Ciências Biológicas e da Saúde
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Item Bioconversão de glicerina bruta da indústria do biodiesel em 1,3- propanodiol por bactérias isoladas de amostras ambientais(Universidade Federal de Viçosa, 2011-03-18) Melo, Marcelo Rodrigues de; Mantovani, Hilário Cuquetto; 9387195648186878O biodiesel é produzido por meio de reações de transesterificação entre óleos vegetais ou gorduras animais e álcoois (metanol ou etanol), resultando na formação de ésteres metílicos ou etílicos e glicerina bruta. Composto por glicerol, sabões, álcool, sais inorgânicos, ácidos graxos livres e outras matérias orgânicas, esse co- produto da indústria do biodiesel pode ser utilizado como substrato para produção microbiana de 1,3-propanodiol. Este diol tem sido produzido principalmente por vias petroquímicas e utilizado na produção de poliésteres, poliéteres, poliuretanos, solventes, adesivos, laminados, resinas, detergentes, anticongelantes e cosméticos. Neste trabalho, amostras de líquido de rúmen, solo, esgoto e dejetos suínos foram enriquecidas em meio contendo 5 % (v/v) de glicerina bruta, resultando no isolamento de 48 culturas produtoras de 1,3-propanodiol. As amostras de solo, esgoto e dejetos suínos contribuíram com 31, 12 e cinco culturas, respectivamente. Duas dessas culturas foram selecionadas para novos estudos e identificadas como Clostridium butyricum Sb06 e Klebsiella pneumoniae Ec18. K. pneumoniae Ec18 apresentou crescimento em concentrações de substrato (glicerol ou glicerina bruta) e 1,3-propanodiol de 200 e 80 g/L, respectivamente. Por outro lado, o crescimento de C. butyricum Sb06 foi totalmente inibido em concentrações de 160 e 40 g/L de substrato e 1,3-propanodiol, respectivamente. O crescimento dos isolados C. butyricum Sb06 e K. pneumoniae Ec18 foi favorecido em condições de neutralidade e os produtos da fermentação mais inibitórios ao crescimento foram o butirato e o acetato, respectivamente. O crescimento de C. butyricum Sb06 em meio basal, com e sem controle do pH do meio de cultivo, foi limitado a concentração de aproximadamente 1,5 g/L de biomassa, o que limitou a produção de 1,3-propanodiol em 10,23 g/L, com rendimento de 0,56 mol1,3-propanodiol/molglicerol. O controle do pH do meio de cultivo de K. pneumoniae Ec18 resultou em aumento de 2,5 vezes na formação de biomassa e produção 13,96 e 21,43 g/L de 1,3-propanodiol, com rendimento de 0,43 e 0,42 mol1,3-propanodiol/molglicerol, em meio contendo 40 e 80 g/L de glicerina bruta, respectivamente. As condições de cultivo de K. pneumoniae Ec18, na presença de 80 g/L de glicerina bruta, foram otimizadas utilizando de forma sequencial o delineamento fatorial fracionado e a metodologia de superfície de resposta, resultando em aumento de 56 % na concentração final de 1,3-propanodiol e de 22 % no rendimento de 1,3-propanodiol, em relação ao cultivo nas condições não- otimizadas. Os resultados deste trabalho indicam que o isolado K. pneumoniae Ec18 possui potencial para bioconversão de glicerina bruta em 1,3-propanodiol. Entretanto, outros estudos deverão ser realizados para a adequação do sistema de cultivo e a redução da formação de co-produtos da fermentação que competem com a formação de 1,3-propanodiol.Item Phyisiological, genomic and metabolic characterization of the oleaginous yeast Papiliotrema laurentii UFV-1(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-28) Vieira, Nívea Moreira; Silveira, Wendel Batista da; http://lattes.cnpq.br/9421327967508410The interest on the use of microbial oils has increased for the production of fatty acids derivate products such as biofuels. The culture of oleaginous yeasts in abundant and low- cost raw materials is a promising alternative for biodiesel production. Due to the great microbial diversity found in Brazilian soils, the present project focused on the isolation of oleaginous yeasts from Rupestrian Fields soils and the study of the most prominent oleaginous yeast. The yeast Papiliotrema laurentii UFV-1 presented the lipids in the culture media with glucose and xylose as carbon sources. Unlike most oleaginous yeasts, lipid accumulation by P. laurentii UFV-1 begins at the exponential growth phase, presentin a lipid accumulation growth associated. Furthermore, evaluation of the profile for fatty acids may be considered suitable for biodiesel production. Relevant information was obtained after genomic analysis, such as the presence of a gene encoding for the malic enzyme NADP+-dependent and a single copy gene for the enzyme ATP citrate lyase, which is a key enzyme for oleaginous yeasts. We have found genes from alternative pathways for the lysine and leucine degradation, which may be alternative sources of acetyl-CoA for lipids accumulation. Analysis of expression and metabolic metabolism, including the NADP+-dependent malic enzyme, are the main sources of reducing the power for high accumulation of neutral lipids. Acetyl-CoA carboxylase activity is triggered over a period of increased lipid accumulation. We have found genes from alternative pathways for degradation of the amino acids leucine and lysine, which may be alternative sources of acetyl-CoA for lipid accumulation. Profile evaluation of gene expression and metabolism identified that the malic enzyme NADP +-dependent acts power reducing the great amount of neutral lipids accumulation. Interestingly, the expression profile for the ACC1 gene, which encodes acetyl-CoA carboxylase enzyme, decreased during the period of higher lipid accumulation. Furthermore, degradation of the amino acids lysine and leucine appear to contribute to acetyl-CoA synthesis in P. laurentii, according to the metabolic profile analysis. In general, metabolic pathways involved nitrogenous compounds were affected, according to the analysis pathway impact, which can be explained by the directional flow from carbon to lipid synthesis.Item Resistência térmica de Alicyclobacillus acidoterrestris em sucos de frutas tropicais em diferentes valores de pH, temperatura e na presença de bacteriocinas(Universidade Federal de Viçosa, 2012-02-16) Oliveira, Wemerson de Castro; Mantovani, Hilário Cuquetto; 4906043209502220 Última atualização do currículo eA deterioração de sucos de frutas pela bactéria termoacidófila e esporulante Alicyclobacillus acidoterrestris acarreta prejuízos econômicos para a indústria de alimentos. Para evitar a deterioração e garantir a qualidade dos alimentos, técnicas de inativação microbiana têm sido conjugadas visando aumentar a eficiência do processamento de alimentos. Nesse trabalho foi analisado o efeito do pH, da temperatura e de duas bacteriocinas sobre a resistência térmica de endósporos de A. acidoterrestris DSM 2498 inoculado em diferentes sucos de frutas tropicas. Os efeitos mais pronunciados de inativação térmica dos endósporos de A. acidoterrestris foram obtidos nos valores de pH mais ácidos, sendo que o menor valor D (1,65 min) ocorreu a 95oC no suco de mamão com pH 2,5. Em contraste, o maior valor D (24,6 min) foi obtido na temperatura de 90°C no suco de maracujá com pH 4,5. Para os sucos de mamão e goiaba submetidos à temperatura de 95 oC, não houve diferença nos valores D quando o pH dos sucos foi ajustado para 2,5 ou 4,5. Constatou-se, pela análise de regressão polinomial, que a interação pH e temperatura apresentou maior influência na inativação térmica dos endósporos de A. acidoterrestris. Quando foi testado o efeito das bacteriocinas bovicina HC5 e nisina sobre a resistência térmica de endósporos de A. acidoterrestris, observou-se que a bovicina HC5 diminuiu mais acentuadamente a resistência térmica dos endósporos quando comparado à nisina. Os tratamentos mais eficazes foram aqueles onde os endósporos de A. acidoterrestris foram tratados com bovicina HC5 a 95°C nos sucos de mamão e maracujá. O tratamento com bovicina HC5 aumentou a eficiência do processamento térmico a 95 °C em 42,3% comparado ao controle, sendo ainda 27,8% mais eficaz do que a nisina nesta temperatura de processamento. Para a temperatura de 90 oC, os valores D indicaram menor resistência térmica dos endósporos de A. acidoterrestris em suco de mamão tratado com bovicina HC5 (D90°C= 2,3 min) e maior resistência térmica em suco de abacaxi sem aditivos (controle, D90°C= 8,4 min). Os resultados obtidos neste estudo indicam que o efeito combinado de pH e temperatura é eficaz contra endósporos de A. acidoterrestris e que viiias bacteriocinas bovicina HC5 e nisina reduzem a resistência térmica dos endósporos de A. acidoterrestris, demonstrando potencial para uso como biopreservativo de sucos de frutas.Item Suscetibilidade de abelhas sem ferrão ao inseticida dimetoato(Universidade Federal de Viçosa, 2023-07-28) Barbosa, Andreza Ribas; Martins, Gustavo Ferreira; http://lattes.cnpq.br/7510619049550134As abelhas sem ferrão (Meliponini) constituem o maior grupo de polinizadores tropicais e subtropicais do mundo e têm enfrentado um declínio associado a diversos fatores, como o uso extensivo de agroquímicos. A falta de dados sobre a suscetibilidade desses polinizadores levanta dúvidas sobre a extrapolação adequada dos resultados de toxicidade baseados na espécie exótica Apis mellifera, comumente utilizada nos processos de registro e uso de agroquímicos no Brasil. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade aguda do inseticida neurotóxico dimetoato (composto referência em testes laboratoriais de toxicidade aguda em abelhas) em abelhas sem ferrão, comparando com os resultados obtidos para A. mellifera. Foram investigadas diversas espécies de abelhas sem ferrão, incluindo Melipona quadrifasciata, Melipona mondury, Melipona scutellaris, Scaptotrigona bipunctata, Scaptotrigona xanthotricha, Tetragona clavipes, Partamona helleri, Friseomelitta varia, Trigona spinipes, Tetragonisca angustula (forrageiras) e Plebeia droryana (operárias adultas). As abelhas foram expostas ao dimetoato conforme os protocolos da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OECD) para exposição aguda oral e por contato. A sobrevivência foi avaliada até 96 horas e as doses letais médias (DL 50) em 24 horas foram estimadas para ambos os tipos de exposição em cada espécie. As DL 50-24h foram utilizadas para obter as curvas de distribuição da sensibilidade das espécies e determinar a dose de efeito (HD5). Também foi analisado o peso corporal como um preditor da sensibilidade interespecífica. O dimetoato afetou a taxa de sobrevivência de todas as espécies. Melipona scutellaris exibiu a maior DL50 para a exposição oral (0,064 µg i.a./abelha), T. spinipes apresentou a maior DL50 para a exposição por contato (0,041 µg i.a./abelha), enquanto S. xanthotricha e T. angustula apresentaram menores DL50 para exposição oral (0,0087 µg i.a./abelha) e exposição por contato (0,0020 µg i.a./abelha), respectivamente. Através do cálculo do fator de extrapolação (DL50-24h A. mellifera/10x) utilizado como referência nas estimativas de risco oral (0,0045 µg i.a./abelha) e contato (0,0041 µg i.a./abelha), foi verificado que a maioria das espécies de abelhas sem ferrão testadas nas duas formas de exposição apresentou um nível de proteção adequado, com exceção de T. angustula e P. droryana na exposição por contato. O valor de HD5, obtido através da Análise de Sensibilidade das espécies, foi de 0,013 µg i.a./abelha para exposição oral e 0,0022 µg i.a./abelha para exposição por contato. Além disso, a suscetibilidade variou entre as espécies de acordo com o tipo de exposição (contato ou oral), e A. mellifera foi menos suscetível ao dimetoato do que a maioria das espécies sem ferrão. O peso corporal não se mostrou um preditor estatisticamente significativo da suscetibilidade. Esses resultados indicam que o dimetoato é potencialmente tóxico e prejudicial à sobrevivência das 12 espécies de abelhas, tanto na exposição oral quanto por contato. Esses dados são relevantes para uma inclusão adequada das diferentes espécies de abelhas sem ferrão na avaliação de risco, representando um avanço na compreensão dos efeitos dos pesticidas em Meliponini. Palavras-chave: Abelhas nativas. Toxicidade. Meliponini. Organofosforado. Curvas de distribuição da sensibilidade das espécies.