Mestrado Acadêmico em Energia e Ambiente (PGEA)

Imobilização da papaína em hidrogel de tamarindo: avaliação experimental e in silico da eficência catalítica e do potencial de libveração controlada

2026-02-26T00:00:00Z

Imobilização da papaína em hidrogel de tamarindo: avaliação experimental e in silico da eficência catalítica e do potencial de libveração controlada Dias, Deivid dos Santos A pesquisa em imobilização enzimática busca produzir biocatalisadores robustos, reutilizáveis e economicamente atrativos. Nesse sentido, foi desenvolvido um sistema para imobilização covalente da enzima papaína em uma matriz de hidrogel de tamarindo. O estudo iniciou-se com uma análise bibliométrica que destacou o crescimento exponencial das publicações no tema e o papel estratégico do Brasil em redes internacionais de colaboração. Posteriormente, procedeu-se à ativação e reticulação do hidrogel com glutaraldeído, visando à imobilização da papaína. Foram utilizados parâmetros otimizados de pH (7), temperatura ambiente e tempo de reação controlado, a fim de preservar a atividade enzimática e minimizar a desnaturação induzida pelo agente reticulante. A caracterização por espectroscopia no infravermelho evidenciou o aparecimento de bandas associadas à formação de acetais, confirmando a ocorrência de ligações covalentes estáveis entre a papaína e a matriz polimérica, o que demonstra a eficiência do glutaraldeído como agente de acoplamento químico. Ensaios de atividade enzimática mostraram que a papaína imobilizada manteve sua atividade ao longo do tempo, com redução significativa dos processos de autólise quando comparada à enzima livre. Enquanto a papaína livre apresentou intensa autoproteólise, com perda expressiva de atividade catalítica em curto período, o sistema imobilizado preservou sua integridade funcional, evidenciando o efeito protetor do microambiente fornecido pelo hidrogel. Para fundamentar a avaliação experimental, empregaram-se ferramentas de modelagem computacional. Simulações de dinâmica molecular permitiram analisar a estabilidade conformacional da papaína, nas quais simulações de longa duração indicaram equilíbrio termodinâmico do sistema, com baixos desvios estruturais e manutenção da área de superfície acessível ao solvente, sugerindo ausência de desnaturação ao longo do tempo. Além disso, as abordagens computacionais contribuíram para a compreensão do potencial terapêutico da papaína na modulação de processos inflamatórios. Estudos de docking proteína–proteína identificaram orientações energeticamente favoráveis entre a papaína e a ciclooxigenase-2 (COX-2), enquanto análises das interações não covalentes, como ligações de hidrogênio e contatos hidrofóbicos, demonstraram a estabilidade do complexo formado. Ensaios adicionais indicaram perfis de liberação controlada da enzima, com elevados percentuais de eficiência, reforçando o potencial do sistema para aplicações biotecnológicas e biomédicas. De forma integrada, os resultados evidenciam que hidrogéis de tamarindo constituem matrizes sustentáveis, de baixo custo e alto desempenho para a imobilização enzimática, proporcionando microambiente controlado e possibilitando o reuso eficiente da papaína. O estudo reforça a importância da integração de metodologias bibliométricas, experimentais e computacionais no desenvolvimento de biocatalisadores inovadores obtidos a partir de biomassa do semiárido nordestino, contribuindo para a economia circular regional e evidenciando o papel de biomateriais vegetais na promoção de processos biotecnológicos mais sustentáveis DIAS, Deivid dos Santos. Imobilização da papaína em hidrogel de tamarindo: avaliação experimental e in silico da eficência catalítica e do potencial de libveração controlada. 2026. 121f. Dissertação - Curso de Mestrado Acadêmico em Energia e Ambiente, Programa de Pós-graduação em Energia Ambiente, Universidade dadIntegração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira, Redenção-Ceará, 2026.

Modelagem computacional da transferência de massa de nanopartículas em meios fisiológicos oculares sob ação de ultrassom

2025-11-27T00:00:00Z

Modelagem computacional da transferência de massa de nanopartículas em meios fisiológicos oculares sob ação de ultrassom Ferreira, Antônio Átila Menezes As doenças oculares representam desafio global agravado pelas limitações dos métodos convencionais de administração de fármacos, que enfrentam biodisponibilidade inferior a 5% devido às complexas barreiras anatômicas e fisiológicas do olho. A nanotecnologia emergiu como estratégia promissora, e o ultrassom terapêutico como modalidade não-invasiva para amplificar penetração tecidual e dissolução controlada de nanocarreadores. Este trabalho desenvolveu framework computacional multifísico integrando cinética de dissolução com dependência térmica, transporte browniano tridimensional, efeitos acústicos (forças de radiação, streaming, cavitação), termodinâmica de aquecimento e eletroquímica de dupla camada para investigação sistemática de nanopartículas biocompatíveis em meios oculares. O espaço paramétrico abrangeu 800 configurações combinando dez materiais (β-TCP, CaO, CaCO3, ZnO, Au, Pt, SiO2, TiO2, PEG, PEO), cinco meios fisiológicos (água, salina, humor aquoso, humor aquoso glaucomatoso, humor vítreo), dois tamanhos de partícula (5 nm e 50 nm), quatro intensidades acústicas (0,0-1,0 W/cm2) e duas janelas temporais (10 s e 60 s). Os resultados revelaram dissolução rápida e uniforme para β-TCP (66-78% em 60 s, 1,0 W/cm2) independente do meio, alta estabilidade de ZnO (<1%), e mobilidade significativa de materiais inertes confirmando separação entre efeitos físicos e químicos do ultrassom. A amplificação da dissolução escalou linearmente com intensidade acústica enquanto elevações térmicas permaneceram 35× inferiores ao limite de segurança (ΔT < 30 mK) e variações de pH desprezíveis (ΔpH < 0,04). A validação de cinética de primeira ordem, comportamento difusivo e escalamento de forças acústicas demonstrou consistência com teorias estabelecidas. O framework desenvolvido estabelece base metodológica para design racional de sistemas de entrega oftálmica mediados por ultrassom, identificando janelas terapêuticas seguras e materiais com perfis de dissolução/transporte adequados para segmentos anterior e posterior do olho. FERREIRA, Antônio Átila Menezes. Modelagem computacional da transferência de massa de nanopartículas em meios fisiológicos oculares sob ação de ultrassom. 2025. 98f. Dissertação - Curso de Mestrado Acadêmico em Energia e Ambiente, Programa de Pós-graduação em Energia ./Ambiente, Universidade dadIntegração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira, Redenção-Ceará, 2025.

Irrigação com déficit hídrico controlado com água de baixa e moderada salinidade no desempenho agronômico da cultura do amendoim

2025-04-29T00:00:00Z

Irrigação com déficit hídrico controlado com água de baixa e moderada salinidade no desempenho agronômico da cultura do amendoim Oliveira, Miriele Soares O amendoim (Arachis hypogaea L.) pertencente à família Fabaceae é uma das principais culturas de atividade agrícola do Brasil e em outros países, configurando-se como uma das mais importantes oleaginosas cultivadas. No Brasil, a produção de grãos na safra 2023/2024 foi de 734 mil toneladas (CONAB 2024). No estado do Ceará, a produtividade chegou a 1.165 kg ha-1 na mesma safra (CONAB, 2024). Esses resultados de produção do estado do Ceará estão diretamente relacionados com os métodos de cultivo utilizados. Desta forma, objetivou-se avaliar o efeito da irrigação com água de menor e moderada salinidade sob déficit hídrico controlado no cultivo do amendoim. O trabalho foi realizado na Unidade de Produção de Mudas Auroras (UPMA), pertencente à Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira (UNILAB) em Redenção, Ceará, Brasil. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, fazendo uso do esquema fatorial 5 x 2, com 5 repetições, onde o primeiro fator corresponde a cinco estratégias de irrigação nas fases fenológicas da cultura (EIFF1= déficit hídrico com 50% ETc na fase vegetativa e inicio do florescimento, EIFF2= déficit hídrico com 50% ETc no aparecimento do ginóforo, EIFF3= déficit hídrico com 50% ETc na formação de vagem, EIFF4 = tratamento com 50% da ETc em todo o ciclo da cultura e o EIFF5 = Controle - 100% da ETc em todo o clico da cultura e o segundo fator a duas condutividade elétrica da água de irrigação (CEa: 0,3 e 4,0 dS m-1). Aos 85 dias após a semeadura (DAS) foram avaliadas as seguintes variáveis: número de vagens; número de grãos; comprimento e diâmetro do grão; massa da vagem; massa do pericarpo; produtividade e a eficiência do uso da água. A irrigação com agua de moderada salinidade favoreceu o crescimento e a produção do amendoim; a alta salinidade comprometeu a uniformidade dos resultados e reduziu a produtividade; os índices de estresse hídrico variam para cada fase de desenvolvimento do amendoim, sendo que durante a maturação foram observados os maiores efeitos do déficit. OLIVEIRA, Miriele Soares. Irrigação com déficit hídrico controlado com água de baixa e moderada salinidade no desempenho agronômico da cultura do amendoim. 2025. 44f. Dissertação - Curso de Mestrado Acadêmico em Energia e Ambiente, Programa de Pós-graduação em Energia ./Ambiente, Universidade dadIntegração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira, Redenção-Ceará, 2025.

Síntese de Catalisador Metálico Suportado em Borra de Café para Geração de Hidrogênio por Hidrólise de Borohidreto de Sódio em Sistema Alimentado por Energia Solar

2025-08-15T00:00:00Z

Síntese de Catalisador Metálico Suportado em Borra de Café para Geração de Hidrogênio por Hidrólise de Borohidreto de Sódio em Sistema Alimentado por Energia Solar Dari, Dayana Nascimento O duplo pano de fundo da demanda crescente por energia e as mudanças climáticas tem levantado intensas preocupações com relação à utilização de energias fósseis. Alternativas energéticas vêm sendo estudadas e testadas no mundo. Organizado em capítulos, o presente trabalho reporta e explora as potencialidades da biomassa da borra de café (SCG) para a produção de hidrogênio considerado um vetor energético potencial para a descarbonização. O capítulo inicial apresenta o conteúdo geral abordado em todo o trabalho, incluindo os objetivos gerais e específicos do estudo investigativo do uso de SCG para suporte a catalisador metálico aplicado a reação de geração de H2. A análise bibliométrica reportada no segundo capítulo mapeou os principais avanços dos últimos 10 anos no uso do SCG para produção de bioenergias e conversão de bioprodutos de alto valor agregado. Sob a óptica de biorrefinarias de SCG, o mapeamento bibliométrico direcionou para biochar, biogás e biohidrogênio, extração de bioativos, materiais geopoliméricos para construção civil e materiais carbonáceos para suportes de catalisadores, em alternativas aos materiais derivados do petróleo. O estudo experimental no terceiro capítulo, relatou a utilização de SCG desengordurada como suporte para um catalisador à base de níquel, aplicado na hidrólise do borohidreto de sódio (NaBH4). A reação foi otimizada por meio do método Taguchi, obtendo-se, nas melhores condições experimentais, de 45 minutos, utilizando 30 mg de biocatalisador, solução de NaBH4 a 5% (m/v) e temperatura de 60 °C, com uma taxa máxima de geração H2 de 710 mL H2 min−1 g−1, com energia de ativação calculada em 30,15 kJ mol−1. Tanto a síntese do catalisador quanto sua aplicação ocorreram com eletricidade gerada por uma miniusina solar, evidenciando o uso integral de energia limpa no processo. Por fim, o quarto capítulo apresenta as conclusões do estudo, que reforçam o elevado potencial de valorização da SCG como resíduo lignocelulósico abundante e subutilizado. Embora haja avanços significativos no campo da recuperação energética via biorrefinarias, sua aplicação em escala industrial ainda é incipiente. Assim, ampliar o aproveitamento da SCG pode representar um importante passo em direção à bioeconomia circular, à redução do desperdício e à promoção de soluções energéticas mais sustentáveis. DARI, Dayana Nascimento. Síntese de Catalisador Metálico Suportado em Borra de Café para Geração de Hidrogênio por Hidrólise de Borohidreto de Sódio em Sistema Alimentado por Energia Solar. 2025. 110f. Dissertação - Curso de Mestrado Acadêmico em Energia e Ambiente, Programa de Pós-graduação em Energia ./Ambiente, Universidade dadIntegração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira, Redenção-Ceará, 2025.