Avaliação da influência de enzimas hidrolíticas microbianas na degradação dos polímeros polihidroxialcanoatos e poliuretanos

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Universidade Federal de Lavras

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Instituto de Ciências Naturais - ICN

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)

Tipo de impacto

Áreas Temáticas da Extenção

Objetivos do desesenvolvimento sustentável

Dados abertos

Resumo

Os materiais obtidos a partir de combustíveis fósseis são muito utilizados, principalmente, devido às propriedades mecânicas e térmicas, confiabilidade e durabilidade que esses oferecem. Por outro lado, o acúmulo desses plásticos em aterros sanitários afeta negativamente o meio ambiente e a saúde humana. Como alternativa para reduzir o descarte de resíduos no meio ambiente, muitas pesquisas têm sido realizadas de forma a reduzir o descarte inadequado desses polímeros. O trabalho tem o objetivo de estudar a influência das enzimas microbianas protease, esterase, lipase e urease no processo de degradação dos polímeros poliuretanos (PU) e polihidroxialcanoatos (PHA). As espumas de poliuretano e sacolas plásticas de polihidroxialcanoatos foram previamente tratadas, autoclavadas e adicionadas em meios de cultura específicos para produção de cada enzima (protease, lipase, esterase e urease) contendo o microrganismo Fusarium verticillioides (CCDCA 11547) e Aspergillus oryzae (CCDCA 10203). Durante os 35 dias de incubação, foram realizados os Ensaios Enzimáticos para as enzimas citadas anteriormente, avaliação do pH e biomassa, e Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) para determinar os possíveis compostos gerados, presentes no conteúdo líquido. Além disso, foi feita a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para a análise das estruturas dos polímeros. Os resultados mostraram que o F. verticillioides e o A. oryzae tem grande potencial de atuar na degradação dos polímeros PU e PHA. Em todos os tratamentos houve a produção das enzimas de interesse, houve o crescimento micelial durante as fermentações, e foi possível visualizar pelas imagens do MEV que houve alteração nas estruturas dos polímeros. Os resultados do trabalho evidenciaram o potencial de aplicação de enzimas microbianas no processo de degradação de polímeros.

Abstract

Materials obtained from fossil fuels are widely used, mainly due to the mechanical and thermal properties, reliability and durability they offer. On the other hand, the accumulation of these plastics in landfills negatively affects the environment and human health. As an alternative to reduce the disposal of waste in the environment, much research has been carried out in order to reduce the improper disposal of these polymers. The work aims to study the influence of microbial enzymes protease, esterase, lipase and urease on the degradation process of polyurethane (PU) and polyhydroxyalkanoate (PHA) polymers. The polyurethane foams and polyhydroxyalkanoate plastic bags were previously treated, autoclaved and added to specific culture media for the production of each enzyme (protease, lipase, esterase and urease) containing the microorganism Fusarium verticillioides (CCDCA 11547) and Aspergillus oryzae (CCDCA 10203).During the 35 days of incubation, Enzymatic Assays were performed for the enzymes mentioned above, pH and biomass evaluation, and Fourier Transform Infrared (FTIR) to determine the possible compounds generated, present in the liquid content. In addition, Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed to analyze the structures of the polymers. The results showed that F. verticillioides and A. oryzae have great potential to act on the degradation of PU and PHA polymers. In all treatments, there was the production of the enzymes of interest, there was mycelial growth during fermentations, and it was possible to see from the SEM images that there was an alteration in the structures of the polymers. The results of the work showed the potential application of microbial enzymes in the polymer degradation process.

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SILVA, Karen Santos. Avaliação da influência de enzimas hidrolíticas microbianas na degradação dos polímeros polihidroxialcanoatos e poliuretanos. 2025. 67 p. Tese (Doutorado em Microbiologia Agrícola) - Universidade Federal de Lavras, 2025.

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