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Antimicrobial and antibiofilm activity of essential oil of lippia gracilis schauer on clostridium bifermentans and fungal-containing biofilms
(Austin Publishing Group, 2019) Santos, Everaldo Silvino dos; Viana, Marcelino Gevilbergue; Lutterbach, M. T. S; Silva, D. R.; Albuquerque, C. C.; Santos, F. J. N.
In oil industry microbiologically influenced corrosion plays a key role since it costs a lot of money yearly. This kind of corrosion is mainly induced by the microbial biofilms occurring on the metal surface and their metabolites that modify the electrochemical conditions from metal-solution interface. This study focused on the evaluation of the antimicrobial activity of essential oil of Lippia gracilis Schauer over Clostridium bifermentans isolated from ballast of ship transporter of crude oil as well as against fungi occurring on microbial biofilms. Additionally, it was evaluated the influence of the essential oil on the corrosion of AISI 1020 carbon steel by electrochemical and gravimetric techniques. A minimum inhibitory concentration of the 20.0μg.L-1 was obtained for the essential oil over the C. bifermentans that was the same used for investigating the biocide activity against fungal biofilms for different contact time. Results showed that colony former unit (CFU) for fungi reduced to zero after 120 minutes exposition to the essential oil. Also, the essential oil of L. gracilis Schauer showed a quite good potential to control effectively the growth of C. bifermentans. Electrochemical polarization and gravimetry assays showed that essential oil of L. gracilis Schauer at concentration of 60μg.L-1 was efficient to inhibit the corrosion of AISI 1020 carbon steel. L. gracilis Schauer essential oil acted as a powerful biocide
Avaliação de produtos naturais no controle de biofilmes formados em sistema dinâmico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-08-28) Viana, Marcelino Gevilbergue; Silva, Djalma Ribeiro da; ; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; ; http://lattes.cnpq.br/1444791576526403; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783139Z0&dataRevisao=null; Albuquerque, Cynthia Cavalcanti de; ; http://lattes.cnpq.br/0424387651987567; Lutterbach, Márcia Teresa Soares; ; http://lattes.cnpq.br/2753295682204016
Os biofilmes são formas de associação microbiana responsáveis por gerar, acelerar e/ou induzir o processo de corrosão. Os danos gerados na indústria de petróleo por esse tipo de corrosão são significativos, representando grandes investimentos para seu controle. O objetivo desse trabalho foi avaliar em testes tipo antibiograma os efeitos dos extratos de Jatropha curcas e do óleo essencial de Lippia gracilis Schauer sobre microrganismos isolados de amostras de água e, apartir de então, selecionar o produto natural mais efetivo para posterior avaliação sobre biofilmes formados em sistema dinâmico. Os extratos de J. curcas não foram eficientes sobre a inibição completa do crescimento microbiano em testes tipo antibiogramas, sendo o óleo essencial mais efetivo e determinado para os demais testes. Uma concentração padrão do óleo essencial de 20 μL foi escolhida e estabelecida para a avaliação sobre os biofilmes e sobre a taxa de corrosão. O efeito biocida foi determinado pela contagem microbiana de cinco tipos de microrganismos: bactérias aeróbicas, precipitadoras de ferro, anaeróbicas, redutoras de sulfato (BRS) e fungos. A taxa de corrosão foi calculada por perda de massa. Identificação molecular e micrografias eletrônicas de varredura (MEV) foram realizadas. Os dados mostraram redução a zero do número mais provável (NMP) de bactérias precipitadoras de ferro e BRS a partir de 115 e 113 minutos de contato, respectivamente. Também houve inibição sobre fungos, reduzindo para zero a taxa de unidades formadoras de colônias (UFC) a partir de 74 minutos de exposição. Entretanto, para bactérias aeróbicas e anaeróbicas não houve diferença significativa para o tempo de exposição com o óleo essencial, permanecendo constante. A taxa de corrosão também foi influenciada pela presença do óleo. O óleo essencial de L. gracilis Schauer mostrou-se potencialmente efetivo
Isolamento de microrganismos endofíticos de Lippia gracilis Schauer (Verbenaceae), avaliação do óleo essencial da planta e dos metabólitos dos endofíticos sobre a corrosão microbiologicamente induzida (CMI) em aço carbono AISI 1020
(2017-08-31) Viana, Marcelino Gevilbergue; Santos, Everaldo Silvino dos; Macedo, Gorete Ribeiro de; http://lattes.cnpq.br/3324083094904117; Sousa Júnior, Francisco Canindé de; https://orcid.org/0000-0003-2042-4348; http://lattes.cnpq.br/3721560802857426; Silva Júnior, Ivanildo José da; https://orcid.org/0000-0002-1297-0261; http://lattes.cnpq.br/8628710115274949; Bezerra, Jadson Diogo Pereira; http://lattes.cnpq.br/0790054254083889; Pedrosa, Matheus de Freitas Fernandes; http://lattes.cnpq.br/2929963416385218
A corrosão microbiologicamente induzida (CMI) atinge todos os setores de produção da indústria de petróleo e gás e demanda expressivos gastos e investimentos para prevenção e controle. O objetivo dessa tese foi avaliar as atividades biocida e antibiofouling de metabólitos de microrganismos endofíticos de Lippia gracilis Schauer como também do óleo essencial (puro e em sistema microemulsionado) dessa espécie sobre biofilmes microbianos em aço carbono 1020 AISI. Os experimentos utilizaram cupons de aço carbono 1020 AISI dispostos em Erlenmyers e em sistema dinâmico para a obtenção dos biofilmes. A avaliação biocida dos metabólitos deu-se pela quantificação microbiana pelas técnicas de absorbância, do número mais provável (NMP), antes e após os tratamentos. Os tratamentos consistiram em: 0, 100, 150 e 200 μg/L de cada metabólito sobre biofilmes nos tempos de contato zero, duas, três e quatro semanas, com três repetições por tratamentos. A ação antibiofouling foi realizada pelo contato dos metabólitos na maior concentração (200 μg/L) com os biocupons antes da obtenção dos biofilmes. A ação antimicrobiana do óleo essencial de L. gracilis Schauer na forma pura, e em sistema microemulsionado, foi avaliada pela quantificação de bactérias redutoras de sulfato (BRS), oxidantes de ferro (BOF), fungos, bactérias aeróbias e anaeróbias totais, pelas técnicas de NMP, plaqueamento pour plate, espectrofotometria de massa (EM) e análise de micrografias realizadas antes e após os tratamentos. A atividade anticorrosiva foi avaliada por impedância e polarização eletroquímicas, testes gravimétricos (perda de massa e quantificação de pites) bem como pela obtenção de micrografias da superfície do aço carbono. Amostras de L. gracilis Schauer foram coletadas no município de Mossoró - RN e foram isolados fungos e bactérias das raízes e folhas. Uma nova espécie de fungo foi descoberta e identificada como Achaetomium lippae. Foram obtidos três metabólitos: dois de fungos e um de bactéria. Os resultados mostraram que houve diferença da atividade biocida e antibiofouling entre os metabólitos de endofíticos de L. gracilis Schauer avaliados, sendo LGS-Rb1 o mais eficiente na maioria tipos microbianos testados, evitando a formação de biofouling e reduzindo a taxa de crescimento microbiano na maior concentração avaliada. Os ensaios eletroquímicos e gravimétricos mostraram que para todos os metabólitos houve variação na atividade anticorrosiva. O óleo essencial de L. gracilis Schauer avaliado in natura inibiu significativamente o crescimento in vitro de C. bifermentans e de fungos em biofilme, reduzindo sua taxa de crescimento a zero a partir de 20 μg.L-1. Os ensaios eletroquímicos e gravimétricos mostraram que a concentração de 60 μg.L-1 do óleo essencial foi eficiente na redução da corrosão. Nos ensaios usando o sistema microemulsionado o óleo essencial inibiu eficientemente o crescimento de BRS, BOF e fungos após 16 dias de contato e teve atividade antibiofouling após 96 horas de contato com os biocupons de aço carbono AISI 1020. Dessa forma os metabólitos de endofíticos de L. gracilis Schauer bem como seu óleo essencial mostram-se como novas alternativas de biocidas naturais eficientes no controle da corrosão microbiologicamente induzida.
Produção de biobutanol por fermentação acetona-butanol-etanol (ABE) utilizando Clostridium beijerinckii ATCC 10132 a partir do hidrolisado enzimático da casca de coco verde
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-15) Bezerra, Petrúcia Karine Santos de Brito; Santos, Everaldo Silvino dos; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; https://orcid.org/0000-0002-3939-5682; http://lattes.cnpq.br/4442951771121473; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; https://orcid.org/0000-0002-9532-3026; http://lattes.cnpq.br/1186888955341616; Viana, Marcelino Gevilbergue; Souza Filho, Pedro Ferreira de; Oliveira Júnior, Sérgio Dantas de
A busca por energias renováveis que minimizem os danos ambientais causados principalmente pela queima de combustíveis fósseis tem alavancado estudos para a diversificação da matriz energética mundial. No caso do Brasil, a inserção de novos biocombustíveis, como o butanol, associada à valorização da biomassa lignocelulósica se apresenta como uma oportunidade de consolidar sua vocação histórica na liderança de fontes energéticas renováveis. A casca do coco verde é um resíduo agroindustrial abundante que pode ser convertido em produtos de valor agregado ao mesmo tempo que soluciona problemas ambientais causados pelo seu descarte inadequado. Nesse contexto, investigou-se o potencial de cascas de coco verde (CCV) na produção de butanol celulósico (ou biobutanol) por fermentação ABE (Acetona-Butanol-Etanol), utilizando Clostridium beijerinckii. Inicialmente, testes de hidrólise enzimática de CCV foram realizados para avaliar a liberação de açúcares e a capacidade de reciclo dos coquetéis celulolíticos comerciais. O comportamento e a recuperação de enzimas celulolíticas remanescentes de CCV pré-tratadas (por ácido diluído, álcali e ácido-álcali combinados) foram avaliados. Em outro momento, ensaios de fermentação em batelada foram realizados para investigar a influência de alguns nutrientes (fontes de nitrogênio e meio mineral) na suplementação do hidrolisado para a produção de butanol e outros solventes. A fermentação em batelada alimentada foi realizada com o intuito de melhorar o rendimento e a produtividade do butanol. Os estudos de adsorção de celulases mostraram que CCV pré-tratadas por álcali garantem maior quantidade de celulases livres (52% para coquetel Trichoderma reesei e 69% para coquetel Cellic Ctec2) e maior susceptibilidade de dessorção com tampão (~50%). Rendimentos de açúcares superiores a 60% foram obtidos usando enzimas recicladas a partir das frações sólida e líquida. A reciclagem de enzimas por dois ciclos praticamente não afetou a capacidade catalítica na hidrólise de CCV pré-tratadas por álcali e ácido-álcali combinados. Usando hidrolisado com 9 g/L de açúcares (glicose + xilose), a fermentação ABE alcançou rendimento de 0,53 g/g após 96 h, no qual 3,4 g/L de butanol foram obtidos. A ausência ou insuficiência de alguns nutrientes (minerais e tampão fosfato) resultaram em baixos rendimentos de produtos ABE, indicando a relevância da adequação de suplementos ao meio fermentativo escolhido e ao tipo de microrganismo utilizado. A batelada alimentada aumentou a produtividade na fermentação ABE (0,08 g/L.h para butanol). Os resultados indicam que resíduos de coco verde possuem potencial energético e são matérias-primas de baixo custo para a produção biotecnológica de butanol, como produto alternativo e renovável.
Produção de celulases e xilanases por uma nova espécie fúngica - Achaetomium lippiae URM 7547 - utilizando a fibra de coco verde pré-tratada por explosão a vapor
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-05-20) Azevedo, Beatriz de; Santos, Everaldo Silvino dos; Souza Filho, Pedro Ferreira de; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; Sousa Júnior, Francisco Canindé de; https://orcid.org/0000-0003-2042-4348; http://lattes.cnpq.br/3721560802857426; Viana, Marcelino Gevilbergue
Os microrganismos endófitos, que podem ser bactérias, fungos ou protozoários, são pouco estudados. Estima-se que existam mais de 250.000 diferentes espécies de plantas e um milhão de endofíticos no mundo, o que caracteriza uma média de quatro espécies associadas para cada espécie vegetal. Por estarem dentro da planta, esses microrganismos podem ser uma rica fonte de biomoléculas de interesse industrial, como é o caso da produção de enzimas hemiceluloliticas. Neste contexto, este estudo foi o primeiro a estudar a espécie fúngica endofítica Achaetomium lippiae URM 7547, tendo por objetivo avaliar a produção de celulases e xilanases em fermentação submersa (FSm) utilizando como substrato a fibra da casca de coco verde pré-tratada por explosão a vapor. Inicialmente avaliou-se o potencial de A. lippiae URM 7547 em produzir hidrolases (amilase, lipase, protease, celulase, xilanase e pectinase) em meios de cultivo sólido (72 h a 30 °C) com substratos indutores específicos. Como controle, para comparação de resultados, utilizou-se o crescimento do fungo Thricoderma reesei CCT 2768 sob mesmas condições de indução. A. lippiae URM 7547 apresentou-se como um potencial produtor de amilases, proteases e celulases, com um índice enzimático (IE) maior que 1,5, assim como o T. reesei CCT 2768. Quantificou-se também o rendimento de conversão de substrato em biomassa celular (Yx/s) de A. lippiae URM 7547 e sua velocidade máxima de crescimento (µmáx) em meio líquido contendo glicose ou xilose em três concentrações e meios nutrientes com fontes de minerais e nitrogênio variadas com o intuito de verificar se o fungo é adepto a cultivos submersos e qual a melhor condição para seu crescimento. Os melhores resultados para o meio líquido contendo glicose foi em 96 h de cultivo no meio contendo peptona e extrato de levedura, com Yx/s iguais a 0,062 ± 0,04 g.g-1, 0,072 ± 0,04 g.g1, e 0,076 ± 0,03 g.g-1, para as concentrações iniciais de 5, 10 e 20 g.L-1 de açúcar, respectivamente. Para o meio contendo xilose, o melhor resultado foi durante 144 h de cultivo, com valores de Yx/s iguais a 0,52 ± 0,08 g.g-1, 0,59 ± 0,09 g.g-1 e 0,65 ± 0,03 g.g-1 para 5, 10 e 20 g.L-1, respectivamente, no mesmo meio contendo peptona e extrato de levedura. Por fim, conduziu-se o pré-tratamento da biomassa de coco verde e a FSm para produção de celulases e xilanases. A caracterização lignocelulósica da fibra de coco verde in natura e após o pré-tratamento por explosão a vapor indicou que houve uma diminuição de 14% de extraíveis na fibra pré-tratada em relação à fibra in natura, visto esses materiais serem de fácil remoção por solventes. Houve ainda um aumento em 8% no teor de celulose e uma diminuição de 6% de hemicelulose, enquanto a lignina permaneceu estatisticamente igual (p>0,05). Na FSm, as condições de 33 °C, concentração inicial de esporos de 109 mL-1, e 30,0 g.L-1 de biomassa pré-tratada foram as que levaram a um melhor rendimento com relação às quatro enzimas quantificadas, com atividades enzimáticas (U.mL-1) de 0,41 ± 0,06, 5,94 ± 0,31, 0,08 ± 0,03 e 9,12 ± 0,28 para FPase, CMCase, celobiase e xilanase, respectivamente. Por fim, A. lippiae URM 7547 demonstrou ser um bom produtor de celulases e xilanases, além de outras enzimas hidrolíticas como é o caso de amilases e proteases, com um ótimo rendimento de crescimento em meios submersos.
Produção de celulases por Aspergillus fumigatus através da fermentação em estado sólido e recuperação e purificação por extração micelar em duas fases aquosas
(2018-02-22) Oliveira Júnior, Sérgio Dantas de; Santos, Everaldo Silvino dos; Macedo, Gorete Ribeiro de; ; ; ; Sousa Júnior, Francisco Canindé de; ; Viana, Marcelino Gevilbergue; ; Vaz, Michelle Rossana Ferreira; ; Santos, Sharline Florentino de Melo;
Ameaças à sustentabilidade decorrente do desenvolvimento industrial, a dependência energética e a demanda exponencial pela produção de alimentos têm levado ao crescente interesse de fontes alternativas e renováveis de energia como, por exemplo, a biomassa vegetal. Neste cenário, a viabilização do etanol a partir de biomassa (etanol de segunda geração (2G)), que não gere competição por terra cultivável, tais como bagaço de cana-de-açúcar, fibra coco e o pedúnculo de caju. A hidrólise enzimática é etapa importante na produção de etanol 2G. Entretanto, o custo de produção das celulases ainda é um gargalo no processo. Neste cenário, a viabilização da utilização dessas biomassas neste trabalho teve como objetivo avaliar a de produção celulases utilizando resíduos provenientes da indústria brasileira, o bagaço de cana-de-açúcar, fibra de coco e a fibra do pedúnculo de caju, para produção de celulases por fermentação em estado sólido (FES) através de um planejamento experimental com o microrganismo Aspergillus fumigatus. Inicialmente, as três fibras lignocelulósicas foram caracterizadas e usadas para se avaliar o potencial de produção de celulases por FES. Em seguida, aplicou-se os pré-tratamentos alcalinos (NaOH e Ca(OH)2) no resíduo que apresentou as maiores atividades celulolíticas (CMCase e FPase) produzidas e o teor de proteínas totais. O extrato enzimático produzido foi utilizado para produção de nanocristais de celulose (NNC). A recuperação e a purificação das celulases foi realizada usando-se o Sistema Micelar de Duas Fases Aquosas (SMDFA) com o Triton X-114 como surfactante. Os resultados da caracterização mostraram a seguinte composição: bagaço de cana-de-açúcar (39,25% ± 5,49 de celulose; 25,20% ± 1,13 de hemicelulose e 18,82% ± 0,01 de lignina), fibra de coco (36,23% ± 0,09 de celulose; 27,79% ± 0,37 de hemicelulose e 30,23% ± 0,12 de lignina); e fibra do pedúnculo de caju (21,02% ± 0,31 de celulose; 11,50% ± 1,13 de hemicelulose e 45,84% ± 1,28 de lignina). Em condições otimizadas obteve-se as atividades de FPase (0,64 UI/g) e CMCase (4,28 UI/g) e proteínas totais de 0,28 mg/mL. A atividade de CMCase foi estável à 60 °C apresentando atividade relativa de 70%, enquanto que FPase apresentou uma estabilidade de 30% à 50 °C. O bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado com NaOH apresentou teor de celulose de 56,63% ± 0,10; teor de hemicelulose de 19,23% ± 1,69 e teor de lignina de 9,92% ± 1,19. Os nanocristais produzidos apresentaram a melhor forma e tamanho após 48h de hidrólise, com formato circulares. O uso do SMDFA permitiu recuperar e purificar a enzima com coeficiente de partição (K) de 9,33 para a enzima CMCase e de 5,00 para a enzima FPase ambas à 60 °C. O fator de purificação para CMCase foi 10,89 e para a FPase de 0,65. No presente estudo, as condições de fermentação em estado sólido foram otimizadas para a produção de celulases por A. fumigatus. As enzimas foram aplicadas na hidrólise enzimática para a geração de nanocristais de celulose com êxito, e a técnica de purificação aplicada nas celulases pode ser considerada uma alternativa promissora.

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