01 - Doutorado - Biotecnologia

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Estudo de genes envolvidos na síntese de fitormônios e na nodulação de Rhizobium tropici
Tullio, Leandro Datola; Hungria, Mariangela [Orientador]; Rondina, Artur Berbel Lírio; Gomes, Douglas Fabiano; Rodrigues, Elisete Pains; Guijo, Manuel Megías; Batista, Jesiane Stefânia da Silva [Coorientadora]
Resumo: O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L) é uma cultura de grande importância econômica e social, principalmente em países menos desenvolvidos Embora o rendimento mundial do feijoeiro seja baixo, aumentos significativos têm sido obtidos por meio da inoculação com rizóbios, como a estirpe Rhizobium tropici CIAT 899, que é autorizada para o uso de inoculantes comerciais no Brasil Este trabalho teve por objetivo estudar a relação do fitormônio ácido indol-3-acético (AIA) e de fatores de nodulação (fatores Nod), produzidos por R tropici CIAT 899, em parâmetros simbióticos com o feijoeiro Assim, procedeu-se à mutação dos genes y4wF e tidC, envolvidos com a síntese de AIA e genes responsáveis por modificações nos fatores Nod (hsnT, nodF e nodE) No Artigo A, estirpes mutadas nos genes y4wF e tidC aumentaram a síntese de exopolissacarídeos, atrasaram a formação dos nódulos, mas melhoraram a competitividade das estirpes A presença de apigenina, flavonoide indutor dos genes de nodulação de R tropici, foi necessária para ativar as vias da triptamina e do ácido indol-3-pirúvico, particularmente nas mutantes e uma forte indução dos genes y4wF e tidC foi observada, tanto na estirpe selvagem, quanto nas mutantes Os resultados revelaram uma intrigante relação entre o metabolismo do AIA e a atividade indutora de genes de nodulação em CIAT 899 As vias biossintéticas de AIA foram discutidas e, com base nos resultados, foram atribuídas funções aos genes y4wF e tidC No Artigo B, a expressão dos genes hsnT, nodF e nodE foi fortemente induzida na presença de apigenina e de sal e, em menor proporção, na ausência dos reguladores transcricionais nodD, sendo o NodD1 reconhecido como o principal regulador Vinte e nove diferentes fatores Nod estruturalmente diferentes foram sintetizados por CIAT 899 induzida por apigenina e 36 quando induzida por sal, sendo drasticamente reduzidos por mutações em hsnT, nodF e nodE, em adição a mudanças estruturais específicas relacionadas a cada gene Mutações nos três genes afetaram diferencialmente o desempenho simbiótico, de acordo com a planta hospedeira Conclui-se que, embora não pertençam ao grupo principal de genes reguladores da nodulação, os genes hsnT, nodF e nodE contribuem para a síntese de fatores Nod, que impactam o desempenho simbiótico e a especificidade hospedeira
Uma abordagem sequencial para o desenvolvimento de inoculante para cana-de-açúcar
Milani, Karina Maria Lima; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Moreira, Renata Stolf; Nogueira, Marco Antonio; Hungria, Mariangela; Araújo, Ricardo Silva Azevedo
Resumo: A identificação de Bactérias Promotoras do Crescimento Vegetal (BPCV) capazes de promover incrementos no desenvolvimento e produtividade de cana-de-açúcar já foi evidenciada, entretanto, ainda não existe inoculante comercial registrado para esta cultura Neste sentido, este trabalho teve como objetivo identificar estirpes de BPCV com alto potencial biotecnológico, para o desenvolvimento de um inoculante para uso em cultivos comerciais de cana-de-açúcar O trabalho foi realizado por uma abordagem sequencial sendo dividido em duas etapas Na etapa 1, foi avaliada a diversidade e posicionamento taxonômico de uma coleção de 69 isolados provenientes de amostras de solo, raiz, tolete e folhas de cana-de-açúcar, coletadas em duas regiões distintas do Paraná, Brasil A identificação dos isolados foi realizada com base no sequenciamento parcial do gene 16S rRNA No total, 44 espécies pertencentes a 17 gêneros foram identificadas, sendo que Burkholderia sp, Pseudomonas sp, Bacillus sp, Enterobacter sp, Klebsiella sp, Pantoea sp, Acinetobacter sp e Rhizobium sp foram encontrados em maior abundância Ainda, verificou-se que as diferenças na distribuição dos gêneros bacterianos foram relacionadas aos nichos ecológicos, origem geográfica, variedades de cana-de-açúcar e meio de cultura utilizados Na segunda etapa, foi utilizada uma estratégia para selecionar as BPCV, usando sementes de sorgo como indicadores de eficiência associativa à cana-de-açúcar Com base nos resultados obtidos em sorgo, 2 bactérias foram selecionadas para avaliação dos efeitos promotores do crescimento sobre o desenvolvimento da variedade RB966928 de cana-de-açúcar, em condições de casa-de-vegetação Essas mesmas estirpes bacterianas foram avaliadas quanto a produção de auxinas e solubilização de fosfatos inorgânicos in vitro, visando identificar os mecanismos potencialmente ativos na promoção do crescimento vegetal Os resultados permitiram identificar 4 bactérias com alto potencial biotecnológico, sendo pertencentes aos gêneros Acinetobacter sp, Pseudomonas sp, Gluconacetobacter sp, e Rhizobium sp Essas estirpes foram avaliadas in vitro quanto a compatibilidade entre elas, e inoculadas em diferentes combinações (7) em três variedades (RB83554, RB867515 e RB966928) de cana-de-açúcar em casa-de-vegetação A utilização conjunta das bactérias proporcionou efeitos significativos no desenvolvimento da cana-de-açúcar Em adição, as estirpes foram avaliadas quanto a diversidade metabólica por meio da análise de utilização de diferentes fontes de carbono Conforme os resultados obtidos, referentes as duas etapas deste trabalho, foi possível verificar que a utilização do sorgo para seleção inicial das bactérias demonstrou-se eficiente, e as estirpes obtidas ao final do estudo são consideradas promissoras para o desenvolvimento de uma formulação inoculante para cana-de-açúcar Um estudo separado das etapas referidas acima foi realizado em condições de campo com objetivo de avaliar a eficiência agronômica, bem como diferentes formas de aplicação, de inoculantes formulados com Azospirillum brasilense e Rhizobium sp O inoculante testado foi eficiente no aumento da produtividade de colmos e teor de sacarose da variedade de cana-de-açúcar RB867515, em ciclo de 13 meses para cana planta Também foi verificada maior eficiência do produto quando aplicado em pós-emergência, em dose única e na ausência de adubação nitrogenada
Valorização do bagaço de malte : aplicação como bioadsorvente e estudo de pré-tratamentos para a obtenção de açúcares fermentescíveis
Mello, 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
Aproveitamento de resíduos lignocelulósicos da agroindústria pela combinação de processos físicos e químicos
Debiagi, Flávia; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Carvalho, Gizilene Maria de; Grossmann, Maria Victória Eiras; Faria-Tischer, Paula Cristina de Sousa; Rocha, Thaís de Souza
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo geral promover o aproveitamento de resíduos da agroindústria (casca de soja, casca de aveia e farelo de trigo) empregando-se a combinação de processos físicos e químicos, visando a produção de celulose nanofibrilada via extrusão reativa, assim como, o estudo do emprego da explosão a vapor e ultrassonicação como processos de pré-tratamento dos resíduos com vistas à extração de açúcares fermentescíveis Para a produção de celulose nanofibrilada (NFC), a casca de aveia (OH) e a casca de soja (SH) foram submetidas ao processo de extrusão reativa, combinada ou não ao branqueamento com ácido peracético Posteriormente, a casca de aveia in natura e a NFC obtida da OH foram impregnadas com nanopartículas de prata biológicas (bio-NPAg) e avaliou-se a sua atividade antibacteriana frente à bactéria Escherichia Coli Para OH e SH, o emprego da extrusão reativa combinada ou não ao branqueamento resultaram em NFC com diâmetros na escala nanométrica e comprimento de vários micrômetros Independente do resíduo, as amostras de NFC produzidas nesse trabalho apresentraram elevados teores de celulose (> 87 %), maior cristalinidade e estabilidade térmica que os resíduos in natura Além disso, foi possível observar que as suspensões de NFC obtidas a partir da OH e SH apresentaram-se estáveis e sem a presença de sedimentação quando estocadas em temperatura ambiente por 24 h Entretanto, somente quando empregada a OH foi possível observar a presença de um material homogêneo, formado apenas de NFC Apenas a casca de aveia in natura impregnada com bio-NPAg apresentou atividade antimicrobiana frente a bactéria Ecoli Para o estudo do pré-tratamento dos resíduos, a casca de aveia (OH) e farelo de trigo (WB) foram submetidos ao processo de explosão a vapor ou ultrassonicação, combinados a diferentes reagentes (H2SO4, NaOH ou água destilada) Em relação ao pré-tratamento dos resíduos, o processo mais efetivo foi o que empregou a explosão a vapor na presença de H2SO4, tanto para WB quanto para OH Além disso, observou-se um aumento no conteúdo de celulose e decréscimo no de lignina e hemiceluloses para ambos os resíduos (OH e WB) Os processos empregados nesse trabalho, tanto para a produção de NFC, quanto para o pré-tratamento dos resíduos, mostraram-se efetivos, com a vantagem de reduzir os tempos de processo e por gerar uma menor quantidade de efluentes quando comparados aos processos convencionais de obtenção de NFC e pré-tratamentos químicos
Bactérias promotoras do crescimento de plantas : estratégias de colonização e para a mitigação de estresses abióticos em milho
Fukami, Josiane; Hungria, Mariangela [Orientador]; Nogueira, Marco Antonio; Delamuta, Jakeline Renata Marçon; Cerezini, Paula; Rondina, Artur Berbel Lírio
Resumo: Os inoculantes à base de Azos irillum brasilense estir es Ab-V5 e Ab-V6, conhecidos elo seu efeito benéfico às lantas, rinci almente em gramíneas e, mais recentemente, ela coinoculação com os rizóbios em leguminosas, vêm sendo utilizados de modo ex onencial no Brasil Este trabalho teve or objetivo estudar essas estir es de Azos irillum, a fim de elucidar os mecanismos de quorum sensing (QS) na colonização de milho (Zea mays L) (Artigo A); estratégias de inoculação ara mitigar os efeitos dos agrotóxicos utilizados no tratamento de sementes, com ênfase no estudo da indução de genes relacionados ao estresse oxidativo e defesa de lantas (Artigo B); avaliar os efeitos ela inoculação e coinoculação com Rhizobium tro ici em lantas de milho, com o intuito de atenuar os efeitos do estresse salino (Artigo C); e investigar a indução de mecanismos de defesa no milho or diferentes métodos de inoculação ou em condições de estresse salino coinoculados com Rhizobium tro ici (Artigo D) No que concerne ao Artigo A, foi evidenciado que as estir es estudadas a resentam com ortamentos distintos referentes ao sistema QS, uma vez que a estir e Ab-V5 res onde à adição externa de moléculas de N-acil homoserinas lactonas (AHL), enquanto que a estir e Ab-V6 não a resentou qualquer res osta Esses resultados foram com rovados quando as estir es foram inoculadas em lantas de milho, em regando-se a estratégia de quorum quenching (QQ) No artigo B, foram relatados os benefícios ela inoculação com Azos irillum, bem como de seus metabólitos, na romoção de crescimento de lantas de milho, inde endentemente da estratégia de inoculação em regada, odendo ser a licada elo método tradicional – via semente – ou, or ulverização foliar, ainda que, a arentemente, a sobrevivência das bactérias na folha seja baixa Ademais, foi evidenciado que o uso dessas bactérias ode conferir maior roteção às lantas, em consequência da indução de genes relacionados à defesa vegetal No artigo C foram demonstrados efeitos ositivos da inoculação com A brasilense e da coinoculação com R tro ici em milho Deve ser dada ênfase aos resultados obtidos com a estir e Ab-V6 de A brasilense, isolada ou coinoculada com R tro ici CIAT 899, identificadas como romissoras ara mitigar o efeito de estresse salino em milho No artigo D, observou-se que o A brasilense confere roteção às lantas de milho or indução simultânea via ácido jasmônico (AJ) e ácido salicílico (AS) e, em condições de estresse salino via AS e ácido abscísico (ABA) Deste modo, o conhecimento mais a rofundado do modo de colonização, bem como de res osta das lantas frente à inoculação ou, ainda, de lantas submetidas a condições de estresse salino, ode auxiliar na definição de diferentes estratégias de uso de A brasilense, de modo a am liar a adoção e os benefícios oriundos do uso dessas bactérias
Caracterização e aplicação do ácido hialurônico produzido em melaço de cana-de-açúcar por Streptococcus zooepidemicus
Pan, Nicole Caldas; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Andrei, Isabel Craveiro Moreira; Yamashita, Fábio; Mali, Suzana; Baldo, Cristiani
Resumo: O objetivo desse trabalho foi caracterizar e aplicar o ácido hialurônico (AH) produzido em melaço de cana-de-açúcar por Streptococcus zooepidemicus ATCC 3992 Para a produção de ácido hialurônico, a concentração de sacarose, melaço de cana-de-açúcar, extrato de levedura, glutamina, glutamato e ácido oxálico foram estudadas Fermentações foram realizadas em frascos Erlenmeyers e biorreator A melhor produção de AH foi de 2,825 gL-1 obtida em biorreator, com controle de pH em 8,, e meio contendo melaço de cana-de-açúcar pré-tratado a 85,35 gL-1 de açúcares totais e extrato de levedura a 5 gL-1 O AH foi caracterizado por espectroscopia de FT-IR, UV-Vis e RMN, confirmando estrutura equivalente ao padrão e massa molecular de 1,35 × 13 kDa A atividade sequestrante do radical DPPH do AH a 1 gL-1 foi de 41% e o polímero não apresentou atividade antimicrobiana Filmes biodegradáveis e biocompatíveis de AH e álcool polivinílico (PVA) foram produzidos por técnica de casting A adição de AH aos filmes de PVA aumentaram sua estabilidade térmica, solubilidade, grau de intumescimento, permeabilidade ao vapor de água e habilidade de elongação O melaço de cana-de-açúcar mostrou ser um substrato alternativo para a produção do AH, sendo este polímero um material promissor para aplicações biomédicas
Produção de soforolipídeos por células imobilizadas de Candida bombicola ATCC 22214 em alginato de cálcio
Oliveira, Marcos Roberto de; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Pedrão, Mayka Reghiany; Dias, Lucia Felicidades; Vignoli, Josiane Alessandra; Baldo, Cristiani; Camilios Neto, Doumit [Coorientador]
Resumo: Os soforolipídeos são biossurfactantes produzidos por Candida bombicola ATCC 22214 e possuem um amplo campo de aplicação, porém o custo elevado de produção exige desenvolvimento de bioprocessos mais eficientes, para torná-los competitivos O objetivo desse trabalho foi produzir e verificar a composição estrutural dos soforolipídeos por Candida bombicola, imobilizada em alginato de cálcio O processo de imobilização foi padronizado e a produção de soforolipídeos foi testada, por delineamento fatorial 43-1 com os fatores glicose, óleo de girassol, K2HPO4 e CaCl2 A imobilização celular foi confirmada por MEV e os soforolipídeos caracterizados por FTIR e MS As condições ótimas de imobilização foram: 5 g/L células; 3 g/L de alginato de sódio; ,1 mol/L de cloreto de cálcio; tempo de cura de 12 horas por 96 horas, atingindo 2,33 g/L de soforolipídeos com uma eficiência de imobilização de 74,487% Um novo planejamento foi realizado para otimizar a produção o que atingiu 8,458 g/L com uma eficiência de imobilização de 9,922% nas condições em (g/L): 3 glicose, 3 de óleo de girassol, ,1 de extrato de levedura, 4,5 de K2HPO4 e 4,5 de CaCl2 As células imobilizadas foram estáveis por 3 ciclos, mantendo a eficiência em torno de 7,7497 % Os soforolipídeos apresentaram a composição estrutural de 7,95% de formas acídicas (7,92% C16; 12,54% C18; 37,29% de C18:1 e 13,2% de C18:2) e 29,5% de formas lactônicas (5,8% C16, 3,63% C18, 17,82% C18:1 e 2,31 C18:2)
Efeito da moagem a seco na minimização de fumonisinas em milho e derivados
Bordini, Jaqueline Gozzi; Ono, Elisabete Yurie Sataque [Orientador]; Corrêa, Benedito; Santos, Joice Sifuentes dos; Yamaguchi, Margarida Masami; Oliveira, Tereza Cristina Rocha Moreira de
Resumo: As fumonisinas são um grupo de micotoxinas frequentemente detectadas em milho e estão relacionadas a diversos efeitos tóxicos em seres humanos e animais A moagem a seco é um processamento industrial que separa o grão em três frações principais: o gérmen e o pericarpo, que são as frações externas, e o endosperma, a fração interna que é transformada em fubá e grits destinados à alimentação humana Contudo, as fumonisinas não são destruídas durante esse processamento, podendo ser concentradas em certas frações Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a contaminação fúngica e a distribuição da fumonisina B1 (FB1) e fumonisina B2 (FB2) em milho convencional e transgênico e em suas frações obtidas por moagem a seco (gérmen, pericarpo, endosperma, fubá e grits), bem como avaliar o grau de exposição humana às fumonisinas no Brasil e em países importadores Para esse propósito, quatro lotes de milho (dois lotes convencional e dois lotes transgênico) e de suas frações, (N = 48) foram coletadas em uma das maiores indústrias de processamento do Brasil, localizada no norte do Paraná Em ambos os tipos de milho, as fumonisinas (B1 + B2) foram detectadas em maiores níveis no gérmen e no pericarpo e em menores níveis no endosperma, fubá e grits As taxas de concentração de fumonisinas no gérmen e pericarpo corresponderam a 22% e 215% (transgênico) e a 317% e 226% (convencional), respectivamente, em relação ao milho íntegro Por outro lado, houve uma redução da contaminação por fumonisinas no endosperma, fubá e grits em uma taxa de 86%, 9 e 91% obtidas de milho transgênico e de 7%, 76% e 89% de convencional, respectivamente Não houve diferença significativa (p > ,5) entre os níveis de fumonisinas (B1 +B2) de milho íntegro transgênico (média de 13 µg/kg) e convencional (média de 918 µg/kg) Porém, houve diferença significava entre os níveis de fumonisinas no gérmen, endosperma e fubá, sendo maior nas frações internas provenientes de milho convencional (p < ,5) Baseando-se na contaminação média de fumonisinas (B1 + B2) dos quatro lotes de milho íntegro, endosperma, fubá e grits e nos dados de ingestão destes alimentos, a Ingestão Diária Provável (IDP) de fumonisinas no Brasil e nos países importadores foi calculada A IDP total de fumonisinas no Brasil foi de 98 ng/kg peso corpóreo por dia, o que representa 5% da ingestão diária máxima tolerada provável para fumonisinas (2 ng/kg peso corpóreo/dia) Nos países importadores de milho brasileiro, a IDP foi maior em Angola (171 ng/kg peso corpóreo/dia) do que nos países da Europa (de 4 a 192 ng/kg peso corpóreo/dia) e Malásia (68 ng/kg peso corpóreo/dia) A contagem fúngica total média dos quatro lotes de milho e de seus derivados variou de 1,6 x 12 UFC/g (fubá) a 1,9 x 13 UFC/g (milho), mais baixo que o limite máximo de 14 UFC/g recomendado pela Food and Drug Administration (FDA) Além disso, 92,5 e 87,5% das amostras de milho (transgênico e convencional, respectivamente) apresentaram níveis de fumonisinas (FB1 + FB2) abaixo do limite máximo tolerado pela Comissão Européia (2 µg/kg) Portanto, o milho e suas frações obtidas por moagem industrial a seco apresentaram uma boa qualidade micológica e este processamento foi eficiente em minimizar a contaminação por fumoninisas em derivados de milho destinados à alimentação humana
Azospirillum brasilense estirpes CNPSo 2083 (=Ab-V5) e CNPSo 2084 (=Ab-V6) : promoção do crescimento de plantas e avaliação da compatibilidade com agrotóxicos utilizados no tratamento de sementes de milho (Zea mays L.)
Santos, Mariana Sanches; Cunha, Mariangela Hungria da [Orientador]; Nogueira, Marco Antonio; Rondina, Artur Berbel Lírio; Cerezini, Paula; Nunes, Amanda Letícia Pit
Resumo: A humanindade discute a preservação ambiental, que é um desafio frente ao desenvolvimento há pelo menos um século Nas últimas décadas o setor agrícola tem buscado criar novas práticas que aliam sustentabilidade ambiental com altos índices de produtividade e de qualidade dos alimentos Os inoculantes são um exemplo de bioinsumo de aplicação agrícola que reúnem essas características, garantindo produtividade elevada com redução no uso de fertilizantes químicos, altamente poluentes O Brasil tem se destacado no uso de inoculantes em diversas culturas, como a soja, o feijão e o milho Por décadas, os inoculantes usados no país eram à base de rizóbios para leguminosas mas, há pouco mais de uma década, entraram e ganharam mercado inoculantes com as estirpes Ab-V5 (=CNPSo 283) e Ab-V6 (=CNPSo 284) da bactéria promotora do crescimento de plantas (BPCP) Azospirillum brasilense Contudo, ainda há poucos estudos sobre esses inoculantes Para garantir um bom desempenho do inoculante é necessário que as células estejam viáveis e em uma concentração elevada Diante disso, pesquisadores e produtores têm questionado se o tratamento de sementes com agrotóxicos, prática comum e, na maioria dos casos, indispensável para a proteção contra pragas e doenças, poderia interferir nos resultados da inoculação Os objetivos deste trabalho foram descrever aspectos importantes referentes à tecnologia da inoculação e avaliar os impactos que o tratamento de sementes com agrotóxicos pode causar às células de A brasilense e, consequentemente, na sua contribuição à agricultura O primeiro trabalho, uma revisão, descreve o cenário mundial de uso de inoculantes nas mais diversas culturas, os microrganismos utilizados e técnicas de inoculação Na segunda revisão foram discutidos os principais estudos realizados no Brasil, a situação comercial atual e as expectativas sobre o uso das estirpes Ab-V5 e Ab-V6 como inoculantes nas diversas culturas O terceiro trabalho constou no desenvolvimento de uma nova metodologia para verificar a recuperação de células viáveis de A brasilense em sementes de milho inoculadas, impressindível para a avaliação dos efeitos do tratamento de sementes com agrotóxicos No quarto trabalho, a nova metodologia foi aplicada e foram descritos os efeitos que o uso de agrotóxicos pode desencadear no desenvolvimento inicial e na morfologia das raízes de milho inoculado ou não com A brasilense No quinto trabalho foram revisados e discutidos trabalhos relatando níveis de compabitilidade ou incompatibilidade entre inoculantes e agrotóxicos (fungicidas, inseticidas e herbicidas) Os resultados obtidos evidenciaram a relevância crescente que os inoculantes microbianos vêm adquirindo na agricultura nacional e internacional, e o impacto positivo que, em uma década de uso, as estirpes Ab-V5 e Ab-V6 promoveram tanto em leguminosas, como em gramíneas Contudo, os resultados indicam também que agrotóxicos utilizados no tratamento de sementes representam uma ameaça aos benefícios que podem ser obtidos pela inoculação com Azospirillum, afetando negativamente desde a sobrevivência das células, ao desenvolvimento radicular e rendimento das culturas Em cada um dos cinco estudos são sugeridas pesquisas futuras e estratégias para incrementar a contribuição dos inoculantes na agricultura brasileira
Taxonomia e filogenia de alfa e beta-rizóbios provenientes de solos dos Cerrados e da Mata Atlântica
Dall'Agnol, Rebeca Fuzinatto; Cunha, Mariangela Hungria da [Orientador]; Batista, Jesiane Stefânia da Silva; Delamuta, Jakeline Renata Marçon; Reis Junior, Fábio Bueno dos; Fagotti, Dáfila dos Santos Lima
Resumo: Os rizóbios representam um grupo notório de bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) pela sua habilidade em disponibilizar N às leguminosas, reduzindo o uso de fertilizantes nitrogenados Dessa forma, estudos que visem identificar, caracterizar e avaliar aspectos ligados à eficiência simbiótica de rizóbios são de grande importância O objetivo deste trabalho foi caracterizar taxonômica e filogeneticamente estirpes de rizóbios provenientes dos Cerrados e da Mata Atlântica, dois biomas importantes ecologicamente e economicamente para o país Foram realizados três estudos, para os quais foram feitas análises de caracterização molecular e análises filogenéticas No Estudo 1, foi realizada uma análise polifásica em quatro estirpes de Rhizobium, que apresentaram características diferenciadas em estudos anteriores Os resultados obtidos confirmaram que este grupo de estirpes representava uma nova espécie, a qual foi denominada Rhizobium paranaense, e a PRF 35T foi definida como estirpe tipo para esta espécie No Estudo 2 foi feita uma caracterização genética de 181 isolados obtidos em solos não-perturbados dos Cerrados, utilizando-se o feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris) como planta-isca Neste estudo, a espécie Paraburkolderia nodosa foi predominante e duas estirpes apresentaram alta taxas de fixação de N2 No Estudo 3, 427 estirpes provenientes de solos da Mata Atlântica foram isoladas e caracterizadas utilizando-se Mimosa pudica e Phaseolus vulgaris como plantas-isca O gênero Paraburkholderia foi predominante na maioria das amostras, sendo que seis possíveis novas espécies foram identificadas A análise canônica foi significativa para o pH do solo, indicando que o mesmo influenciou na diversidade de bactérias nessas amostras Os três estudos elucidaram que ainda existe muito a ser descoberto em relação à diversidade de rizóbios nos trópicos, sendo que a caracterização destes microrganismos contribui não apenas para identificar novas estirpes, mas também para explorar suas propriedades biotecnológicas
Desenvolvimento e aplicação de materiais biodegradáveis na agricultura
Moreira, 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 sustentáveis
Soforolipídios de Starmerella bombicola como sanitizante nas etapas de abate e processamento de aves
Freitas, Christiane Aparecida Urzedo Queiroz; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Coró, Fábio Augusto Garcia; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Barros, Márcio de; Rocha, Cristiani Baldo da; Pedrão, Mayka Reghiany [Coorientadora]
Resumo: O Brasil ocupa o primeiro lugar no ranking mundial de exportações de carne de frango, porém exigências dos importadores são rígidas no controle da qualidade higiênico e sanitário dos produtos brasileiros Dessa forma, a preocupação das empresas com os níveis de contaminação nas indústrias culmina em estudos para utilização de sanitizantes nas diversas etapas do processo de abate e processamento de aves para reduzir a contaminação e consequentes perdas econômicas O soforolipídio possui comprovada ação antimicrobiana contra bactérias contaminantes de alimentos Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram produzir soforolipídios pela levedura Starmerella bombicola e utilizar como sanitizante nas etapas de abate e processamento de aves por aspersão, simulando a etapa de lavagem de carcaças no processo de evisceração e imersão, a etapa de lavagem das carcaças no pré resfriamento A produção de soforolipídios foi em biorreator de bancada, utilizando glicose e ácido oleico, como substratos e posteriormente aplicado como controles: água de torneira clorada (,2 a 2,ppm) (A) e água de torneira clorada + etanol 45% (B) soluções sanitizantes: - solução com água de torneira com 45% etanol (v/v) com 5, 225 e 4 µgmL-1 (C, D e E) de soforolipídios, respectivamente No tratamento por imersão as amostras foram expostas a solução em diferentes tempos (3, 6 e 9 minutos A produção máxima de soforolipídios atingiu 69,83 gL-1 que foi caracterizado principalmente como forma lactônica C18:1 diacetilada Os soforolipídios apresentaram efeito antimicrobiano contra S aureus, E coli, coliformes termotolerantes e aeróbios mesófilos Na sanitização por aspersão a redução mais significativa foi com 4 µgmL-1, sendo a redução de 1,32 para S aureus, 1,47 para E coli, 1,43 para coliformes termotolerantes e 1,5 para aeróbios mesófilos Na água de imersão, a ação sanitizante aumentou gradativamente com o tempo de exposição, 9 minutos com a concentração de 225 µgmL-1 e 3 minutos de exposição a concentração de 4 µgmL-1 levou a redução total das células viáveis dos microrganismos estudados Os soforolipídios demonstraram potencial inovador com grande perspectiva para a indústria avícola, como agente descontaminante, trazendo maior segurança alimentar aos produtos e diminuição das perdas por contaminação
Nistose de Bacillus subtilis natto : atividade prebiótica e desenvolvimento de um revestimento comestível para conservação de amora-preta
Bersaneti, Gabrielly Terassi; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Shirai, Marianne Ayumi; Prudêncio, Sandra Helena; Garcia, Sandra; Rocha, Cristiani Baldo da; Oliveira, Suzana Mali de [Coorientador]
Resumo: Com a demanda por melhores condições de saúde e bem-estar, novos produtos funcionais são tendência no mercado atual Assim, revestimentos comestíveis com adição de ingredientes como a nistose são alternativas, para o consumo diário de prebióticos, além de aumentar o prazo de validade dos produtos minimamente processados A nistose é um fruto-oligossacarídeo sintetizado pela levanasacarase de Bacillus subtilis natto com atividade prebiótica Sendo assim, os objetivos desse trabalho foram sintetizar nistose e avaliar sua atividade prebiótica em revestimentos comestíveis de amido-nistose, bem como testar a ação do revestimento na qualidade pós-colheita em frutos de amoras-pretas Os resultados demonstraram que os filmes exibiram função prebiótica, sendo a única fonte para o crescimento de Bifidobacterium e Lactobacillus Quando aplicados os revestimentos em frutos de amoras-pretas mantiveram a firmeza e o conteúdo de antocianina As contagens para mesófilos, psicrotróficos, leveduras e bolores permaneceram em níveis aceitáveis durante 7 dias A avaliação sensorial revelou que os frutos revestidos tiveram boa aceitação e intenção de compra O revestimento de amido-nistose é um produto biotecnológico e mostrou potencial para a aplicação na indústria de alimentos, por conter propriedades funcionais e aumentar o prazo de validade dos frutos
Efeito de bactérias associativas e do estresse salino sobre a funcionalidade da rizosfera e o desenvolvimento vegetal
Alzate Zuluaga, Mónica Yorlady; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Nogueira, Marco Antonio; Rodrigues, Elisete Pains; Oliveira, Halley Caixeta de; Camilios Neto, Doumit
Resumo: 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 estresse
Revestimentos biodegradáveis para aplicação em sementes de milho
Vercelheze, Ana Elisa Stefani; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Bilck, Ana Paula; Carvalho, Gizilene Maria de; Gonçalves, Leandro Simões Azeredo; Garcia, Patrícia Salomão; Oliveira, André Luiz M. de [Coorientador]
Resumo: O emprego de sementes de alta qualidade influencia diretamente na produtividade agrícola, e dentre as alternativas disponíveis para o tratamento de sementes, o uso de revestimentos com polímeros biodegradáveis é uma técnica muito promissora, pois fornece proteção às sementes contra agentes externos além de serem atóxicos O presente trabalho teve como objetivo geral produzir revestimentos biodegradáveis elaborados com amido de mandioca, gelatina e álcool polivinílico para a aplicação em sementes de milho e caracterizá-los quanto as suas propriedades físico-químicas, mecânicas, microestrutura e comportamento agronômico Os revestimentos foram elaborados utilizando delineamento de misturas ternárias simplex-centróide composto por 1 experimentos Em uma primeira etapa foram produzidos filmes empregando-se a técnica de casting, com diferentes proporções de amido ( – 3, g/1 g formulação), gelatina ( – 3, g/1 g formulação) e álcool polivinílico ( - 3, g/1 g formulação), com a concentração de glicerol fixada em 2 g/1g polímero e de nanoargilas sódica não modificada em ,2 g/1 g de polímero Os filmes obtidos neste trabalho tiveram a aparência de um plástico transparente, além de se apresentaram contínuos, homogêneos e com bom aspecto visual, com espessura variando entre ,11 e ,13 mm Os filmes elaborados com os polímeros puros apresentaram os maiores valores de capacidade de absorção de água, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água, e as misturas ternárias (contendo os três polímeros em mistura) foram as que apresentaram os menores valores para estas propriedades Os espectros de FT-IR dos filmes produzidos neste trabalho com os polímeros puros apresentaram as suas respectivas bandas características com maior intensidade que nas misturas binárias e ternárias Em seguida, as mesmas formulações estudadas para o preparo dos filmes foram empregadas para o revestimento de dois genótipos de sementes de milho O processo de revestimento estabelecido neste estudo foi eficiente, pois a maioria das sementes revestidas apresentaram-se contínuas, homogêneas e com boa manuseabilidade Somente as sementes revestidas com a mistura binária de amido e álcool polivinílico (AM15AP15) apresentaram-se deficientes quanto a esses parâmetros A massa média da semente controle (sem revestimento) foi de ,211 g e a massa média das sementes revestidas variou entre ,21 e ,3 g e os resultados de densidade das sementes sem revestimentos foi de ,741 g/cm3 e das sementes revestidas variou de ,653 a ,74 g/cm3, podendo observar que os revestimentos empregados não afetaram os parâmetros de massa e densidade das sementes As formulações empregadas como revestimentos nas sementes de milho não interferiram no processo de germinação Ao contrário, as formulações AM3 (amido puro), GL3 (gelatina pura), AP3 (álcool polivinílico puro) e AM15GL15 (mistura binária amido e gelatina) favoreceram o processo de germinação, com porcentagens de germinação de 9, 9, 89 e 91 %, respectivamente, quando comparadas com a amostra Controle que apresentou porcentagem de 86 % para o genótipo 2B5874X da Dow Agro Sciences Resultados semelhantes foram encontrados para os genótipos de milho P3F53H da Dupont Diante dos resultados obtidos, a amostra AM15GL15, mistura binária entre amido e gelatina, foi selecionada para dar continuidade ao trabalho com a inoculação de uma suspensão bacteriana contendo uma concentração de 16 – 19 células de A brasilense Ab-V5 Ao final de 15 dias, foi possível observar que o revestimento promoveu incremento na viabilidade do microrganismo, se mostrando como uma alternativa para a veiculação deste microrganismo, considerado uma bactéria promotora do crescimento vegetal Foi possível o desenvolvimento de formulações para o recobrimento de sementes de interesse agrícola, como as sementes de milho empregadas nesse estudo, utilizando materiais biodegradáveis, atóxicos, de grande disponibilidade e baixo custo, que no geral não afetaram o processo de germinação das sementes, podendo ainda ser carreadores de nutrientes e promotores de crescimento para a planta, visando uma maior produtividade agrícola sem causar danos ao ecossistema
Hidrofobização com óleos vegetais e ácido orgânico de celulose extraída de casca de aveia
Giraldo, Gina Alejandra Gil; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Orsato, Alexandre; Tischer, César Augusto; Olivato, Juliana Bonametti; Garcia, Patrícia Salomão
Resumo: Nos últimos anos tem havido um grande interesse na valorização dos resíduos agroindustriais transofrmando-os em produtos de maior valor agregado, como por exemplo, para a obtenção de celulose Neste trabalho, a celulose extraída da casca de aveia através do branqueamento com ácido peracético foi modificada quimicamente com o objetivo de aumentar a sua hidrofobicidade através da reação de esterificação Foram empregados compostos orgânicos não tóxicos e de fonte renovável, assim como, processos ecoamigáveis, tais como a extrusão reativa e ultrassonicação para a modificação da celulose Numa primeira etapa, foram obtidas amostras de celulose modificadas com óleos vegetais (óleos de soja, girassol e coco), empregando-se o processo de ultrassonicação Numa segunda etapa, a celulose foi modicada com ácido cítrico, empregando os processos de ultrassonicação e extrusão reativa As amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), propriedades térmicas, molhabilidade, capacidade de absorção de água e óleo e propriedades de adsorção de água Tanto nas amostras modificadas com óleo vegetal, quanto nas amostras modificadas com ácido cítrico, pôde-se confirmar a reação de esterificação através do aparecimento de uma nova banda entre 1735-1747 cm-1 nos espectros de FTIR O padrão de cristalinidade não foi afetado nas amostras modificadas, assim como a morfologia das fibras de celulose Todas as amostras modificadas apresentaram menores valores de capacidade de absorção de água, maiores valores para capacidade de absorção de óleo, e maior afinidade por solventes não polares Nossos resultados confirmaram que a modificação da celulose através da reação com compostos orgânicos de baixa toxicidade é benéfica para aumentar a hidrofobicidade da celulose, assim como, o uso da extrusão reativa e da ultrassonicação, como processos ecoamigáveis, simples e com tempos de reação mais curtos podem ser uma alternativa viável para a obtenção da celulose esterificada
Produção e aplicação de soforolipídio de Starmerella bombicola como agente antifúngico e no desenvolvimento de revestimento ativo para conservação de vegetais
Caretta, Talita de Oliveira; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Duarte, Marta Cristina Teixeira; Andrade Filho, Galdino; Oliveira, Suzana Mali de; Camilios Neto, Doumit
Resumo: 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 morango
Filogenia e taxonomia de estirpes do gêneros Bradyrhizobium e Mesorhizobium isoladas de solos do Brasil, África do Sul e Austrália
Helene, Luisa Caroline Ferraz; Hungria, Mariangela [Orientador]; Delamuta, Jakeline Renata Marçon; Ribeiro, Renan Augusto; Nogueira, Marco Antonio; Batista, Jesiane Stefânia da Silva; O'Hara, Graham [Coorientador]
Resumo: O nitrogênio (N) interfere diretamente na produção agrícola e na nutrição animal e humana Com o aumento dos impactos ambientais, é de suma importância que tecnologias sustentáveis sejam empregadas para manter a qualidade da vida no planeta Terra Uma dessas tecnologias consiste no uso de inoculantes contendo microrganismos diazotróficos, alguns dos quais, conhecidos como rizóbios, são capazes de se associarem simbioticamente com algumas espécies de plantas, realizando o processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN) Para que seja possível utilizar dos benefícios desse grupo de bactérias na produção de alimentos e recuperação de solos degradados, é necessário que haja uma extensiva gama de estudos que objetivam isolar, identificar e caracterizar cada estirpe, a fim de que sejam eleitas as com melhor desempenho para serem testadas e utilizadas em larga escala via aplicação como inoculantes Neste trabalho, três estudos utilizaram um conjunto de metodologias para avaliar a diversidade e caracterizar taxonomicamente grupos de rizóbios, bem como para testar a capacidade de nodulação e FBN em simbiose com diversas leguminosas No Estudo 1 foi realizada uma análise polifásica com duas estirpes (SEMIA 6399T e SEMIA 644) do gênero Bradyrhizobium isoladas de Deguelia costata (syn Lonchocarpus costatus), uma leguminosa nativa do Brasil utilizada para a produção de madeira Os resultados levaram à descrição da nova espécie Bradyrhizobium mercantei, e à publicação do genoma da estirpe tipo No Estudo 2 foi conduzida uma análise polifásica com quatro estirpes isoladas de amostras de solos da Mata Atlântica, utilizando como plantas-isca Phaseolus vulgaris e Mimosa pudica As quatro estirpes (CNPSo 314T, CNPSo 3235, CNPSo 3236 e CNPSo 3237) são representantes de uma nova espécie do gênero Mesorhizobium, denominada como Mesorhizobium atlanticum No Estudo 3, 18 estirpes isoladas de amostras de solos da Austrália Ocidental, utilizando diversas leguminosas como plantas-isca, e mais três estirpes provenientes de solos da África do Sul, isoladas de Glycine sp, foram analisadas com o objetivo de investigar a diversidade das estirpes As 21 estirpes são representantes do gênero Bradyrhizobium, havendo grande diversidade genética entre elas Sete grupos foram apontados como possíveis novas espécies, enquanto as demais estirpes são representantes de espécies já descritas Os três estudos contribuem para um melhor entendimento sobre a diversidade dos rizóbios, indicando que ainda é necessário conduzir vários estudos para elucidar essa diversidade em solos tropicais
Hidrogéis biopoliméricos obtidos por extrusão reativa para aplicação agrícola
(2022-02-23) Marim, Beatriz Marjorie; Oliveira, Suzana Mali de; Oliveira, André Luiz Martinez de; Debiagi, Flavia; Carvalho, Fabíola Azanha de; Carvalho, Gizilene Maria de
Hidrogéis são classificados como estruturas tridimensionais constituídas por polímeros reticulados que têm a capacidade de absorver e liberar, controladamente, grandes quantidades de água, nutrientes e substâncias iônicas, sem se dissolver. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver hidrogéis à base de misturas biopoliméricas de amido de mandioca, celulose e gelatina para aplicações agrícolas como agentes de retenção de água. Inicialmente, o amido de mandioca foi modificado quimicamente via extrusão reativa utilizando-se o ácido cítrico (CA) e o ácido tartárico (TA) como agentes reticulantes. A celulose extraída da casca de aveia foi modificada via extrusão reativa, trimetafosfato de sódio (STMP) e ácido tartárico (TA) foram empregados como agentes reticulantes. Foram produzidos hidrogéis a partir das misturas de amido modificado, celulose modificada e gelatina. O processo de extrusão reativa foi eficaz na modificação química do amido e da celulose. Os resultados confirmaram a modificação química das cadeias poliméricas através do aparecimento de uma nova banda nos espectros de FTIR em 1730 cm-1 associada aos grupos carbonila das ligações ésteres formados para os amidos modificados com CA e TA em diferentes concentrações (2,5 a 20 g ácido/100 g amido). Foram obtidos amidos modificados com graus de substituição entre 0,023 a 0,365. A difração de raios-X indicou que a extrusão reativa resultou no desaparecimento de picos de difração do amido nativo, as amostras do amido reticulado apresentaram índices de cristalinidade variando de 8 a 11%. A análise morfológica mostrou que a estrutura granular do amido original foi perdida e substituída por uma estrutura mais áspera e irregular. A capacidade de retenção de água e a solubilidade dos amidos modificados obtidos por extrusão reativa foram superiores às do amido nativo e da amostra de controle (extrusadas sem os agentes de reticulação). No caso da celulose, o processo de extrusão reativa para reticulação com TA e STMP também foi eficaz, e os resultados confirmaram a modificação das cadeias poliméricas através do aparecimento de uma nova banda em 1735 cm-1, associada aos grupos carbonila das ligações ésteres que foram formadas nas amostras modificadas com TA. A modificação da celulose por extrusão reativa não alterou a morfologia e a cristalinidade das amostras. Os índices de cristalinidade (IC) variam de 42 a 33%, e as amostras modificadas apresentaram maior afinidade por solventes não polares em testes de molhabilidade, também confirmando a reticulação com TA e STMP. Quando foram produzidos pellets de hidrogel com a mistura de celulose, amido e gelatina, foi obtido um material poroso, com capacidade de retenção de água em diferentes pHs acima de 530%. Este estudo mostrou que a extrusão reativa foi eficiente tanto para a modificação do amido e da celulose, quanto na produção de hidrogéis no formato de pellets para serem empregados na agricultura como retentores de água, com as vantagens de simplicidade, baixa geração de efluentes, tempos de reação curtos e fácil adaptação para escala industrial.
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 Aleixo
Resumo: 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.

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