradáveis foram produzidas pelos processos de extrusão, seguido pela moldagem por injeção, com diferentes fibras naturais (bagaço de cana, casca de aveia e resíduo de exuvia de bicho da seda), tanino, glicerol, polímeros como polivinil álcool (PVA), poliácido lático (PLA) e amido, bem como fosfato de rocha, açúcar, extrato de levedura, leite em pó desnatado, como nutrientes O trabalho foi realizado em quatro etapas, na primeira foram produzidos compósitos com PVA e as diferentes fibras naturais, mesma concentração, totalizando três formulações, as quais foram capazes de aumentar a atividade microbiana do solo conforme sua biodegradação em até 38% após 35 dias, em substrato orgânico florestal, acompanhada pelas determinações de parâmetros microbiológicos do solo (C-BMS, RBS e qCO2), pH, composição protéica e de açúcares dos compósitos, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier, a cada sete dias, servindo de base para projeção de novos produtos biotecnológicos Na segunda etapa foi selecionado o bagaço de cana, por apresentar menor taxa de biodegradação comparada às outras fibras, adicionado tanino e realizada a substituição do PVA pelo PLA para o desenvolvimento de compósitos de fontes renováveis, os quais foram avaliados quanto à influência da adição de tanino nas propriedades mecânicas, solubilidade e absorção de água e o efeito até 6 dias da biodegradação em substrato orgânico florestal, quanto sua estrutura, morfologia, propriedade termogravimétrica e cristalinidade A formulação com tanino apresentou melhor rendimento de produção, melhores propriedades mecânicas e degradação mais lenta Na terceira etapa as formulações de compósitos com e sem tanino foram utilizadas para fabricação de tubetes (12 cm x 3–1,5 cm) e avaliados o efeito no solo [mistura de solo a granel (Alfisol) e areia (1: 2 g/g, respectivamente)] por 18 dias, utilizando indicadores microbiológicos (N-BMS, C-BMS, RBS e qCO2) e químicos (pH, Corgânico, Norgânico, Al, K, Ca, Mg e P) de qualidade do solo O estudo de biodegradação demonstrou uma meia-vida de 12 dias no solo para tubetes sem tanino e 15 dias para tubetes com tanino A análise dos indicadores microbiológicos indicou um estímulo da população e atividade microbiana em resposta à adição de materiais biodegradáveis, com menor efeito nos solos onde a formulação contendo tanino foi adicionada Os indicadores químicos apresentaram valores aumentados de pH, K, Ca e P em relação ao solo sem material introduzido Na quarta etapa o tubete com tanino foi selecionado, devido seu melhor processamento e vida útil, para imobilização de Azospirillum brasilense Abv5 e a imersão seqüencial do tubete em duas soluções diferentes (goma xantana-amido seguida por uma base de gelatina) foi à melhor estratégia para imobilizar as células Ab-V5, levando à alta densidade populacional das células e viabilidade até 56 dias de armazenamento Além disso, as células imobilizadas foram liberadas rápida e facilmente dos tubetes quando imersas em água ou enterradas na areia, sugerindo inclusive a conversão de compostos nutricionais liberados dos tubetes em biomassa bacteriana A aplicação como inoculante nos tubetes bacterizados em mudas de tomate foi eficiente, com aumentos em todos os parâmetros avaliados para a planta Portanto, os materiais e os processos descritos no presente estudo demonstram grande potencial em combinar o design de materiais biodegradáveis para aplicações biotecnológicas, no condicionamento e biorremediação de solos degradados, desenvolvimento de produtos agrícolas e florestais (recipientes) e como suporte para bactérias promotoras de crescimento vegetal, sendo altamente sustentáveisItem Imobilização de b -glicosidase de soja em bagaço de cana-de-açúcar e alginato de sódio para conversão de isoflavonas b-glicosídicas em agliconasMoreira, Amanda Aleixo; Ribeiro, Mara Lúcia Luiz [Orientador]; Prudencio, Sandra Helena; Dall'Antonia, Luiz HenriqueResumo: A imobilização de enzimas é uma alternativa para sua reutilização e redução de custos na aplicação em processos industriais A ß-glicosidase (ß-D-glicosídeo glicohidrolase, EC 32121) hidrolisa ligações ß-glicosídicas de di e/ou oligossacarídeos As isoflavonas são substratos dessa enzima que converte as isoflavonas ß-glicosídicas (genistina, daidzina e glicitina) e liberam as isoflavonas agliconas (genisteína, daidzeína e gliciteína) que apresentam maior ação benéfica na saúde humana O objetivo deste trabalho foi otimizar a imobilização da ß-glicosidase de cotilédones de soja em bagaço de cana-de-açúcar e alginato de sódio, caracterizar a morfologia e determinar parâmetros cinéticos da enzima livre e imobilizada e aplicá-la em extrato comercial de soja A ß-glicosidase foi extraída de farinha de cotilédones de soja com tampão fosfato de sódio 1 mM, pH 6,6 para obtenção do extrato bruto que foi fracionado com (NH4)2SO4 de –4 % e 4–85 % de saturação a 4 °C A fração com maior atividade de ß-glicosidase foi utilizada para imobilização em bagaço de cana tratados (água 6 ºC, etanol 7 % e autoclavado a 121 ºC por 15 min, NaOH e autoclavado a 121 ºC por 15 min) e ativados com glutaraldeído 2,5 % e para imobilização em esferas e cápsulas de alginato de sódio O bagaço de cana tratado com NaOH, autoclavado e ativado com glutaraldeído e as cápsulas de alginato foram selecionados para otimização da imobilização de ß-glicosidase por metodologia de superfície de resposta A região ótima das condições para imobilização foram: tempo de incubação de 6–12 h e glutaraldeído de 1–3 %, com rendimento máximo de 99 % para bagaço de cana e pH 4,5–6 e CaCl2 de 2–6 mM, com rendimento máximo de 96 % para as cápsulas de alginato A ß-glicosidase livre e imobilizada apresentou condições ótimas de reação em pH 5,5 a 5 °C A estabilidade térmica de ß-glicosidase imobilizada foi superior à livre, sendo maior para a imobilizada em bagaço de cana que apresentou 15 % de atividade residual após 18 min de incubação a 7 ºC O Km e Vmax com substrato ?-nitrofenil-ß-D-glicopiranosídeo foram de ,26 mM e 7,2 µmol de ?-NP min-1 para enzima livre, ,46 mM e 4,37 µmol de ?-NP min-1 para imobilizada em bagaço e ,48 mM e 1,39 µmol de ?-NP min-1 para imobilizada em cápsulas de alginato A enzima imobilizada em bagaço apresentou quinze reutilizações, com quatro sem perda de atividade e a imobilizada em cápsulas de alginato apresentou duas reutilizações As análises por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier confirmaram a modificação dos suportes pelos tratamentos e a imobilização de ß-glicosidase A aplicação da ß-glicosidase imobilizada no extrato comercial de soja foi eficiente na conversão de isoflavonas ß-glicosídicas em agliconas