Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

Quantificação de micélio extrarradicular de fungos micorrízicos arbusculares em plantas cítricas e endófitos: I. Método empregado

Otimização de métodos de extração e avaliação de micélio extrarradicular ativo (MEA) e total (MET) constituem os principais passos para um estudo mais profundo da interação fungo micorrízico arbuscular (FMA) e hospedeiro, já que a absorção e translocação dos nutrientes do substrato ao hospedeiro são realizadas, respectivamente, por tais estruturas fúngicas. Métodos de extração de micélio extrarradicular de FMAs propostos por diversos autores foram reavaliados e mesclados, originando um método exclusivo e de fácil execução, juntamente com a calibração de métodos para avaliação e quantificação de MEA (fluorescência induzida com a hidrólise do diacetato de fluoresceína e redução de iodonitrotetrazólio), em substrato arenoso.

Efeito da solarização sobre propriedades físicas, químicas e biológicas de solos

A solarização é um método de desinfestação que consiste na cobertura do solo com um filme de polietileno transparente, durante o período de intensa radiação solar, e atua por meio do aumento da temperatura do solo. Quatro ensaios foram realizados no estado de São Paulo, nos municípios de Mogi das Cruzes, Jarinu, Piracicaba e Itatiba, nos anos de 2000 e 2001, com o objetivo de avaliar os efeitos da solarização nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos. A solarização reduziu significativamente a resistência à penetração dos solos nos ensaios de Jarinu, Piracicaba e Itatiba. Em Jarinu, oito meses após a retirada do plástico, as diferenças entre os tratamentos permaneceram. Por outro lado, em Mogi das Cruzes, onde o ensaio foi instalado em solo turfoso, a solarização causou aumento na resistência na camada de 2,5 a 5 cm de profundidade. Nos ensaios de Piracicaba e Jarinu, foram feitas avaliações de macro, microporosidade, porosidade total e densidade, não tendo os tratamentos diferido entre si, porém houve uma tendência de redução na densidade dos solos solarizados. A atividade microbiana, avaliada pela hidrólise de diacetato de fluoresceína, foi reduzida pela solarização. A supressividade a Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli foi avaliada in vitro, pela colonização de amostras de solo usando um isolado marcado com resistência a benomyl, no ensaio de Mogi das Cruzes. A solarização reduziu a recuperação do patógeno, evidenciando um aumento da supressividade. Nos solos solarizados, houve aumento significativo dos teores de N-NH4+ em todos os experimentos, Mn em três, N-NO3-, Mg2+ e saturação por bases em dois e K+ em um experimento. Ocorreu redução dos teores de Cu, Fe e H + Al em dois experimentos e Zn em um ensaio. Segundo os resultados, a solarização promoveu alterações nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos, melhorando a estrutura, liberando nutrientes e aumentando a supressividade.

Atividade ATPásica e pirofosfatásica em microssomos de raízes de milho colonizadas com fungos micorrízicos arbusculares

No presente trabalho, foi avaliada a influência de duas espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) Glomus clarum e Gigaspora margarita sobre as atividades ATPásica e pirofosfatásica de microssomos obtidos por meio de fracionamento celular de raízes de milho colonizadas aos 20, 30, 40 e 60 dias do plantio. Ambos os fungos proporcionaram aumentos significativos nas atividades das ATPases e pirofosfatases; entretanto, as maiores atividades foram observadas nas raízes colonizadas pelo fungo G. clarum. Os dados cinéticos indicaram a presença de uma ativação diferencial das H+-ATPases e H+-pirofosfatases presentes nas membranas das células radiculares, dependendo da espécie fúngica e do estádio da colonização das raízes pelos FMAs. Como indicadores da eficiência da micorrização, foram avaliados a altura e o conteúdo de nutrientes na parte aérea das plantas. Os dados obtidos mostraram a primeira evidência cinética de estimulação de atividade pirofosfatásica em membranas microssomais de raízes colonizadas e descreveram um padrão inédito de ativação diferencial para a hidrólise de ATP, dependendo da espécie (G. clarum ou G. margarita) e do estádio de colonização.

Características biológicas do solo indicadoras de qualidade após dois anos de aplicação de biossólido industrial e cultivo de milho

A utilização agrícola de biossólidos tem sido muito incentivada, mas, como esses resíduos apresentam composição química variada, o valor agronômico e os efeitos sobre características indicadoras de qualidade do solo precisam ser avaliados caso a caso, a fim de estabelecer normas de segurança para uso desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas características biológicas, após a aplicação, por dois anos consecutivos, de doses crescentes (0, 6, 12, 18 e 24 t ha-1 base seca) de um biossólido gerado por uma indústria de fibras e resinas PET e da adubação mineral completa no cultivo de milho, em um Cambissolo distrófico, comparados aos de uma área adjacente, sob Brachiaria sp. e sem cultivo nos últimos 10 anos, usada como referência. Os valores de C e N da biomassa microbiana, a respiração basal e as atividades das enzimas urease e beta-glicosidase e da hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) aumentaram, enquanto a atividade da fosfatase ácida diminuiu com a elevação das doses de biossólido, porém estas não tiveram efeito sobre o quociente metabólico (qCO2). A diminuição da atividade da fosfatase se deveu ao aumento da disponibilidade de P no solo, não caracterizando efeito adverso da aplicação do biossólido. Com aplicação de 12 t ha-1 de biossólido (recomendação agronômica), a respiração e a hidrólise da FDA foram maiores e a atividade da fosfatase foi menor que a obtida no solo com adubação mineral, mas as demais características avaliadas não diferiram entre estes tratamentos. A colonização micorrízica de Brachiaria sp. não diferiu entre plantas de crescimento espontâneo nas parcelas anteriormente cultivadas com milho e aquelas da área adjacente. Apesar do menor número de esporos, verificou-se enriquecimento de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) nas parcelas cultivadas. O carbono orgânico (Corg) e a biomassa microbiana apresentaram alta correlação com os demais parâmetros avaliados, indicando que as alterações na quantidade e qualidade da matéria orgânica, promovidas pela aplicação do biossólido, refletiram na dinâmica da microbiota e influenciaram positivamente os parâmetros biológicos de qualidade do solo.

Relações entre atributos do solo e atividade de formigas em restingas

Em solos de restinga de constituição areno-quartzosa aumenta a influência da fração orgânica e da atividade biológica em funções-chave dos solos, como a capacidade de reciclar e armazenar nutrientes. A análise de atributos do solo e da fauna edáfica em sítios sob diferentes coberturas vegetais é importante para entender o comportamento desses ambientes. Neste estudo, avaliaram-se atributos químicos, físicos e microbiológicos do solo e suas relações com a população de formigas de sítios de restinga sob diferentes coberturas vegetais no Estado de Sergipe. Foram coletadas amostras em seis coberturas vegetais (três sítios por cobertura), sendo quatro na área Caju (mata, capim-gengibre, coqueiral e capoeira) e duas na área Pirambu (mata de topo de duna e mata de sopé de duna). As análises químicas foram feitas em amostras coletadas nas camadas de 0-5 e 5-20 cm, e a atividade microbiana, avaliada por meio da hidrólise do diacetato de fluoresceína, foi determinada em amostras coletadas a 0-10 cm. A massa de fragmentos orgânicos foi avaliada em diferentes profundidades. Na avaliação das comunidades de formigas foram consideradas aquelas com atividade na superfície do solo. Na comparação entre os sítios foi utilizada a análise de componentes principais. Os atributos de compartimentos orgânicos (C orgânico, C orgânico dissolvido e fragmentos orgânicos) foram muito sensíveis à modificação da cobertura vegetal nos sítios do Caju, isolando os sítios sob mata dos alterados e os sítios sob capim-gengibre daqueles sob capoeira e coqueiral. Atributos da solução do solo influenciáveis pelo spray marinho (condutividade elétrica e concentração de K, Na e Mg) isolaram os sítios de Pirambu dos sítios do Caju. Os grupos de formiga mostraram elevado nível de especialização. A análise de correspondência canônica apontou baixa percentagem da variância da distribuição desses grupos e isolou os sítios de mata dos outros usos, indicando que existem outros atributos a serem considerados na distribuição.

Atividade de urease no solo com feijoeiro influenciada pela cobertura vegetal e sistemas de plantio

A urease é a enzima que catalisa a hidrólise da ureia em dióxido de carbono e amônia. A distribuição da urease e os fatores que a influenciam têm importância relevante em vista do uso da ureia na agricultura. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo definir a época adequada de coleta de solo, após adubação nitrogenada no feijoeiro comum, para medir a atividade de urease e seu perfil, considerando os efeitos residuais de diferentes plantas de cobertura e de sistema de preparo do solo. O experimento foi instalado em um Latossolo Vermelho distrófico e o feijoeiro, cultivar BRS Valente, semeado em junho de 2005, em sucessão a quatro plantas de cobertura de solo: capim-mombaça, milho em consórcio com braquiária, sorgo granífero e estilosantes, e dois sistemas de cultivo, direto e convencional. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso em parcelas divididas. As amostras de solo foram coletadas aos 3, 6, 8, 10 e 12 dias após a aplicação da ureia em cobertura no feijoeiro. A maior atividade de urease no solo ocorreu quando o feijoeiro foi cultivado após capim-mombaça, independentemente do preparo do solo e da época de sua avaliação. A mobilização do solo em cultivo no sistema plantio direto determinou menor atividade de urease, independentemente das espécies de cobertura e das épocas de sua avaliação. O pico de atividade de urease ocorreu entre o sétimo e o oitavo dia após a aplicação de ureia, independentemente das espécies de cobertura e do preparo do solo sob cultivo irrigado do feijoeiro comum.

Métodos de controle de plantas daninhas e seus impactos na qualidade microbiana de solo sob cafeeiro

Minas Gerais destaca-se como o Estado que mais produz café no Brasil. Essa cultura é extremamente suscetível à presença de plantas daninhas, que podem ser manejadas por meio de métodos manuais, mecanizados e, ou, químicos, com impacto nos custos da produção e qualidade do solo. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito exercido por diferentes métodos de controle de plantas daninhas na linha e entrelinha de cafeeiro, sobre a microbiota do solo e seus processos, que destacadamente têm sido utilizados em virtude de sua extrema sensibilidade e baixo custo. Para isto, amostras de solo foram retiradas em abril de 2010, em Latossolo Roxo distrófico da fazenda experimental da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), em São Sebastião do Paraíso, MG, na profundidade de 0-10 cm, no centro da rua (entrelinha) do café, e a 20 cm do caule da planta do café (linha), para determinar os atributos: densidade de bactérias e fungos totais, solubilizadores de fosfato, celulolíticos, amonificantes, bactérias diazotróficas não simbióticas, carbono da biomassa e atividade microbianas, quociente metabólico (qCO2) e atividade enzimática pela hidrólise de diacetato de fluoresceína. O cafeeiro foi submetido a sete métodos de controle de plantas daninhas: roçadora, grade, enxada rotativa, herbicida pós-emergência, herbicida pré-emergência, capina manual e sem capina. Os resultados evidenciaram a complexidade dos efeitos desses diferentes métodos na microbiota do solo e seus processos, com menores impactos para capina manual e enxada rotativa. Os impactos dos métodos roçadora, grade, sem capina e aplicação de herbicidas de pré-emergência foram considerados intermediários, enquanto a aplicação de herbicidas de pós-emergência, na entrelinha do cafeeiro, promoveu os maiores impactos negativos nos atributos avaliados. Esses impactos devem ser considerados quando houver avaliação e escolha do método a ser empregado para o controle de plantas daninhas em cafeeiro.

MICROBIAL CHARACTERISTICS OF SOILS UNDER AN INTEGRATED CROP-LIVESTOCK SYSTEM

Integrated crop-livestock systems (ICLs) are a viable strategy for the recovery and maintenance of soil characteristics. In the present study, an ICL experiment was conducted by the Instituto Agronômico do Paraná in the municipality of Xambre, Parana (PR), Brazil, to evaluate the effects of various grazing intensities. The objective of the present study was to quantify the levels of microbial biomass carbon (MBC) and soil enzymatic activity in an ICL of soybean (summer) and Brachiaria ruziziensis (winter), with B. ruziziensis subjected to various grazing intensities. Treatments consisted of varying pasture heights and grazing intensities (GI): 10, 20, 30, and 40 cm (GI-10, GI-20, GI-30, and GI-40, respectively) and a no grazing (NG) control. The microbial characteristics analysed were MBC, microbial respiration (MR), metabolic quotient (qCO2), the activities of acid phosphatase, β-glucosidase, arylsuphatase, and cellulase, and fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis. Following the second grazing cycle, the GI-20 treatment (20-cm - moderate) grazing intensity) contained the highest MBC concentrations and lowest qCO2 concentrations. Following the second soybean cycle, the treatment with the highest grazing intensity (GI-10) contained the lowest MBC concentration. Soil MBC concentrations in the pasture were favoured by the introduction of animals to the system. High grazing intensity (10-cm pasture height) during the pasture cycle may cause a decrease in soil MBC and have a negative effect on the microbial biomass during the succeeding crop. Of all the enzymes analyzed, only arylsuphatase and cellulase activities were altered by ICL management, with differences between the moderate grazing intensity (GI-20) and no grazing (NG) treatments.

Indicadores Microbiológicos de Solo em Pastagem com Aplicação Sucessiva de Dejetos De Suínos

RESUMO O uso de dejetos líquidos de suínos como fertilizante do solo é uma prática comum na Região Sul do Brasil. Apesar de ter benefícios na reutilização dos dejetos, essa prática apresenta sérios riscos ambientais. Os indicadores microbiológicos de qualidade do solo são bastante sensíveis e permitem o monitoramento das condições do ambiente edáfico. Objetivou-se avaliar a qualidade microbiológica do solo de pastagens com diferentes históricos de uso sucessivo de dejetos líquidos de suínos. Determinaram-se o teor de C da biomassa microbiana, a respiração microbiana do solo, o quociente metabólico (qCO2) e a atividade das enzimas β-glicosidase, urease e hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA), em áreas de pastagem com uso de dejetos de suínos há dois anos (A2) e 14 anos (A14) e em área com mata nativa (MN). O uso sucessivo de dejetos de suínos em pastagem não influenciou o C da biomassa e a respiração microbiana do solo, que variaram conforme a época de coleta. O qCO2 não foi influenciado pelo uso de dejetos de suínos no solo; a atividade enzimática do solo foi influenciada pelo uso de dejetos de suínos, sendo que a urease e a FDA foram sensíveis na detecção de diferenças na atividade dos solos com uso de dejetos de suínos, enquanto a β-glicosidase não permitiu a diferenciação entre as áreas estudadas.

Efeito dos complexos enzimáticos clarificantes Clarex e CEC1-CTAA sobre a qualidade do suco de banana

Neste trabalho foi observado o efeito dos complexos enzimáticos clarificantes Clarex e CEC1-CTAA, adicionados na proporção de 0,03% v/p sobre purê de banana (Musa cavendishii), em condições amenas de hidrólise (40ºC, 15 minutos) visando determinar a qualidade, aqui representada pelos indicadores: rendimento; viscosidade; Brix; pH; composição centesimal; contagens de bolores e leveduras e de mesófilos, e propriedades sensoriais de cor, aroma, sabor e corpo dos sucos de banana clarificados. O suco clarificado com Clarex apresentou-se significativamente (p < 0,01) mais amarelo, menos cinza, menos opaco e menos viscoso do que o obtido com CEC1-CTAA. Não houve diferença significativa entre as médias de aroma de banana fresca e sabor nesses sucos. Além disso, os valores obtidos quanto a sabor, de ambos os sucos, foram considerados bons (6,72 e 6,05 com referência a sucos clarificados com Clarex e CEC1-CTAA, respectivamente), apresentando-se superiores ao centro da escala empregada, que variou de 0 a 10.

Isolamento de fungos degradadores de carbendazim

Os fungicidas sistêmicos do grupo dos benzimidazóis são amplamente utilizados no controle de muitas doenças de plantas, tanto no solo como na parte aérea, e isso tem sido causa de contaminação ambiental. A ação de alguns microorganismos contribui para degradação e perda da atividade biológica desses fungicidas, podendo reduzir, dessa forma, o risco de impactos negativos. O objetivo deste trabalho foi selecionar fungos com potencial para degradar benomil e seu produto de hidrólise, carbendazim, e quantificar o potencial de degradação. Fungos foram isolados de três diferentes solos da região de agricultura irrigada do município de Guaíra, SP, com histórico de aplicação intensiva de fungicidas benzimidazóis. Dentre os fungos isolados, Alternaria alternata foi a linhagem menos afetada pelo aumento na concentração de benomil no meio de cultura. Na concentração máxima (100 mig mL-1) a inibição da taxa de crescimento de A. alternata foi 22%, enquanto nas demais linhagens foi superior a 45%. Em meio de cultura líquido suplementado com carbendazim, a taxa de crescimento em biomassa de A. alternata foi 43% maior do que a no meio sem carbendazim, o que indica o consumo do fungicida como fonte de carbono. A. alternata degradou rapidamente o fungicida, chegando a 66,21% de desaparecimento do produto em dois dias. A meia-vida de carbendazim nessas condições foi de 1,16 dias.

Solarização do solo e incorporação de fontes de matéria orgânica no controle de Pythium spp.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da solarização do solo, associada à incorporação de lodo de esgoto, cama-de-frango e casca de Pinus, no controle de Pythium spp. Foram conduzidos dois ensaios, um em área cultivada comercialmente com crisântemo e outro em área artificialmente infestada com Pythium spp. em cultivo de pepino. A adição de cama-de-frango induziu a supressividade do solo ao patógeno, visto que resultou em maiores temperaturas no solo solarizado, aumento na condutividade elétrica e maior atividade microbiana do solo, avaliada pela hidrólise de diacetato de fluoresceína e desprendimento de CO2. Por outro lado, o lodo de esgoto e a casca de Pinus não induziram a supressividade ao patógeno. A solarização não teve efeito no crescimento da parte aérea e no peso de matéria fresca de raízes de plantas de crisântemo, mas teve efeito significativo no controle do patógeno no ensaio conduzido com pepino.

Atividade microbiana em solo do semi-árido sob cultivo de Atriplex nummularia

Métodos para avaliar a atividade microbiana no solo são fundamentais no monitoramento ambiental de áreas degradadas. O objetivo deste trabalho foi investigar a atividade microbiana de solo do semi-árido cultivado com Atriplex nummularia Lindl. em áreas que receberam rejeito salino durante um e três anos, em comparação com um solo nativo, sem cultivo e não irrigada. O solo cultivado por três anos e que recebeu rejeito salino apresentou, no período seco, valores de pH, CE e atividade de hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) superiores aos das demais áreas. No entanto, foi observada correlação negativa entre o carbono microbiano e os valores do quociente metabólico (qCO2). A biomassa microbiana e a fosfatase alcalina também foram superiores no solo cultivado por três anos e que recebeu rejeito salino em relação ao solo nativo sem irrigação, confirmando o desempenho de plantas halófitas na melhoria da qualidade do solo sob condições de estresse salino. O cultivo de A. nummularia constitui uma das alternativas para utilização de rejeito salino proveniente da dessalinização por osmose reversa.

Caracterização parcial e utilização da fitase extraída de sementes germinadas de girassol

O objetivo deste trabalho foi ativar, extrair e caracterizar parcialmente a fitase em sementes germinadas de girassol (Helianthus annuus L.), híbrido M734, e avaliar o efeito da fitase no farelo de girassol. Sementes foram colocadas para germinar por oito dias em câmara a 25°C. A fitase foi extraída com CaCl2 2%, depois do quinto dia de germinação, e fracionada com (NH4)2SO4 até 80% de saturação. O extrato bruto foi caracterizado parcialmente e aplicado em farelo de girassol desengordurado para avaliar a hidrólise do fitato. Com a germinação, houve aumento na atividade da fitase e redução no teor de fitato. A maior atividade da fitase foi observada do quinto ao oitavo dia de germinação. A fitase das sementes germinadas aos cinco dias apresentou atividade ótima em pH de 5,2 e temperatura de 55ºC. A enzima se manteve estável, quando pré-aquecida por 10 minutos a 50ºC, com Vmáx de 1,87 U g-1 de amostra e Km de 0,29 mM, indicando alta especificidade pelo fitato. Quando aplicada no farelo de girassol desengordurado, depois de oito horas de incubação, a fitase hidrolisou 92% do fitato. A germinação de sementes de girassol estimula a atividade da fitase, o que facilita sua extração para a produção de alimentos livres de fitatos.