PD&I em Química de Biomassa e Biocombustíveis

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1 PD&I em Química de Biomassa e Biocombustíveis Dra Patrícia Verardi Abdelnur Laboratório de Química de Biomassa e Biocombustíveis Simpósio Agroenergia em Foco Novembro de 2015

2 Outline da apresentação Linha de pesquisa: Química de Biomassa e Biocombustíveis Equipe Infraestrutura Principais projetos Ativos de PD&I Parceiros e clientes Agradecimentos 2

3 PD&I em Química de Biomassa e Biocombustíveis 1. Caracterização de Biomassa e seus derivados 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde (High Throughput analysis) 2. Qualidade de Biocombustíveis e Óleos PD&I 3. Compostos Bioativos em Coprodutos da Cadeia de Biocombustíveis 4. Aproveitamento de coprodutos da cadeia produtiva de biodiesel 8. Química de Produtos Naturais em Agroenergia 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia 5. Química Verde e Cromatografia Verde aplicadas à Agroenergia 6. Caracterização de marcadores químicos em biomassas e processos biotecnológicos 3

4 Equipe Pesquisadores: Dr. Clenilson M. Rodrigues: Químico - Bacharel (UFG); Mestrado em QA (UFG); Doutorado em QPN (UNESP); Pós-doutorado em QPN (UNESP) e em MS aplicada a QPN no Centro di Spettrometria di Massa Proteomica e Biomolecolare (CESMA-PROBIO/ISA-CNR), Italy. Dr. Itânia P. Soares: Química (UNIFOR): mestrado em Química Orgânica (UFLA); Doutorado e pós-doutorado em Química Analítica (UFMG). Dr. Patrícia A. de Oliveira: Farmacêutica - Bioquímica (FCFRP USP), Mestrado em Ciência de Alimentos pela (UNICAMP) e doutorado em Química (FCFRP-USP). Dr. Patrícia V. Abdelnur: Química - Bacharel e Licenciatura (UFSCAR); Mestrado em Química Orgânica/Produtos Naturais (UFSCAR); Doutorado em Química Orgânica/Espectrometria de Massas (UNICAMP); Doutorado Sanduiche no Mass Spectrometry Research Center / Vanderbilt University-USA. Dr. Simone Mendonça: Farmacêutica - Bioquímica (UEL); Master in Food Science and Technology (Gent- Bélgica); Doutorado em Saúde Pública/Bioquímica da Nutrição (USP). Analistas: MSc. José A. A. Ribeiro: Farmacêutico (UFMG) e Mestrado em Ciências Farmacêuticas (UFMG). MSc. Patrícia P. K. G. Costa: Química (UNB) e Mestrado em Química Orgânica (UNB). MSc. Raquel B. Campanha: Química (USP) e Mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos (UNESP). Bolsistas/Estagiários/Estudantes 4

5 Infraestrutura Salão Principal 5

6 Caracterização da Biomassa ICP-OES 6

7 Cromatografia e Espectrometria de Massas 7

8 Qualidade de Biocombustíveis 8

9 Infraestrutura - Equipamentos ICP-OES GC-FID Headspace GC-MS (Pyrolysis probe) Ion trap FT-NIRS UHPLC HPLC-PDA-RID UPLC 1 UPLC-PDA-RID-ELSD 1 UPLC-PDA-FLR-ELSD Triplo Quadrupolo (QqQ) Q-ToF MALDI-TOF/TOF 9

10 Linhas de Pesquisa: 1. Caracterização química de biomassa e seus derivados Pesquisadora: Dra. Patrícia Abrão de Oliveira Projeto de Pesquisa: Papel dos genes BAHD na determinação da feruloilação e digestibilidade da parede celular em biomassa de gramíneas Tecnologias para o sistema de produção de cana-de-açúcar no Rio Grande do Sul Programa Plurianual Integrado de P,D&I em Cana-de-açúcar Desenvolvimento de Ferramentas Biotecnológicas para Aumento de Biomassa e Produção de Etanol 2G Prospecção de Variabilidade e Pré-melhoramento de Capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) Para Produção de Biomassa Energética Qualificação do sorgo biomassa para energia utilizando a espectroscopia no infravermelho próximo Ativos de PD&I: -Banco de dados com informações de composição química e de estrutura da parede celular -Metodologias analíticas Equipe: Patrícia Abrão de Oliveira, Raquel Bombarda Campanha, Carolina Assunção Lucas da Silva, 10 Janaína Homero de Almeida, Maíra de Miranda Gomes, Tamara Kraehnerte Farjan, Bruno Leite Sampaio.

11 Linhas de Pesquisa: 1. Caracterização química de biomassa e seus derivados Pesquisadora: Dra. Itânia P. Soares Projeto de Pesquisa: ALGAVIN: Utilização de microalgas cultivadas em meio suplementado com vinhaça e gás carbônico para produção de biocombustíveis e coprodutos (SEG). Determinação de proteínas, carboidratos, ácidos graxos e pigmentos Ativos de PD&I: Desenvolvimento de metodologias e banco de dados Equipe: Itânia Soares, Simone Mendonça, Patrícia Abrão, Bruno Brasil, Raquel Bombarda, Gislaine Ghiselli, Valerya Teles, André Passamani 11

12 Linhas de Pesquisa: 2. Qualidade de biocombustíveis e óleos Pesquisadora: Dra. Itânia P. Soares Projeto de Pesquisa: BIOBOM: Desenvolvimento e validação de métodos inovadores para a garantia da qualidade do biodiesel e de suas misturas ao diesel Estudo de aditivo multifuncionais. Monitoramento de biodiesel e mistura biodiesel/diesel ao longo da cadeia. Determinação de população microbiana em biodiesel e mistura biodiesel/diesel. Validação de metodologias de adulteração. Desenvolvimento de metodologia para determinação de contaminantes intrínsecos. Ativos de PD&I: Desenvolvimento de metodologias e banco de dados Equipe: Embrapa (Itânia Soares, Patrícia Abrão, Patricia Kalil, José Antônio, Ian Fernandes, Nayara Neiva), INT, ANP, UFMG e UFRGS 12

13 Linhas de Pesquisa: 2. Qualidade de biocombustíveis e óleos Pesquisadora: Dra. Itânia P. Soares Projeto de Pesquisa: LIGNORENOV: Aproveitamento do Potencial de Ligninas para a Obtenção de Produtos Químicos Renováveis Prospecção de aditivos antioxidantes para biodiesel, a partir da lignina de aditivo multifuncionais. Ativos de PD&I: Produto (aditivo para biodiesel) Equipe: Embrapa Agroenergia 13

14 éster de forbol (mg/g) Principais projetos e ativos de PD&I Linha de Pesquisa: 3. Compostos Bioativos presentes em Coprodutos da Cadeia Produtiva de Biocombustíveis Pesquisadora: Dra. Simone Mendonça Projeto de Pesquisa: FUNGIDETOX: Destoxificação de tortas/farelos da cadeia do biodiesel através de compostagem associada ao cultivo de cogumelos (Edital 40/2013 CNPq) Ativos de PD&I: Método para determinação rápida de teor de óleo em pinhão-manso (NIRS) Biodestoxificação (cogumelo) de torta de pinhão-manso 2,5 A 2,0 1,5 B B 1,0 0,5 0,0 C D E F G H I I Controle EF-19 EF-35 EF-14 EF-12 EF-13 EF-17 EF-77 EF-58 EF-16 EF-87 Tratamento biologico (espécies WRF) 14

15 Linhas de Pesquisa: 4. Aproveitamento de coprodutos da cadeia produtiva de biodiesel Pesquisadora: Dra. Simone Mendonça Projeto de Pesquisa: DENDEPALM: Estratégias Genômicas e Agregação de Valor para a Cadeia Produtiva do Dendê (Finep 2014/2017) 15

16 Linhas de Pesquisa: 5. Química Verde e Cromatografia Verde aplicadas à Agroenergia Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Projeto de Pesquisa: GREENLAB - Implantação de uma plataforma instrumental na Embrapa Agroenergia para realização de análises voltadas à Química Verde e Cromatografia Verde (SEG/EMBRAPA) Ativos de PD&I: Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Boniek Vaz, Fernando de Melo, João Ricardo de Almeida, José Antônio Ribeiro, Léia Fávaro, Luiz Eduardo Borges, Mônica Damaso, Patrícia Costa, Patrícia Abdelnur, Silvio Vaz. Linhas de Pesquisa: 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia / 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde (High Throughput analysis) Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Projeto de Pesquisa: CHEMSEARCH - "Desenvolvimento de métodos analíticos para identificação e monitoramento de compostos químicos de valor agregado produzidos a partir da bioconversão de glicerina (SEG/EMBRAPA) Ativos de PD&I: Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Amanda Ramos, Augusto Souto, Flávia Vieira, João Ricardo de Almeida, José Antônio Ribeiro, Mônica Damaso, Patrícia Costa, Patrícia Abdelnur, Paula Fernandes, Pedro Fontes, Vanda de Oliveira. 16

17 Linhas de Pesquisa: 6. Caracterização de marcadores químicos em biomassa e processos biotecnológicos / 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia / 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Projeto de Pesquisa: BIOGLIC - Aproveitamento da glicerina para produção de químicos por rota biotecnológica visando agregar valor à cadeia produtiva do biodiesel de dendê (CNPq) Ativos de PD&I: Novos métodos de caracterização química quali e quantitativa, Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Augusto Souto, Flávia Vieira, João Ricardo de Almeida, José Antônio, Kaian Teles, Mônica Damaso, Patrícia Costa, Patrícia Abdelnur. Projeto de Pesquisa: YEASTZYME - "Enzimas e leveduras para produção de etanol a partir da biomassa da cana (BNDES) Ativos de PD&I: Novos métodos de caracterização química quali e quantitativa, Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Flávia Vieira, João Ricardo de Almeida, Mônica Damaso, Patrícia Costa. 17

18 Linhas de Pesquisa: 8. Química de Produtos Naturais em Agroenergia Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Projeto de Pesquisa: C5AGREGA - "Aproveitamento da D-xilose do Bagaço de Cana-de-açúcar para Obtenção de Compostos Químicos Renováveis de Alto Valor (SEG/EMBRAPA) - PA3 Processo de separação e eliminação de inibidores de fermentação Ativos de PD&I: PI e/ou segredo industrial; Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Raquel Campanha, Layanne Guirra, Gabriel Viégas, Gabriel Soares. Linhas de Pesquisa: 8. Química de Produtos Naturais em Agroenergia Projeto de Pesquisa: LIGNORENOV - "Aproveitamento do Potencial de Ligninas para a Obtenção de Produtos Químicos Renováveis (BNDES) - Meta 7 Processo de separação e purificação de compostos fenólicos Ativos de PD&I: PI e/ou segredo industrial; Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. Equipe: Raquel Campanha, Rodrigo Melo. 18

19 Linhas de Pesquisa: 8. Química de Produtos Naturais em Agroenergia / 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Projeto de Pesquisa: DENDEPALM - "Estratégicas Genômicas e de Aproveitamento de Coprodutos e Resíduos da Cadeia Produtiva do Dendê - Meta 26 - Estudo metabolômico relacionado ao AF. Ativos de PD&I: Novos métodos de caracterização química quali e quantitativa, Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos; Base de dados Equipe: Augusto Souto, Felipe Bandeira, José Antônio, Patrícia Costa, Patrícia Abdelnur. Linhas de Pesquisa: 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia / 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde Pesquisador: Dr. Clenilson Martins Rodrigues Outros Projetos de Pesquisa: ETANOL2G; YEASTOMICS, GENMETABAC, METAMS, JATROPHAMS Ativos de PD&I: Novos métodos de caracterização química quali e quantitativa; Disseminação de informações técnico-científicas; Formação de recursos humanos. 19

20 Linhas de Pesquisa: 1. Caracterização de Biomassa e seus derivados/ 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: ETANOL 2G: Rotas tecnológicas para a produção sustentável de etanol de celulose. SEG: Ativos de PD&I: Método high throughput para idenficação de açúcares e inibidores (PSI-MS). Banco de dados de compostos presentes em bagaço de cana-de-açúcar e capim elefante e produtos do processo. Equipe: Raquel Campanha, Patrícia V. Abdelnur, Clenison M. Rodrigues, Thays C. Carvalho (UFG), 20 Wendell Oltro (UFG), Boniek G. Vaz (UFG).

21 Linhas de Pesquisa: 1. Caracterização de Biomassa e seus derivados Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: FLORESTAS: Avanços tecnológicos na produção de bio-óleo, gás de síntese, hidrogênio e etanol a partir de biomassa florestal. SEG Caracterização dos produtos líquidos e dos produtos sólidos dos processos de pirólise (bio-óleo e resíduo sólido carbonoso) e de gaseificação (cinzas). LIGNORENOV: Aproveitamento do Potencial da Lignina para obtenção de produtos químicos renováveis. BNDES. Meta 05. Caracterizar a lignina e produtos de reação. Ativos de PD&I: Método para caracterização de bio-óleo. Banco de dados de compostos presentes em bio-óleos. Métodos para caracterização do licor negor e seus derivados. Equipe: Patrícia P. K. G. Costa, Diogo Nakai, Anna Leticia T. Pighinelli, Raquel Campanha, Clenilson M. Rodrigues, Patrícia V. Abdelnur. 21

22 Linhas de Pesquisa: 2. Qualidade de Biocombustíveis e Óleos/ 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: DENDEPALM: Estratégias Genômicas e Agregação de Valor para a Cadeia Produtiva do Dendê (FINEP 2014/2017) META 26. Caracterizar genotípica e fenotípicamente a qualidade do óleo de Elaeis spp. Equipe: Cibele Favoreto, Jessica Macedo, Brenda Araujo, Leticia Jungmann, Dasciana R. Gambetta, Felix Siqueira, Simone Mendonça, Eduardo F. Formighieiri, Patrícia V. Abdelnur, Manoel T. Souza Júnior, Marcos Ene (CPATU), Raimundo Cunha (CPAA), Wanderlei Lima (CPAA). 22

23 Linhas de Pesquisa: 6. Caracterização de marcadores químicos em biomassas e processos biotecnológicos / 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: DENDEPALM: Estratégias Genômicas e Agregação de Valor para a Cadeia Produtiva do Dendê (Finep 2014/2017) Avaliar os compostos químicos de Elaeis guineensis. Ativos de PD&I: Método para identificação de metabólitos da folha de dendê. Banco de dados de metabólitos de folha de dendê. Equipe: Luiz H. G. Vargas, Maria Esther R. Silva, Jorge Candido, Felipe Bandeira, Augusto Souto, José A. A. Ribeiro, Clenilson M. Rodrigues, Anselmo E. Oliveira (UFG), Manoel T. Souza Junior, Patrícia V. 23 Abdelnur, MARBORGES.

24 Linhas de Pesquisa: 6. Caracterização de marcadores químicos em biomassas e processos biotecnológicos / 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde (High Throughput analysis)/ 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia/ Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: JATROPHAMS: Técnicas avançadas de espectrometria de massas para análise de compostos tóxicos em tortas, folhas e óleo de Pinhão-Manso (Jatropha curcas) - CNPQ (Edital 014/2013). Ativos de PD&I: Método High Throughput para identificação de cultivares tóxicas de Jatropha curcas (Leaf Spray-MS). Equipe: Igor Pereira (UFG), Boniek G. Vaz (UFG), Bruno Laviola, Clenilson M. Rodrigues, Patrícia V. Abdelnur. 24

25 Linhas de Pesquisa: 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: YEASTOMICS: Genômica funcional, transcriptômica e metabolômica, de leveduras fermentadoras de xilose para aumento da eficiência na produção de etanol de segunda geração. SEG: METAMS: Desenvolvimento de plataforma analítica baseada em metabolômica para identificação de alvos na via de fermentação de xilose em leveduras. FAPDF 03/2015 Ativos de PD&I: Método analítico para identificação de metabólitos de leveduras fermentadoras de xilose. Banco de dados de metabólitos de leveduras fermentadoras de xilose. Equipe: Patrícia V. Abdelnur, Clenilson M. Rodrigues, João Ricardo Almeida, Eduardo Formighieri, José A. A. Ribeiro, Patrícia P. K. G. Costa, Christiane G. Campos, Katiuscia P. Araujo, Henrique Veras, Nadia S. Parachin (UNB), Felipe Silva (CNPTIA), Paula Falcão (CNPTIA), Adhemar Zerlotini Neto (CNPTIA), Francisco Lobo (CNPTIA), Guilherme Oliveira (FIOCRUZ), Flavio 25 Araujo (FIOCRUZ), Gabriel Fernandes (FIOCRUZ).

26 Relative Abundance Principais projetos e ativos de PD&I Linhas de Pesquisa: 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia / 9. Desenvolvimento e validação de metodologias voltadas à Química Verde e à Cromatografia Verde (High Throughput analysis) Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: BIOGLIC: Aproveitamento da glicerina coproduto da produção de biodiesel para obtenção de químicos visando agregar valor à cadeia produtiva do dendê. CNPQ: 40/2013 CHEMSEARCH: Desenvolvimento de métodos analíticos para identificação e monitoramento de compostos químicos de valor agregado produzidos a partir da bioconversão de glicerina. SEG: GENMETABAC: Uma abordagem Ômica para definir o papel do liquido do apoplasto na interação das estirpes do inoculante e a planta de cana-de-açúcar (SEG: ) Ativos de PD&I: Método High Throughput para bioprospecção de novos compostos produzidos por microrganismos bioconversores de glicerina Identificação de composto de valor agregado D1_0,2_ESI(+)_1 #153 RT: 0.32 AV: 1 NL: 7.53E3 T: ITMS + p ESI Full ms [ ] Método para identificação de metabólitos presentes em apoplasto da cana-de-açúcar. Banco de Dados de metabólitos presentes em apoplasto da cana-de-açúcar m/z Equipe: Lucas L. Araujo, Katiuscia P. Araujo, Augusto Souoto, José A. A. Ribeiro, Patrícia P. K. G. Costa, João Ricardo M. Almeida, Monica T. Damaso, Eduardo Formighieri, Clenilson M. Rodrigues, Patrícia V. 26 Abdelnur, Embrapa Agrobiologia.

27 Linhas de Pesquisa: 7. Metabolômica e Proteômica aplicadas na prospecção de químicos de valor agregado e em biotecnologia Pesquisadora: Dra. Patrícia Verardi Abdelnur Projeto de Pesquisa: UPZYME: Novas expansinas e monoxigenases de polissacarídeos líticas e sua validação como aditivo no processo de sacarificação de biomassa. SEG: YEASTZYME: "Enzimas e leveduras para produção de etanol a partir da biomassa da cana (BNDES) Ativos de PD&I: Método para prospecção das enzimas mais promissoras Equipe: Jéssica Souza, Thais Demarchi, Dasciana Rodrigues, Leia Favaro, Patrícia V. Abdelnur. 27

28 Parceiros e clientes 28

29 Agradecimentos Equipe Agências de Fomento 29

30 Obrigado