Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil

PRODUTOS DE ORIGEMPRODUTOS DE ORIGEM
BIOTECNOLÓGICA APLICADOSBIOTECNOLÓGICA APLICADOS
À CADEIA PRODUTIVA DO CAFÉÀ CADEIA PRODUTIVA DO CAFÉ
Sara MariaSara Maria ChalfounChalfoun
XIX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil
Sara MariaSara Maria ChalfounChalfoun
Pesquisadora EPAMIGPesquisadora EPAMIG

Dívida histórica da cafeicultura
Cultivo não sustentável do café gera consequências
- Contaminação lençol freático (com os defensivos e os fertilizantes usados na lavoura)
- Diminuição da área florestal (desmatamento)
- Alterações climáticas, intoxicação pelo uso de agrotóxicos
Produtos de origem biotecnológica para a cadeia
produtiva do café - Sára Chalfoun
Curitba/PR
- Alterações climáticas, intoxicação pelo uso de agrotóxicos
- Degradação do patrimônio genético,
- Degradação dos solos (plantações de café sem realizar as curvas de nível)
- Poluição dos mananciais, etc

Novo Cenário
• Um novo cenário no qual o
café, como maior riqueza
brasileira, precisa ser
exemplo em consciência
ambiental, sendo precursor
em sustentabilidade.
• Imposição de mudança pela
alteração no perfil dos
consumidores, cada vez
mais conscientes quanto a
aspectos de segurança
aplicados a todos os elos da
cadeia produtiva.

Visão de futuro
1
• Avançar mais no
caminho da
sustentabilidade
2
• Sanar conflitos
localizados entre
2 localizados entre
cafeicultura e
questões sociais
3
• Sanar conflitos
localizados entre
cafeicultura e
questões
ambientais
Curitba/PR

Oportunidades e desafios
1
• Rever o modelo de
cultivo
vigente,fortemente
dependente de
produtos químicos.
2
• Aprimorar as
tecnologias
Curitiba/PR
2 tecnologias
alternativas ou
complementares.
3
• Pesquisar,
desenvolver e
ofertar produtos de
origem
biotecnológica.

Vantagens da utilização de microrganismos
• Não há necessidade de grandes locais para o seu desenvolvimento;
• Fatores de crescimento como pH, concentração de nutrientes,oxigênio podem
ser facilmente manipulados.
• Conseguem degradar e crescer em variados substratos, inclusive resíduos
agroindustriais.
• Possuem rápido crescimento em condições favoráveis, podendo, em relação
aos fungos, a população dobrar em um intervalo de 4 a 12 horas, as
leveduras de 1 a 3 horas e as bactérias de 0,5 a 2 horas.leveduras de 1 a 3 horas e as bactérias de 0,5 a 2 horas.
• Podem ser manipulados geneticamente.
(Bravo et al.,2000)
Curitba/PR

Critérios para a seleção de um agente biológico
Geneticamente estável
Efetivo em baixas concentrações
Vigoroso
Desenvolvimento em condições ambientais adversas
Desenvolvimento em meio de baixo custoDesenvolvimento em meio de baixo custo
Ser facilmente transportado e armazenado
Não ser prejudicial ao homem
Compatível com tratamentos químicos e físicos do produto
Não ser patogênico ao hospedeiro
Curitba/PR

Critério para a seleção de agentes
biológicos - bioprocessos
Elevada atividade – capaz de converter
rapidamente o substrato em produto
com altos rendimentos
Estabilidade sob condições ambientaisEstabilidade sob condições ambientais
extremas (elevada pressão osmótica
do meio, elevada temperatura, elevada
força iônica ).
Tolerante a substâncias tóxicas que
podem ser geradas no processo de
tratamento da matéria prima ou
encontradas em resíduos e efluentes.
Curitba/PR

• Definir o produto de
interesse:enzimas,ácidos
orgânicos,etc.
• Selecionar e melhorar os
isolados produtores.
4 1
Seleção de agentes biológicos-
bioprocessos com células vivas
• Identificar, na
literatura,agentes biológicos
portadores das características
desejadas ou com potencial
para possuí-la.
• Adquirir os isolados de
coleções de culturas e/ou
isolar amostras naturais.
23
Curitba/PR

Melhoramento de isolados produtores
Técnicas de Biologia Molecular
e Engenharia Metabólica
para maximizar as
propriedades desejáveis.
Ex.penicilina técnicas deEx.penicilina técnicas de
mutação e otimização do
processo fermentativo-
aumento do rendimento de
0,06 a 26gL
Curitba/PR

Produtos biotecnológicos para cadeia produtiva
do café-oportunidades e desafios
• Melhor aproveitamento de fertilizantes fosfatados-inoculantes.
• Preservação da qualidade-microrganismos competitivos.
• Controle de pragas e doenças-bioinseticidas e bionematicidas.
• Melhoria de processos - acelerador da desmucilagem / biofiltros
Curitba/PR

• A Biofábrica foi instalada na
Universidade Federal de Lavras, Minas
Gerais como parte do Programa de
Inovação (PI) da UFLA (2007).
ESTRUTURA
Inovação (PI) da UFLA (2007).
• Startup – Tbio, criada para dar suporte
para a proteção, registro e comercialização
dos produtos, baseado no fato que tem
sido demonstrado que universidades e
institutos de pesquisa podem criar com
sucesso start-ups de alta tecnologia(De-Jin
Su, D.; ALI, M.; and SOHN, D.,2011).
Curitba/PR

Normas e Padrões
• Análises dos produtos são conduzidas segundo
protocolos padronizados e reconhecidos, devidamente
documentados (POP, 5S,etc)
Se necessário utilizar recursos estatísticos e matemáticos
(cálculos de índices, gráficos, tabelas, diagramas, para
realização de inferências).
• Análises de interesse conduzidas na própria instituição
(EPAMIG/UFLA) ou em laboratórios de referência.
Curitba/PR

Avaliação de qualidade dos produtos
biológicos
• Contagem dos esporos mínimos
1x10
conídios/g
• Germinação mínima80%
8
• Viabilidade mínima
8,5x10
UFC/g
• Vida de prateleira
30 – 180 dias
Temperatura ambiente
• Vida de prateleira
180 – 360 dias
Geladeira /câmara fria (4-
6°C)
7
Curitba/PR

Tipos de produtos de origem biotecnológica
para cadeia produtiva do café
• Bioprotetor da qualidade do café.
• Solubilizador de fósforo.
• Bioinseticida / bionematicida.
• Biorremediador – adsorção de metais.
Bioprodutos ou produtos biológicos
• Biorremediador – adsorção de metais.
Curitba/PR
Produtos de origem biológica
• Acelerador da desmucilagem.
• Bioinseticida / bionematicida.
• Biossurfactantes.

• Primeiro relato Bitancourt,1957.
Agente bioprotetor da qualidade do café
“Cladosporium apresentava um comportamento diferente dos outros
fungos; ele não era encontrado no solo, mas no campo associado ao
• Pesquisas relativas a relação microrganismos e qualidade do
café,EPAMIG,1989.
fungos; ele não era encontrado no solo, mas no campo associado ao
café mais seco na planta. Nas regiões de elevada umidade relativa
do ar, havia menor incidência de Cladosporium e a qualidade era
pior, o contrário ocorrendo em regiões de clima seco.”
Curitba/PR

Curitba/PR

• Estabelecimento da Qualified Presumption of Safe(QPS).
• Sistema da EU correspondente ao sistema Generally Recognized as Safe(GRAS)
dos EUA.
Qualified Presumption of Safe(QPS)
1.Identificação
Taxônomica
• Gênero
• Espécie
2.
Familiaridade
• Experiência
prática
• Compreensão e
previsão de
ausência de
efeitos adversos
3. Finalidade
• Ação sobre os
frutos na planta
• Ação durante a
secagem
Curitba/PR

Verde Cana (25%)
Dinâmica de colonização do Fungo
Cereja
Passa
Curitba/PR

Modo de Ação
• Simples presença física do microrganismo inibindo o desenvolvimento de outras
populações microbianas – a mais provável.
• Produção de antibióticos.
• Parasitismo e hiperparasitismo.
Curitba/PR

Curitba/PR

Formas de utilização
• Manejo da ocorrência natural.
• Introdução ou reintrodução do microrganismo.
Utilização de 2L de suspensão de esporos na concentração de 1x10 /
8
Curitba/PR
Utilização de 2L de suspensão de esporos na concentração de 1x10 /
ha
Uso de duas aplicações com intervalo de 30 a 45 dias, sendo a primeira
aplicação no início da maturação dos frutos

Produção
Bioprotetor da qualidade: fase de produção massal(esquerda)
e produto para teste(direita).
Curitba/PR

Apresentação do Bioprotetor
• Suspensão concentrada de esporos contendo no mínimo 1x10 esporos/ml de
suspensão.
8
Curitba/PR

Produto de origem biológica
• O acelerador da desmucilagem do café, é um “pool” de enzimas obtido de
microrganismos selecionados.
Acelerador da desmucilagem do café
Curitba/PR

Acelerador da desmucilagem do café-
vantagens
Curitba/PR

Acelerador da desmucilagem do café
Curitba/PR

Solubilizador de fosfato
Curitba/PR
Fonte: ANDA

Curitba/PR

Relevância da pesquisa
• O avanço com as pesquisas nesta tecnologia pode ter alto impacto
econômico na agricultura nacional , incluindo a cafeicultura devido a
diversos fatores.
• Os principais seriam a redução da dependência do país a fertilizantes
Solubilizador de fosfato –
microrganismos selecionados
• Os principais seriam a redução da dependência do país a fertilizantes
químicos processados, o uso em larga escala de reservas nacionais de
fosfato de baixa reatividade (Gomes et al., 2010).
Curitba/PR

“Assim, caso algumas limitações forem superadas
em condições de campo, a inoculação com um
número alto de microrganismos pode fazer com que
as plantas recebam mais benefícios da
Curitba/PR
as plantas recebam mais benefícios da
solubilização dos fosfatos por estes “(Rodrígues &
F& Fraga, 1999).

Questões técnicas para a produção de inoculantes
Curitba/PR

Resultados indicativos
16% - Aumento na altura da planta
90% - Aumento número de vagens
66% - Aumento número de grãos por planta
57% - Aumento peso dos grãos
59% - Aumento de Fósforo na planta
Curitba/PR

Produtos biológicos/origem biológica
Bionematicida
Nematóides na cafeicultura geram prejuízos econômicos:
Redução
de 15% na
produção
mundial
Redução
de até 75 %
Curitba/PR
mundial
Redução de
20% na
produção
brasileira
de até 75 %
em algumas
regiões
Fonte: IAPAR (Dhalton Shiguer Ito)

Bionematicida
Curitba/PR
Danos
• Clorose;
• Depauperamento das plantas;
• Crescimento desigual;
• Alterações das características da cultivar;
• Redução na capacidade produtiva;
• Morte da planta;
Fonte: IAPAR (Dhalton Shiguer Ito)
Foto: Experimento Tbio

Etapas de execução da pesquisa
Determinar o potencial de produção de metabólitos a partir de uma
coleção de fungos- literatura e novos.
Determinar tratamentos mais eficazes no controle do nematóide
Bionematicida – Meloidogyne paranaensis
Curitba/PR
Determinar tratamentos mais eficazes no controle do nematóide
Meloidogyne paranaensis, em condições de laboratório e casa de
vegetação-controle biológico e produtos de origem biológica.
Desenvolvimento de uma formulação eficaz e econômica.
Testes em condição de campo (dependendo de registro).

Gêneros Testados
Beauveria
Lecanicillium
Pleurotus
Penicillium
+ Metabólitos
Curitba/PR
23% - Redução da taxa de eclosão
100% - Imobilidade do J2 em 24h
Penicillium
Cladosporium

Curitba/PR

Bioinseticida para broca-do-café
Prejuízos qualitativos
abertura de porta
Curitba/PR
abertura de porta
de entrada para
microrganismos

Os prejuízos
quantitativos - perda
de peso de 20% do
café beneficiado.
Prejuízos
causados
pela broca-
do-café
Curitba/PR
Outro prejuízo é no
tipo de café produzido,
já que 2 a 5 sementes
broqueadas
constituem um defeito.

Etapas de execução da pesquisa
Determinar o potencial de produção de metabólitos a partir de uma
coleção de fungos- literatura e novos.
Determinar tratamentos mais eficazes no controle da praga, em
Curitba/PR
Determinar tratamentos mais eficazes no controle da praga, em
condições de laboratório-controle biológico e produtos de origem
biológica.
Desenvolvimento de uma formulação eficaz e econômica.
Testes em condição de campo (dependendo de registro).

Beauveria bassiana
Resultados da literatura
• 47 isolados - índices de eficiência chegaram a 86,7% eleitos dez diferentes
isolados de fungo.
• Teste em campo, quatro melhores isolados foram experimentados no
município de Machadinho do Oeste, em Rondônia.
• Processo de avaliação da tecnologia por meio de testes das diferentes
(Jose Nilton Medeiros Costa,Embrapa Rondônia,2009)
Curitba/PR
• Processo de avaliação da tecnologia por meio de testes das diferentes
concentrações e épocas de aplicação.

mortalidade brocas em
laboratório
76,6% a
100%
Curitba/PR
Desenho base: EPAMIG
100%
Fase inicial dos testes em campo
Tratamento com Inóculos
Tbio 006 e 007
METABÓLITOS

Curitba/PR

Empresas com linha de produtos biológicos
- Brasil
Curitba/PR

Parceiros
Curitba/PR

Pesquisadores que apoiam
• Luís Roberto Batista- taxonomia de fungos, micotoxinas/UFLA
• Disney Ribeiro Dias-Enzimologia/UFLA
• Sonia Maria Salgado- Nematologia/EPAMIG
• Ana Maria Meneguim – Entomologia/IAPAR-PR
• Douglas Ramos Guelfi Silva – Fertilidade do Solo/UFLA
• Mario Lúcio Villela-Fitopatologia/UFLA
• Júlio César de Souza-Entomologia/UFLA
• Clayton Grillo Pinto – Consultor em Cafeicultura
Curitba/PR

Equipe técnica e administrativa
Samantha Brettas – Administração
Igor Chalfoun – C.Computação
Fernanda Costa – Biologia
Douglas Tostes – Agronomia
EQUIPE
• Luís Roberto Batista- taxonomia de fungos, micotoxinas/UFLA
• Disney Ribeiro Dias-Enzimologia/UFLA
• Sonia Maria Salgado- Nematologia/EPAMIG
• Ana Maria Meneguim – Entomologia/IAPAR-PR
• Douglas Ramos Guelfi Silva – Fertilidade do Solo/UFLA
• Mario Lúcio Villela-Fitopatologia/UFLA
• Júlio César de Souza-Entomologia/UFLA
• Clayton Grillo Pinto – Consultor em Cafeicultura
Curitba/PR
Douglas Tostes – Agronomia
Lívia Fonseca – Agronomia
Carolina Rezende - Biologia

Perspectivas Futuras
Curitba/PR

Base científica
Autor (a) Título Tipo e Local
BATISTA, L. R. ; CHALFOUN, S.
M. ; PRADO,G.
Identificação de espécies toxigênicas de
Aspergillus associadas aos grãos de café.. Revista Brasileira de Armazenamento.
Viçosa-MG, n.3, p. 11-16, 2001
CHALFOUN, S. M. ; CUNHA, Rodrigo Luz da
; CARVALHO, V.L. de.
Seletividade de fungicidas ao fungo
Cladosporium cladosporioides em cafeeiros.
Summa Phytopathologica, Botucatu-SP, v.
33, p. 85-87,2006
CHALFOUN, S. M. et al. Seletividade de fungicidas cúpricos e
sistêmicos sobre o fungo Cladosporium
cladosporioides em cafeeiro.
Summa Phytopathologica, Botucatu, v. 33,
n. 1, p. 93-95. 2007.
ELISEI, V.G. Avaliação da viabilidade de fungos
encapsulados e armazenados em diferentes
temperaturas.
Dissertação (Mestrado em Microbiologia
Agrícola) – Universidade federal de Lavras,
Lavras, 2009.
SILVA,JF ; CHALFOUN, S. M. . Isotermas de biossorção de cobre(Cu2+) em
utilizando o resíduo de escória como meio
Congresso Latino Americano y del Caribe de
Ingenieria Agricola, 2010, Vitória. Congresso
Curitba/PR
utilizando o resíduo de escória como meio
suporte e o fungo Cladosporium
cladosporioides como biomassa.
Ingenieria Agricola, 2010, Vitória. Congresso
Latino Americano y del Caribe de Ingenieria
Agricola. Vitoria: INCAPER, v. 1. p. 849-
852.2010
CHALFOUN, S. M. Biological control and bioactive microbial
metabolites: a coffee quality perspective.
Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 34, n.
5, p. 1071-1085, set./out. 2010.
Costa, L.M.A.S. Tese (Doutorado em Ciência
dos Alimentos - Universidade Federal de
Lavras/UFLA) - Universidade Federal de
Lavras.
C aracterização de isolados e produção de
ácido cítico por Aspergillus niger.
Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos -
Universidade Federal de Lavras/UFLA) -
Universidade Federal de Lavras.2011.
Angélico, C.L. Aplicação do agente biológico Cladosporium
cladosporioides(Fresen) de Vries
"Cladosporin"como bioprotetor da qualidade
do café(Coffea arabica L.).
Tese (Doutorado em Ciências dos Alimentos)
- Universidade Federal de Lavras.2012

Base científica
Autor (a) Título Tipo e Local
Bastos. S.C. 2012. Tese (Doutorado em
Ciências dos Alimentos) - Universidade
Federal de Lavras.
Pectinases de Cladosporium
cladosporioides(Fres.)de Vries:condições de
cultivo, purificação e caracterização.
FERNANDES, A.P. Utilização de resíduos de processamento via
seca e via úmida de café na obtenção de
pectinases.
BASTOS, S.,C. ; PIMENTA, C. J. ; DIAS, D.
R. ; CHALFOUN, S. M. ; ANGÉLICO, C. L. ;
TAVARES, L. S. .
Pectinases from a New Strain of
Cladosporium cladosporioides (Fres.).
World Journal of Agricultural Sciences
(Print), v. 9, p. 167-172, 2013.
CARMO, J. R. ; PIMENTA, C. J. ; SILVA, J. F.
DA ; CHALFOUN, S.M.
Recovery of copper (II) absorbed in biomass
of Cladosporium cladosporioides.
Scientia Agrícola (USP. Impresso), v. 70, p.
147-151, 2013.
ELIZEI, V. G. ; BOTELHO, D.M.S. ; Imobilização de fungos filamentosos com Arquivos do Instituto Biológico (Impresso), v.
Curitba/PR
ELIZEI, V. G. ; BOTELHO, D.M.S. ;
REBELLES, Pedro Paulo Reis ; CHALFOUN,
S. M. .
Imobilização de fungos filamentosos com
potencial para uso agroindustrial.
Arquivos do Instituto Biológico (Impresso), v.
81, p. 165-172, 2014
Pereira,A.R.B. ; Soares,C.R.F. ; SILVA, J. F. ;
SILVA, M. ; CHALFOUN, S.M..
Removal of trace element by isolates of
Aspergillus brasiliensis EPAMIG 0084 and
Penicillium citrinum EPAMIG 0086 in
biofilters.
African Journal of Biotechnology, v. 13, p.
3759-3773, 2014.
BERMEJO, L. P. S. ; BOTELHO, D.M.S. ;
SOUZA, S. M. C. .
Antifungal activity of extracts of Cladosporium
cladosporioides(Fres) de Vries.
JOURNAL OF PURE AND APPLIED
MICROBIOLOGY, v. 8, p. 2791-2799, 2014.
COSTA, L. M. A. S. ; SOUZA,S.M.C.de ;
ABREU, P. S. ; BASTOS, S.,C. ;
NASCIMENTO, M. N. ; MALLET, A. C. T. .
Citric acid production and citrate syntase
genes in distinct strains of Aspergillus niger.
African Journal of Biotechnology, v. 13,
p. 2220-2226, 2014.

Curitba/PR

Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil

Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (16)

Semelhante a Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil

Semelhante a Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil (20)

Mais de Revista Cafeicultura

Mais de Revista Cafeicultura (20)

Último

Último (20)

Sara maria chalfoun palestra IX Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil