Biocatálise e Biorremediação

Objectivos

Esta unidade curricular pretende fornecer os princípios básicos das tecnologias emergentes para a biodegradação de poluentes e a biotransformação de resíduos ou sub-produtos em produtos de valor acrescentado, como biomateriais, quer utilizando enzimas isoladas, quer utilizando microrganismos.


Caracterização geral

Código

10826

Créditos

6.0

Professor responsável

Maria Ascenção Carvalho Fernandes Miranda Reis, Susana Filipe Barreiros

Horas

Semanais - 4

Totais - 70

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não tem.

Bibliografia

1. Biotransformation of Agricultural Waste and By-Products: The Food, Feed, Fibre, Fuel (4F) Economy, P. Poltronieri, O.F. D''Urso (ed.), Elsevier, 2016.

2. Practical Methods for Biocatalysis and Biotransformations 3, J. Whittall, P.W. Sutton, W. Kroutil (ed.),  John Wiley & Sons, Ltd, 2016.

3. Bioremediation and Natural Attenuation- Process Fundamentals and Mathematical Models, P.J. Alvarez, W.A. Illman (Eds), Wiley InterScience, 2006.

4. Advances in Applied Bioremediation, Singh, Ajay, Kuhad, Ramesh Chander, Ward, Owen P. (Eds.), Springer, 2009.

5. Scientific papers.

Método de ensino

Aulas teóricas.

Seminários sobre tópicos específicos dados por especialistas convidados.

Aulas téorico-práticas dedicadas à resolução de problemas.

Aulas laboratoriais.

Pesquisa orientada sobre temas sugeridos.

Elaboração de relatório sobre o trabalho experimental realizado e sua discussão.

Elaboração de apresentações em powerpoint.  

Seminários dados pelos alunos, baseados  em tópicos seleccionados, seguidos de discussão.

Projectos.

Método de avaliação

A UC é constituída por 2 módulos: Módulo de Biocatálise e Módulo de Biorremediação.

Há várias componentes de avaliação em cada um destes módulos. Para obterem frequência, os alunos têm que realizar os trabalhos de laboratório e que elaborar o relatório respectivo de acordo com as orientações fornecidas, têm que preparar e apresentar/submeter os seminários e projectos indicados, em cada caso dentro dos prazos indicados.

Peso de cada componente de avaliação no Módulo de Biocatálise:

Práticas de laboratório (realização, folhas Excel com tratamento de resultados, conclusões) - 25 %

Teste escrito sobre as práticas de laboratório - 25 %

Teste escrito sobre o módulo de Biocatálise - 50 %

Os dois testes escritos são integrados numa prova única, realizada no final do módulo de Biocatálise.

Peso de cada componente de avaliação no Módulo de Biorremediação:

Prática de laboratório, relatório e respectiva discussão - 40 %

Seminário - 25 %

Teste escrito - 35 %

Para passarem os alunos têm que obter pelo menos 9.5 valores (numa escala de 0-20) em cada componente de avaliação.

A classificação de cada módulo, arredondada até às décimas, vale 50 % da classificação final na UC de Biocatálise e Biorremediação.

Conteúdo

Exemplos de biotransformações realizadas à escala industrial. Vantagens da utilização de meios não aquosos (MNA). MNA mais sustentáveis. Aspectos físico-químicos da biocatálise em MNA. Engenharia de meio. Metodologias para obter enzimas novas/melhoradas.

Imobilização de enzimas e células. Materiais biocatalíticos. Exemplos da aplicação de NAM e/ou enzimas: swelling e impregnação de polímeros, recuperação de polímeros de resíduos, síntese e funcionalização de polímeros, valorização de biomassa, conversão de CO2.

Princípios da biotransformação microbiana (culturas puras e mistas). Resíduos com potencial (quantidade e composição) para a produção de biomateriais. Caracterização da população microbiana (biologia molecular).

Mecanismos de biodegradação (metabolismo e cinética, e configuração do reactor).

Tecnologias emergentes para a produção de biomateriais por via microbiana (e.g. biopolímeros e building blocks), e recuperação de nutrientes (fósforo e azoto)