Biotecnologia Industrial e suas Aplicações

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07/04/2014
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BIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIA
“Conjunto de conhecimentos, técnicas e métodos,
de base científica ou prática, que permite a
utilização de seres vivos como parte integrante e
ativa do processo de produção industrial de bens e
serviços.” (Antônio Paes de Carvalho, Associação Brasileira das Empresas de
Biotecnologia)
“A aplicação da Bioquímica, da Biologia, da
Microbiologia e da Engenharia Química aos
processos e produtos industriais (incluindo os
produtos relativos à saúde, energia e agricultura)
e ao meio ambiente.”
(União Internacional de Química Pura e Aplicada - IUPAC)
BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL HISTÓRICO
� 10.000 a.C. – Produção de
vinho e vinagre
� 5.000 - 6.000 a.C. – Produção de
cerveja pelos egípcios
Líbia, 5.000 a.C.
� 5.000 a.C. – Produção de
produtos lácteos fermentados -
Líbia
� 2.000 a.C. – Uso de fermento na
panificação pelos egípcios
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HISTÓRICO
� 1.500 a.C. – Produtos cárneos fermentados
Anton van Leeuwenhoek, 1632 - 1723
Louis Pasteur, 1822-1895
HISTÓRICO
� Séculos XVI-XVII – Anton van
Leeuwenhoek e Louis Pasteur –
Descoberta dos microrganismos na
fermentação.
� 1870 – Pasteur e colaboradores
observam o efeito antagonista de
microrganismos.
� 1897 – Eduard Buchner - Produção
de álcool com células maceradas.
2 ATP 5 ATP 5ATP 15 ATP 3 ATP 2 ATP
32 ATP
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1a GUERRA MUNDIAL (1914-1918)
� PRODUÇÃO DE GLICEROL – ALEMANHA
� Necessidade de fabricação de explosivos
� Proibição na importação de óleos vegetais
� Desenvolvimento de processo fermentativo –
Sacharomyces cerivisiae
� PRODUÇÃO DE ACETONA – INGLATERRA
� Necessidade de fabricação de munições
� Processo fermentativo – Clostridium acetobutylicum
�Descoberta da Penicilina, 1928
Penicillium notatum
�Década de 40 – 2a Guerra Mundial
� Processos industriais fermentativos para Penicilina - EUA
� Produção de Penicilina, Estreptomicina e Cefalosporinas
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PRODUÇÃO DE INSULINA
F. Banting e C. Best, J. B. Collip e J.J.R.
McLeod (Canadá, 1921)
- Isolamento de insulina de um extrato
de pâncreas animal
1922 – Primeira experiência em
humanos
TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE
Bactéria com gene que 
codifica insulina humana
CLONAGEM MOLECULAR EM BACTÉRIASINSULINA - TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE
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Queijo CheddarQueijo Gorgonzola IOGURTE
Lactobacillus
bulgaricus
Streptococcus
thermophilus
CORANTES
� Sintéticos: Tartrazina, Amarelo Crepúsculo, vermelho
40, Ponceau.
� Naturais: antocianinas, extrato de urucum, carmim de
cochonilha.
urucum
urucum
Coccus cactis
PROCESSO FERMENTATIVO
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PRODUÇÃO DE ETANOL PRODUÇÃO DE ETANOL
Bagaço de cana-de-açúcar Sabugo de milho
PRODUÇÃO DE BIOETANOL
Enzimas
etanol
Glicose
HIDRÓLISE DA LACTOSE POR IMOBILIZAÇÃO DE CÉLULAS
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BIOTECNOLOGIA NA AGRICULTURA
� Inibidores de αααα-amilase e proteases de microrganismos
BIOTECNOLOGIA NA AGRICULTURA
� Resistência de plantas ao estresse hídrico
� Melhoria na qualidade nutricional de grãos
GOLDEN RICE
FITASES
� Fontes: milho, soja, trigo
� Fósforo fítico não é absorvido por animais monogástricos
X
Ácido fítico
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RESERVAS MUNDIAIS DE FÓSFORO
� Esgotamento em 50-100 anos
� Aumento considerável no custo de
produção das rações.
EUTROFIZAÇÃO
Acúmulo de minerais nos solos 
MARCAS COMERCIAIS DE FITASES
Fonte: Cao et al., 2007
Desenvolvimento de milho contendo
fitase
(China, 2008)
BIOCONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS
Tratamento convencional:
� Tratamento térmico
� Conservantes
� Refrigeração
� Congelamento
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BIOCONSERVAÇÃO
Bactérias do ácido lático Bacteriocinas
- Peptídeos ou proteínas com ação antibacteriana 
(3 – 10 kDa)
- Produtos lácteos
- Produtos cárneos
Teste de inibição
BACTERIOCINAS
TRATAMENTO BIOLÓGIO DE EFLUENTES