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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 7: Biotecnologia industrial
Apresentação
Nesta aula, trataremos dos microrganismos de interesse industrial, de seu metabolismo secundário e dos principais
produtos dos processos biotecnológicos, como bebidas alcoólicas, antibióticos e biocombustíveis, entre outros.
Além disso, abordaremos a importância dos bioprocessos de biomassas e materiais biodegradáveis.
Objetivos
Reconhecer a importância da biotecnologia para as indústrias;
Distinguir os processos biotecnológicos e seus respectivos produtos;
Identi�car os processos que utilizam biomassa residual e biodegradáveis como matéria-prima.
Palavras iniciais
Os recursos fósseis, isto é, carbono concentrado da biomassa, foram irrecuperavelmente esgotados pela civilização industrial
moderna nos últimos 200 anos. Vários produtos químicos são produzidos a partir de recursos fósseis, principalmente
petroquímicos, carvão e gás natural.
A mudança da base de recursos para a produção química de matérias-primas fósseis para matérias-primas renováveis oferece
possibilidades interessantes para o uso de ferramentas de processo baseadas em biotecnologia industrial. A extensão da
utilização dos produtos �nais gerados a partir de produtos químicos de plataforma oriundos de recursos fósseis é tão versátil
que afeta todos os aspectos da vida atual, incluindo plásticos, pesticidas, corantes, produtos de cuidado pessoal e até
vitaminas e aspirina. Com os avanços de uma década na indústria petroquímica, consequências sérias, incluindo crises em
recursos, meio ambiente e energia, apresentam-se como desa�os às comunidades cientí�ca e tecnológica de hoje, que agora
enfrentam sérios problemas em relação à poluição ambiental e à emissão de gases de efeito estufa.
Video
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Brasil Metal: Indústria e Sustentabilidade. 
A biotecnologia industrial envolve a substituição de processos e insumos petroquímicos por processos biológicos mais
e�cientes em termos energéticos e renováveis.  Pode ser caracterizada como a aplicação de organismos, sistemas ou
processos biológicos por várias indústrias para a melhoria da qualidade de vida. Dessa forma, pode ser de�nida como a
exploração de enzimas, microrganismos e plantas para produzir energia, produtos químicos industriais e bens de consumo.
A biotecnologia industrial, também conhecida como biotecnologia branca,
usa enzimas e microrganismos para criar produtos de base biológica em
setores tão diversos quanto produtos químicos, alimentos e rações,
detergentes, papel e celulose, têxteis e bioenergia.
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Com o rápido desenvolvimento da biologia molecular, da bioquímica e da biologia sintética, a biotecnologia industrial evoluiu
para se tornar mais e�ciente na produção de produtos químicos e materiais. Usando recursos biológicos, como plantas, algas,
fungos, vida marinha e microrganismos, a biotecnologia industrial, combinada com a ciência emergente, está mudando a
maneira como fabricamos produtos químicos e materiais e fornece uma fonte de energia renovável. É um paradigma industrial
baseado na expectativa de que compostos derivados de renováveis possam deslocar uma fração signi�cativa de petróleo e
outros combustíveis fósseis que atualmente são a base de matéria-prima e energia das sociedades industriais modernas.
Video
Para saber mais sobre o assunto, assista à segunda parte do vídeo Brasil Metal: Indústria e Sustentabilidade. 
Os produtos de base biológica já existentes no mercado incluem �bras de biopolímeros que são usadas em aplicações
domésticas e de construção, plásticos biodegradáveis, biocombustíveis, lubri�cantes e enzimas industriais, como as utilizadas
em detergentes ou no processamento de papel e alimentos. Os processos biotecnológicos também constituem um elemento-
chave na fabricação de alguns antibióticos, vitaminas, aminoácidos e outros produtos químicos �nos.
A biotecnologia industrial é retratada como fornecendo soluções revolucionárias para alguns dos maiores desa�os do mundo,
das mudanças climáticas aos problemas de saúde global. Tais soluções envolvem fontes alternativas de energia, formas de
produção sustentáveis e novas maneiras de obter lucro econômico.
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Video
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Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo A sustentabilidade – Gestão para Sustentabilidade. 
A biotecnologia industrial, dessa forma, está no centro dessa revolução industrial, servindo como um catalisador para o
crescimento e oferecendo novas oportunidades econômicas e emprego. Essas oportunidades estão presentes em diversos
campos:
Leitura
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Biorre�naria
Em qualquer processo biotecnológico industrial, o elemento central é o reator, pois nele se desenvolvem, devidamente
controladas, as transformações que nos interessam. Isso não quer dizer que o reator constitua a etapa mais importante do
processo que esteja sendo examinado. Para que o resultado desejado seja atingido, dois conjuntos de operações devem ser
cuidadosamente considerados:
O campo da biotecnologia se esforça para explorar enzimas isoladas e culturas celulares inteiras como biocatalisadores
capazes de acelerar e re�nar transformações químicas complexas de compostos orgânicos para uso industrial e sintético.
Exemplos bem conhecidos de tais biocatalisadores incluem lipases microbianas usadas para sintetizar biopolímeros, biodiesel,
produtos farmacêuticos e agroquímicos de fontes naturais renováveis, β-glicosidases empregadas na sacari�cação de
biomassa de plantas industriais.
As tendências contínuas de melhorias de processo, redução de custos e aumento dos requisitos de qualidade, segurança,
saúde e meio ambiente das transformações químicas industriais fortaleceram a tradução do trabalho global de pesquisa em
biocatálise em aplicações industriais. Um foco tem sido as reações biocatalíticas de etapa única com um ou dois substratos, a
identi�cação de gargalos e as abordagens moleculares e de engenharia para superar esses gargalos.
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O aprimoramento do rendimento de antibióticos industriais foi
alcançado por meio de inovações tecnológicas e programas
tradicionais de aprimoramento de linhagens baseados em mutações e
triagens aleatórias. O desenvolvimento de técnicas de DNA
recombinante e sua aplicação a microrganismos produtores de
antibióticos permitiu incrementos no rendimento e o desenho de vias
biossintéticas, dando origem a novos antibióticos. Dentre os
diferentes antibióticos conhecidos cuja produção sofreu o impacto da
melhoria genética dos microrganismos utilizados, a maior intervenção
comercial foi das penicilinas e cefalosporinas.
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A biotecnologia industrial é uma das novas abordagens mais promissoras para prevenção de poluição, conservação de
recursos e redução de custos. É frequentemente referida como a terceira onda na biotecnologia. Se desenvolvida em todo o
seu potencial, a biotecnologia industrial pode ter um impacto maior no mundo do que os cuidados de saúde e a biotecnologia
agrícola. Isso porque oferece às empresas uma maneira de reduzir custos e criar novos mercados, protegendo o meio
ambiente. No entanto, a biotecnologia industrial atual ainda não é competitiva para a produção de produtos químicos, materiais
e biocombustíveis devido à baixa e�ciência e aos processos de esterilização complicados, além do alto consumo de energia.
A biotecnologia industrial é o dínamo de uma bioeconomia, levando a um novo protocolo para produção de energia, produtos
químicos a granel e materiais. Essa inovação colocará a indústria no centro do palco, apoiada por universidades e institutos de
pesquisa. A criatividade em biotecnologia industrial será promovida e seguirá com êxito o caminho para a modernização verde,
com produtos que podem ser produzidos a partirde biomassa renovável em uma biorre�naria via biocatálise, por exemplo.
Essas indústrias sustentáveis corresponderão ao ciclo de massa global, criando uma forma de civilização com novas
indústrias. A biotecnologia industrial da próxima geração será aquela que utilizará substratos mistos de baixo custo, com base
em menor consumo de água doce, economia de energia e processamento inteligente, aberto, contínuo e duradouro, superando
e transformando as de�ciências em processos competitivos.
Atividade
1. Os combustíveis fósseis têm sido a principal fonte de energia. Eles fornecem a matéria-prima para a fabricação de muitos
produtos do cotidiano, incluindo produtos farmacêuticos, alimentos e bebidas, materiais de limpeza, plásticos e cuidados
pessoais. Estamos enfrentando um desa�o global, e a biotecnologia industrial inclui ações que visam fornecer energia su�ciente
para mitigar as consequências causadas pelo aumento gradual dos níveis de emissão de carbono usando matérias-primas
renováveis. O que é a biotecnologia industrial?
2. O uso da biotecnologia torna as indústrias mais e�cientes e ecológicas, contribuindo para a sustentabilidade industrial de várias
maneiras. Cite algumas ações da biotecnologia industrial.
3. O desenvolvimento e o uso da biotecnologia industrial são essenciais para a competitividade futura da indústria biotecnológica
e fornece uma sólida base tecnológica para a sociedade sustentável do futuro. O uso da técnica do DNA recombinante permitiu o
controle sobre a modi�cação do genoma de um organismo. Qual é a base da tecnologia do DNA recombinante?
4. Qual a importância do conhecimento sobre os biocatalisadores utilizados na unidade biotecnológica industrial?
5. A biotecnologia industrial apresenta os muitos benefícios do uso de biomassa para energia e biocombustíveis, que ajudam a
proteger o meio ambiente e combater as mudanças climáticas globais. A mudança para combustíveis de base biológica,
renovável, com baixo teor de carbono ou neutro em carbono é de extrema importância para a saúde do planeta. Como reduzimos
as emissões de gases de efeito estufa e ajudamos a interromper as mudanças climáticas induzidas pelo homem, além de atender
às demandas de combustível do mundo desenvolvido?
Notas
Título modal 1
Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente
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indústria tipográ�ca e de impressos.
Título modal 1
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Referências
BORZANI; W.; SCHMIDELL, W. LIMA, U. A.; AQUARONE, E. Biotecnologia industrial: fundamentos. v. 1. São Paulo: Edgard
Blücher, 2017.
BRUNO, A. N. et al. Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2014.
LIMA, N.; MOTA, M (Coord.). Biotecnologia: fundamentos e aplicações. Lisboa: Lidel, 2003.
LIMA, U. A.; AQUARONE, E.; BORZANI; W. SCHMIDELL, W. Biotecnologia industrial: processos fermentativos e enzimáticos. v.
3. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.
Próxima aula
Biotecnologia e biossegurança;
Legislação em biossegurança;
Classi�cação dos níveis de biossegurança em laboratórios;
Procedimentos de manipulação de organismos patogênicos e/ou geneticamente modi�cados.
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