Programa de Pós Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos - PPGTPP

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Avaliação de atributos químicos e biológicos de nichos construídos utilizando rejeito de minério de ferro: uma alternativa para revitalização de áreas degradadas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-25) Santos, Mariana de Aguilar; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; Ferreira, Ângela de Mello; Badotti, Fernanda; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/0539560330282592; http://lattes.cnpq.br/2141288144068098; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; Ferreira, Ângela de Mello; Badotti, Fernanda; Tiago, Fabiana da Conceição Pereira; Rezende, Patrícia Sueli de; Zago, Valéria Cristina Palmeira
A indústria de extração de minério de ferro é um dos setores mais importantes para a economia brasileira, especialmente na região do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais. A exploração dos recursos minerais implica em alterações do meio socioambiental do território minerador, ocasionando um impacto ambiental nos ecossistemas de Campo Rupestre, como a disposição do rejeito em barragens. O uso de Nicho Construído constitui uma técnica recentemente apresentada, que tem como constituintes o rejeito de minério de ferro, topsoil (camada superficial do solo) e aglomerante. A aplicação da técnica do Nicho Construído visa mimetizar nichos ecológicos pré-existentes nas áreas degradadas pela atividade de mineração, com a vantagem de manter componentes bióticos do local de interesse. Neste contexto, este trabalho teve como finalidade, confeccionar e avaliar os efeitos de diferentes componentes do Nicho Construído nas características mecânicas, físico-químicas e biológicas do material. Para tanto, caracterizou-se o topsoil de uma área não degradada de Campo Rupestre quanto à composição química e mineralógica e à fertilidade; avaliou os efeitos dos novos constituintes do Nicho Construído (como argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico) na sua propriedade mecânica e atributos biológicos, tais como: carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB) e quociente metabólico (qCO2). E ainda, observou-se a presença de organismos fotobiontes durante o período de incubação 7 e 180 dias. Os Nichos Construídos foram confeccionados somando-se diferentes proporções de topsoil do Campo Rupestre da Serra da Piedade, rejeito de minério de ferro, cimento, argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico. As análises de Difração de raios X e Fluorescência de raio X do topsoil identificaram minerais como a hematita, quartzo e goetita e altas proporções de óxido de ferro e dióxido de silício. As análises químicas de fertilidade do topsoil apresentaram baixa concentração de nutrientes, dentre eles o Ca, K, P, soma de bases e capacidade de troca de cátions. Observou-se um baixo teor de matéria orgânica, carbono, nitrogênio e pH ligeiramente ácido. Essas características são típicas de topsoil de Campo Rupestre ferruginoso. Os novos aglomerantes utilizados na confecção dos Nichos Construídos não conferiram resistência ao material, sendo necessário testar novas proporções destes em estudos futuros. Apenas o cimento conferiu resistência ao Nicho Construído, por ser um bom ligante, promovendo a coesão das partículas constituintes do módulo (topsoil+rejeito). Com relação ao CBM, não houve diferença significativa entre os controles e os tipos de nichos em cada tempo de incubação, com exceção do nicho contendo o biocompósito fúngico, que apresentou valores altos de CBM. Os resultados da RB foram baixos para os controles e no topsoil+rejeito, com exceção do nicho com biocompósito fúngico. O crescimento de organismos fotobiontes como, gametófitos de briófitas, protalos de pteridófitas, plântulas de angiospermas e algas, foram observados no topsoil e topsoil+rejeito. Fungos foram observados nos nichos contendo cimento, argila e biocompósito, ao longo do período de incubação. No tempo de 180 dias observou-se o desenvolvimento de angiosperma na superfície do nicho contendo o biocompósito fúngico. As análises de fertilidade, dos atributos biológicos e o crescimento de fotobiontes indicaram que os Nichos Construídos utilizando cimento e argila não apresentam característica que indicam bioreceptividade, contudo, o que utiliza biocompósito fúngico pode atuar como estimuladores do desenvolvimento de vida e, portanto, ser uma ferramenta significativa na recuperação de áreas impactadas.
Caracterização de produtos químicos obtidos a partir da degradação da lignina utilizando o fungo trametes villosa
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-09-27) Fernandes, Natália Cristina Morais; Badotti, Fernanda; Okuma, Adriana Akemi; http://lattes.cnpq.br/2123705096582983; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/4204922051306530; Badotti, Fernanda; Okuma, Adriana Akemi; Machado, Ana Maria de Resende; Neto, Aristóteles Góes
A valorização biológica da Lignina como matéria-prima para a produção de combustível e produtos químicos de valor agregado possui caráter sustentável, por se tratar de um insumo renovável. A Lignina é um polímero altamente recalcitrante encontrado em todos os tipos de plantas, a qual faz parte do complexo conhecido como lignocelulose. O complexo lignocelulose é uma matriz fibrosa, formada por celulose, hemicelulose e Lignina. As aplicações mais conhecidas são para a celulose e a hemicelulose, sendo que a Lignina apresenta maior desafio do ponto de vista industrial, em função da necessidade de despolimerização. Desta forma, existe grande interesse no estudo para aproveitamento da Lignina, uma vez que possui estrutura rica em grupos aromáticos. O processo de degradação do material vegetal é complexo, sendo que diferentes microrganismos, enzimas e vias metabólicas finamente reguladas e interligadas estão envolvidos. Esta dissertação possui o objetivo de caracterizar os produtos químicos formados a partir da degradação microbiológica da Lignina. Lignina alcalina sintética e bagaço de cana-deaçúcar, duas fontes de lignina, foram utilizadas como substratos quando submetidas à degradação pelo fungo Trametes villosa CCMB561. O sobrenadante do cultivo foi coletado entre cinco e 28 dias de incubação, preparado e analisado quanto à presença de substância químicos. Para a caracterização das substâncias formadas durante o processo de degradação microbiológica da Lignina, as amostras obtidas foram submetidas à análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC, High Performance Liquid Cromatography) e Espectroscopia na região do Ultravioleta e visível (UV-vis). O ácido vanílico foi encontrado nas amostras de Lignina sintética após o décimo quarto dia de incubação, demonstrando que o fungo utilizou a Lignina como fonte de energia e promoveu a fragmentação da Lignina. No experimento com o bagaço de cana não foram detectados compostos fenólicos, indicando que os açúcares simples podem ter induzido o crescimento do fungo Trametes villosa CCMB561 em detrimento a produção de compostos fenólicos.
Estudo da diversidade de procariotos em amostras de solo da serra da Piedade/MG utilizando abordagem metataxonômica
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-12-07) Silva, Carla Alessandra; Badotti, Fernanda; Guimarães, Andréa Rodrigues Marques; http://lattes.cnpq.br/0539560330282592; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/4752356538694049; Badotti, Fernanda; Marques, Andrea Rodrigues; Gomes, Fátima de Cássia Oliveira; Garcia, Cleverson Fernando
A identificação da biodiversidade de comunidades de microrganismos tem avançado significativamente graças utilização de técnicas de sequenciamento de nova geração, que representam uma abordagem poderosa para investigar a diversidade microbiana do solo. O objetivo deste estudo foi analisar a diversidade taxonômica de procariotos em amostras de solo do Campo Rupestre Ferruginoso de uma área de ecossistema de canga da Serra da Piedade. Para isso, foi utilizada a técnica de sequenciamento metabarcoding associada ao marcador 16S rRNA. O DNA das amostras foi extraído e sequenciado utilizando a plataforma Illumina. Além disso, as amostras foram submetidas a análises químicas no Laboratório Análise de Solos - Instituto Mineiro de Agropecuária (LASO- IMA) com intuito de associar as características químicas do solo com a microbiota do local. Os filos de bactérias que predominaram nas amostras foram Actinobacteriota (40,7%), Proteobacteria (21,79%), Acidobacteriota (12,5%) e Chloroflexi (11,73%). Além disso, os gêneros de maior abundância foram Conexibacter (17,28%), Acidothermus (15,39%) e Bryobacter (12,04%). O gênero Conexibacter possui uma notável capacidade de degradação de compostos orgânicos complexos, incluindo lignocelulose. Isso o torna uma fonte valiosa de enzimas envolvidas na degradação de biomassa vegetal, um recurso essencial para a produção de biocombustíveis e produtos químicos verdes. Além disso, sua capacidade de adaptar-se a solos desafiadores amplia seu potencial biotecnológico em processos de biorremediação e degradação de poluentes. Os gêneros Acidothermus e Bryobacter apresentam resistência a condições extremas, como alta temperatura e baixo disponibilidade de nutrientes, além de deposição de matéria orgânica complexas. A análise química do solo revelou que os valores de pH em água indicam acidez elevada, o que pode estar relacionado aos altos níveis de Al3+ . Em solos ácidos, a liberação de íons de alumínio a partir de minerais presentes no solo é comum, tornando esses solos profundamente distróficos. Em suma, esta pesquisa destacou a importância das abordagens metataxonômicas para a compreensão da diversidade microbiana do solo, já que representa um avanço significativo na capacidade de identificar e analisar a diversidade em comunidades de microrganismos no solo e forneceu uma visão valiosa sobre a composição e a estrutura das comunidades de microrganismos nesse ecossistema único da Serra da Piedade/MG, demonstrando potencial biotecnológico desses microrganismos especialmente em contexto da degradação de biomassa, produção de enzimas e biorremediação. Esses resultados estabelecem uma base sólida para investigações futuras sobre a ecologia microbiana, a ciclagem de nutrientes e o funcionamento dos ecossistemas nesse ambiente desafiador.
Produção de biomateriais usando micélio fúngico e resíduo agrícola
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-11-29) Sampaio, Sabrina Petrillo; Badotti, Fernanda; Silva, Aline Bruna da; http://lattes.cnpq.br/6539169612758835; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/2962156249774204; Badotti, Fernanda; Silva, Aline Bruna da; Ferreira, Ângela de Mello; Neto, Aristóteles Góes
Os materiais derivados de petróleo são utilizados para as mais diversas aplicações, porém o processo de decomposição de grande parte destes é lento, resultando em um grande problema ambiental. Uma alternativa promissora é utilizar biomateriais produzidos a partir de micélios de fungos cultivados em resíduos vegetais (biocompósitos). Esses materiais são biodegradáveis e tem potencial para gerar compostos com propriedades mecânicas diversificadas. O objetivo geral foi desenvolver e analisar um material micocompósito por meio do cultivo dos fungos: Trametes villosa e Ganoderma lucidum utilizando resíduos de bagaço de cana de açúcar e rejeito de mineração. Os corpos de prova foram caracterizados quanto à densidade, absorção de água e submetidos à análise termogravimétrica, espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), ensaio mecânico de compressão e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição do rejeito de mineração favoreceu o aumento da densidade, da absorção de água, e ao melhor desempenho do micélio de ambos os fungos no substrato, como foi observado nos espectros de FTIR e nas imagens de MEV, sem ganho de estabilidade térmica como foi visto na análise termogravimétrica. O ensaio de compressão evidenciou que a adição do rejeito de mineração e o aumento da proporção rejeito/substrato levou a um aumento do modulo de elasticidade e uma variação da resistência à compressão quando comparado ao material contendo apenas o fungo e substrato.
Relação entre propriedades físico-químicas e estabilidade de emulsões base para aplicação em cosméticos capilares naturais
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-09-28) Miranda, Fernanda Maria de Paula; Badotti, Fernanda; Ferraz, Helen Conceição; http://lattes.cnpq.br/1820877582714129; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/5495080588081546; Badotti, Fernanda; Ferraz, Helen Conceição; Rezende, Patrícia Sueli de; Nicolini, João Victor
A grande quantidade de informações disponíveis atualmente sobre impactos ambientais e na saúde leva os consumidores a questionarem cada vez mais a composição dos cosméticos que utilizam, aumentando a busca por produtos naturais, porém de alto desempenho. Os cosméticos para cabelos estão entre os mais utilizados, sendo os xampus e condicionadores os produtos mais proeminentes. Usualmente, a formulação dos xampus é composta de surfactantes que promovem limpeza e formação de espuma, além de ingredientes que trazem maciez e brilho aos cabelos. Já os condicionadores são compostos por surfactantes catiônicos, silicones, polímeros catiônicos e/ou lipídeos com a função de melhorar a penteabilidade dos fios. Dentre as matérias-primas alternativas que vem sendo utilizadas, destacam-se o isolado proteico de ervilha (PPI), muito utilizado na indústria alimentícia para a estabilização de emulsões, e o óleo de jojoba. Este último é rico em antioxidantes e tem composição próxima ao sebo natural da pele, trazendo propriedades interessantes para as formulações e diminuindo o potencial irritante. Neste estudo, a estabilidade de emulsões base para xampus e condicionadores contendo surfactantes naturais e um co-surfactante semi-natural foram estudadas. As formulações mais estáveis foram selecionadas utilizando planejamento composto central. As análises por tensiometria mostraram que o PPI é capaz de reduzir a tensão superficial da água de 72,4 mN/m para 45,9 mN/m e 43,2 mN/m na proporção utilizada para xampu e condicionador, respectivamente. A emulsão para xampu, contendo 5% de óleo e 1% de PPI, apresentou fenômeno de cremação nas análises de estabilidade a 5, 25, 45 e 65ºC no equipamento Turbsican®. O teste de estabilidade de bancada a 25ºC mostrou que houve separação de 4% em 4 h. A viscosidade medida foi de 34,25 cPs, sugerindo a necessidade de acrescentar um doador de viscosidade à formula para se obter um produto comercial. A presença do co-surfactante cocoamidopropil betaína conferiu melhor espumabilidade à base de xampu. A emulsão para condicionadores na mesma concentração de óleo e PPI demonstrou ser bastante estável nos testes de estabilidade no Turbsican® e a estabilidade no teste de bancada não apresentou separação detectável em até 24 hs. A viscosidade medida foi de 13527 cPs, considerada adequada ao produto. As formulações finais tem potencial para aplicação em um produto comercial visando cosméticos naturais.
Taxonomia e perfil funcional da comunidade microbiana isolada de painel fotovoltaico utilizando metagenômica shotgun
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-09-27) Jotta, Viviane Faria Morais; Badotti, Fernanda; Ferreira, Ângela de Mello; Aburjaile, Flávia Figueira; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/2016464855117057; http://lattes.cnpq.br/2119491576564545; http://lattes.cnpq.br/0056659699535158; Badotti, Fernanda; Góes-Neto, Aristóteles; Bleicher, Lucas; Caldeira, Priscila Pereira Silva
Os painéis fotovoltaicos apresentam superfícies que permanecem expostas a variações das condições climáticas, tais como temperatura, umidade, radiação e pressão atmosférica, além de fenômenos atmosféricos, como chuvas e efeito estufa. Desta forma, esse é considerado um ambiente extremo para o crescimento de microrganismos. Apesar disso, os painéis são colonizados por comunidades microbianas diversas, podendo conter bactérias, fungos, vírus e algas. Os painéis fotovoltaicos podem perder sua eficiência pela presença desses microrganismos em sua superfície, visto que eles são capazes de formar biofilmes, o que afeta a captação da luz solar pelo sistema. Desta forma, o estudo e caraterização dos microrganismos que constituem o biofilme proveniente de paineis fotovoltaicos é fundamental para a compreensão dos mecanismos utilizados por esses microrganismos para o estabelecimento das comunidades nesse ambiente inóspito para, futuramente, propor estratégias que possam combate-lo. Nesse estudo, nove amostras de biofilme foram coletadas na superfície de um painel fotovoltaico localizado na região metropolitana de Belo Horizonte (MG), e o DNA extraído e sequenciado utilizando Metagenômica shotgun. A plataforma de sequenciamento utilizada foi a Illumina 2500 e os dados foram analisados utilizando o pipeline SqueezeMeta. A caracterização taxonômica permitiu a identificação de mais de 1000 gêneros de Bacteria, 20 gêneros de Archaea e 400 eucariotos. Diversos gêneros extremófilos e produtores de exopolissacarídeos foram identificados, como Hymenobacter, Pedobacter, Mucilaginibacter e Sphingomonas, capazes de sobreviver em condições adversas e formar biofilmes. Considerando os resultados das análises funcionais, mais de 10000 genes foram identificados nas amostras, sendo que muitos estão envolvidos na formação de biofilmes, resistência à radiação, variação de temperatura, baixa disponibilidade de água e nutrientes. Os dados obtidos até o momento revelam grande potencial de estudo para as amostras, abrindo perspectivas como a montagem de genomas e o estudo detalhado dos genes e vias metabólicas envolvidos na formação e manutenção dos biofilmes microbianos.

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Navegando Programa de Pós Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos - PPGTPP por Autor "Badotti, Fernanda"

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