Biodegradação da (±)-alfa-cipermetrina pelas bactérias Bacillus amyloliquefaciens e Priestia megaterium isoladas da cultura de citrus
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-18092025-102946/ |
Resumo: | Devido ao uso excessivo de pesticidas para o controle de pragas e a obtenção de alta produtividade agrícola, tornou-se necessário remediar ambientes contaminados por esses agentes químicos, a fim de evitar maiores prejuízos aos organismos não alvos, ao meio ambiente e à saúde. Neste trabalho, foram realizados estudos com as bactérias Priestia megaterium (CBMAI 2842) e Bacillus amyloliquefaciens RFD1C, com o objetivo de avaliar a biodegradação do pesticida piretroide (±)-α-cipermetrina. As análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC/UV-vis) demonstraram os resultados da biodegradação com as bactérias na presença de 100 ppm (0,10 g.L-1) de (±)-α-cipermetrina (32 °C; 1, 3, 5 e 10 dias). A degradação com a P. megaterium (CBMAI 2842), em sistema não suplementado com caldo nutriente, degradou 51% e 48% do pesticida em 5 e 10 dias de reação, respectivamente. Já no sistema suplementado com caldo nutriente, a degradação aumentou para 75% em 5 dias de incubação. Por outro lado, a bactéria B. amyloliquefaciens RFD1C não apresentou potencial biodegradativo, degradando 6% do pesticida em 5 dias no sistema não suplementado, razão pela qual não foi utilizada em estudos posteriores. As análises em HPLC/UV-vis com coluna quiral e sistema não suplementado mostraram que, entre 1 e 3 dias de reação, não houve seletividade na biodegradação da (±)-α-cipermetrina com a P. megaterium (CBMAI 2842). No entanto, em 5 e 10 dias, foi observada seletividade para o enantiômero (-)-(1S,cis,αR), sendo e.e. = 25% e e.e. = 13%, respectivamente. Portanto, a bactéria degradou preferencialmente o enantiômero (+)-(1R,cis,αS). No sistema suplementado, em 5 dias, foi obtida maior biodegradação e um e.e. = 93% para a (-)-(1S,cis,αR). Através das análises por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) foram identificados 10 compostos, os quais foram utilizados para propor uma rota de biodegradação da cipermetrina. Neste trabalho, também foram conduzidos testes preliminares de fotodegradação utilizando NPs-ZnO. Avaliaram-se diferentes concentrações do pesticida, das NPs-ZnO e variações de pH, tanto na ausência quanto na presença de bactérias e de luz (lampada fluorescente 50 W). No entanto, estas condições testadas não apresentaram eficiência na degradação, uma vez que as nanopartículas inibiram o crescimento da bactéria P. megaterium (CBMAI 2842). |
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Biodegradação da (±)-alfa-cipermetrina pelas bactérias Bacillus amyloliquefaciens e Priestia megaterium isoladas da cultura de citrusBiodegradation of (±)-alpha-cypermethrin by Bacillus amyloliquefaciens and Priestia megaterium bacteria isolated from citrus culturebacteriabactériasdegradaçãodegradationnanoparticlesnanopartículaspesticidaspesticidespiretroidespyrethroidsDevido ao uso excessivo de pesticidas para o controle de pragas e a obtenção de alta produtividade agrícola, tornou-se necessário remediar ambientes contaminados por esses agentes químicos, a fim de evitar maiores prejuízos aos organismos não alvos, ao meio ambiente e à saúde. Neste trabalho, foram realizados estudos com as bactérias Priestia megaterium (CBMAI 2842) e Bacillus amyloliquefaciens RFD1C, com o objetivo de avaliar a biodegradação do pesticida piretroide (±)-α-cipermetrina. As análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC/UV-vis) demonstraram os resultados da biodegradação com as bactérias na presença de 100 ppm (0,10 g.L-1) de (±)-α-cipermetrina (32 °C; 1, 3, 5 e 10 dias). A degradação com a P. megaterium (CBMAI 2842), em sistema não suplementado com caldo nutriente, degradou 51% e 48% do pesticida em 5 e 10 dias de reação, respectivamente. Já no sistema suplementado com caldo nutriente, a degradação aumentou para 75% em 5 dias de incubação. Por outro lado, a bactéria B. amyloliquefaciens RFD1C não apresentou potencial biodegradativo, degradando 6% do pesticida em 5 dias no sistema não suplementado, razão pela qual não foi utilizada em estudos posteriores. As análises em HPLC/UV-vis com coluna quiral e sistema não suplementado mostraram que, entre 1 e 3 dias de reação, não houve seletividade na biodegradação da (±)-α-cipermetrina com a P. megaterium (CBMAI 2842). No entanto, em 5 e 10 dias, foi observada seletividade para o enantiômero (-)-(1S,cis,αR), sendo e.e. = 25% e e.e. = 13%, respectivamente. Portanto, a bactéria degradou preferencialmente o enantiômero (+)-(1R,cis,αS). No sistema suplementado, em 5 dias, foi obtida maior biodegradação e um e.e. = 93% para a (-)-(1S,cis,αR). Através das análises por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) foram identificados 10 compostos, os quais foram utilizados para propor uma rota de biodegradação da cipermetrina. Neste trabalho, também foram conduzidos testes preliminares de fotodegradação utilizando NPs-ZnO. Avaliaram-se diferentes concentrações do pesticida, das NPs-ZnO e variações de pH, tanto na ausência quanto na presença de bactérias e de luz (lampada fluorescente 50 W). No entanto, estas condições testadas não apresentaram eficiência na degradação, uma vez que as nanopartículas inibiram o crescimento da bactéria P. megaterium (CBMAI 2842).Due to the excessive use of pesticides for pest control and to obtain high agricultural productivity, it has become necessary to remediate environments contaminated by these chemical agents in order to avoid further damage to non-target organisms, the environment, and health. In this work, our studies were carried out with the bacteria Priestia megaterium (CBMAI 2842) and Bacillus amyloliquefaciens RFD1C, with the objective of evaluating the biodegradation of the pyrethroid pesticide (±)-α-cypermethrin. High-performance liquid chromatography (HPLC/UV-vis) analyses demonstrated the results of biodegradation with the bacteria in the presence of 100 ppm (0.10 g.L-1) of (±)-α-cypermethrin (32 °C; 1, 3, 5, and 10 days). Degradation with P. megaterium (CBMAI 2842), in a system not supplemented with nutrient broth, degraded 51% and 48% of the pesticide in 5 and 10 days of reaction, respectively. In the system supplemented with nutrient broth, degradation increased to 75% in 5 days of incubation. On the other hand, the bacterium B. amyloliquefaciens RFD1C did not show biodegradative potential, degrading 6% of the pesticide in 5 days in the non-supplemented system, which was not used in subsequent studies. HPLC/UV-vis analyses with a chiral column and non-supplemented system showed that, in 1 and 3 days of reaction, there was no selectivity in the biodegradation of (±)-α-cypermethrin with P. megaterium (CBMAI 2842). However, in 5 and 10 days, selectivity for the (-)-(1S,cis,αR) enantiomer was observed, with 25% e.e. and 13% e.e., respectively. Therefore, the bacteria preferentially degraded the (+)-(1R,cis,αS) enantiomer. In the supplemented system, in 5 days, greater biodegradation was obtained with 93% e.e. for (-)-(1S,cis,αR). By gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analyses, 10 compounds were identified, which were used to propose a biodegradation route for (±)-α-cypermethrin. In this work, preliminary photodegradation tests using ZnO-NPs were also conducted. Different concentrations of the pesticide, ZnO-NPs and pH variations were evaluated, both in the absence and presence of bacteria and light (50 W fluorescent lamp). However, these tested conditions were not efficient in degradation, since the nanoparticles inhibited the growth of the bacteria P. megaterium (CBMAI 2842).Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPorto, André Luiz MeleiroSouza, Gabrielly Rezende de2025-07-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-18092025-102946/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-24T14:46:02Zoai:teses.usp.br:tde-18092025-102946Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-24T14:46:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Devido ao uso excessivo de pesticidas para o controle de pragas e a obtenção de alta produtividade agrícola, tornou-se necessário remediar ambientes contaminados por esses agentes químicos, a fim de evitar maiores prejuízos aos organismos não alvos, ao meio ambiente e à saúde. Neste trabalho, foram realizados estudos com as bactérias Priestia megaterium (CBMAI 2842) e Bacillus amyloliquefaciens RFD1C, com o objetivo de avaliar a biodegradação do pesticida piretroide (±)-α-cipermetrina. As análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC/UV-vis) demonstraram os resultados da biodegradação com as bactérias na presença de 100 ppm (0,10 g.L-1) de (±)-α-cipermetrina (32 °C; 1, 3, 5 e 10 dias). A degradação com a P. megaterium (CBMAI 2842), em sistema não suplementado com caldo nutriente, degradou 51% e 48% do pesticida em 5 e 10 dias de reação, respectivamente. Já no sistema suplementado com caldo nutriente, a degradação aumentou para 75% em 5 dias de incubação. Por outro lado, a bactéria B. amyloliquefaciens RFD1C não apresentou potencial biodegradativo, degradando 6% do pesticida em 5 dias no sistema não suplementado, razão pela qual não foi utilizada em estudos posteriores. As análises em HPLC/UV-vis com coluna quiral e sistema não suplementado mostraram que, entre 1 e 3 dias de reação, não houve seletividade na biodegradação da (±)-α-cipermetrina com a P. megaterium (CBMAI 2842). No entanto, em 5 e 10 dias, foi observada seletividade para o enantiômero (-)-(1S,cis,αR), sendo e.e. = 25% e e.e. = 13%, respectivamente. Portanto, a bactéria degradou preferencialmente o enantiômero (+)-(1R,cis,αS). No sistema suplementado, em 5 dias, foi obtida maior biodegradação e um e.e. = 93% para a (-)-(1S,cis,αR). Através das análises por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) foram identificados 10 compostos, os quais foram utilizados para propor uma rota de biodegradação da cipermetrina. Neste trabalho, também foram conduzidos testes preliminares de fotodegradação utilizando NPs-ZnO. Avaliaram-se diferentes concentrações do pesticida, das NPs-ZnO e variações de pH, tanto na ausência quanto na presença de bactérias e de luz (lampada fluorescente 50 W). No entanto, estas condições testadas não apresentaram eficiência na degradação, uma vez que as nanopartículas inibiram o crescimento da bactéria P. megaterium (CBMAI 2842). |
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