Monitoramento tecnológico da aplicação de enzimas celulolíticas: panorama mundial e brasileiro

Autores

Palavras-chave:

Celulases, Pesquisa de patentes, Prospecção tecnológica, Propriedade intelectual

Resumo

As celulases são enzimas capazes de atuar sobre materiais celulósicos, promovendo sua hidrólise. Estas enzimas apresentam importância na pesquisa a nível acadêmico e industrial devido às suas aplicações que contribuem em vários processos industriais, como nas indústrias de papel e celulose, na produção de bioetanol, na indústria de alimentos, gestão de resíduos, entre outros. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo a realização de um monitoramento tecnológico de patentes sobre aplicações das celulases. Após a coleta de informações nas bases de dados (Lens, Derwent Inovation Index, Espacenet, Patentscope, USPTO e INPI), observou-se que o Derwent apresentou um resultado mais amplo de registro de patentes. A maioria das patentes foi agrupada na área de conhecimento química e entre os depositantes, a empresa Novozymes apresentou a maior quantidade de documentos. Ao avaliar o cenário nacional, verificou-se que a maioria das patentes depositadas no INPI são de depositantes estrangeiros e em termos institucionais, a grande maioria das patentes é proveniente de instituições privadas. Havendo uma necessidade de maior investimento em pesquisa nas universidades e institutos de pesquisa governamentais objetivando fomentar a inovação em aplicações industriais de enzimas, especialmente celulases, que é uma área de grande importância econômica.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Wanessa Braz da Silva, Universidade Federal do Agreste de Pernambuco

Graduanda do curso de Engenharia de Alimentos. Participou do Programa de Atividades de Vivência Interdiciplinar - PAVI na área de ciência e tecnologia de alimentos(2018/2019), participou como voluntária do programa de iniciação científica na área de Biotecnologia (2019-2020). Atualmente participa como bolsista do programa de iniciação científica (PIBIC).

Rodrigo Lira de Oliveira, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia de Alimentos (2016) e Doutorado em Biotecnologia (2020) tendo como área de concentração Biotecnologia Industrial, ambos pela Universidade Federal Rural de Pernambuco. Atualmente é pesquisador (pós-doc) desenvolvendo pesquisas na Central de Laboratórios de Garanhuns (CENLAG) - Universidade Federal do Agreste de Pernambuco (UFAPE). É revisor de periódicos nacionais e internacionais. Possui experiência em biotecnologia, com ênfase em bioquímica de macromoléculas e bioquímica de alimentos, atuando principalmente nos seguintes temas: produção, extração e purificação de enzimas, imobilização de enzimas, reatores enzimáticos, cinética e termodinâmica de biomoléculas, produção de prebióticos e aplicações de enzimologia em ciência e tecnologia de alimentos.

Referências

ALMEIDA, Renata Maria Rosas Garcia; BARBOSA, Kledson Lopes; SILVA, Jumelice dos Santos; MALTA, Valéria Rodrigues dos Santos. Produção de etanol 2g obtido da casca da Manihot esculenta como fonte de biomassa lignocelulósica. Depositante: Universidade Federal de Alagoas. n. BR 10 2015 030917 1. Depósito: 10 dez. 2015. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=1361185&SearchParameter=BR%2010%202015%20030917%201%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

BAE, Hyeun-Jong; HWANG, Inhwan; TURCOTTE, Ginette; LABERGE, Serge. Plantas transgênicas com expressão de celulase para autohidrólise de componentes de celulose e método para produção de açúcar solúvel. Depositante: Postech Foundation. Procurador: Tavares Propriedade Intelectual Ltda. KR n. PI 0513965-1. Depósito: 30 jul. 2005. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=727746&SearchParameter=PI%200513965-1%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo= . Acesso em: 20 mar. 2021.

BALABAN, Murat; KILINC, Murat Bahadir. Método de hidrólise de celulose para produção de biogás. Depositante: Episome Biyoteknolojik Ürünler Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi. Procurador: Clovis Silveira. TR n. BR 11 2017 027665 8. Depósito: 26 mai. 2016. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=1439931&SearchParameter=BR%2011%202017%20027665%208%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

BANOTH, C.; KETHAVATH, S.N.; KESHAV, P. K.; BHUKYA, B. Selection of stress tolerant Saccharomyces cerevisiae strains isolated from sloughing off soil for bioethanol production using Prosopis juliflora, Research Journal of Biotechnology, v.15, n. 1, p. 1-13, 2020.

BAUMANN, M.; DOMNIK, T.; HAASE, M.; WULF, C.; EMMERICH, P.; ROSCH, C.; ZAPP, P.; NAEGLER, T.; WEIL, M. Comparative patent analysis for the identification of global research trends for the case of battery storage, hydrogen and bioenergy. Technological Forecasting and Social Change, v. 165, 2021.

BEHERA, S. S.; RAY, R. C. Solid state fermentation for production of microbial cellulases: Recent advances and improvement strategies. International Journal of Biological Macromolecules, v. 86, p. 656-669, 2016.

BEHERA, B. C.; SETHI, B. K.; MISHRA, R. R.; DUTTA, S. K.; THATOI, H. N. Microbial cellulases –Diversity & biotechnology with reference to mangrove environment: A review. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, v. 15, n.1, p. 197-210, 2017.

BETTIOL, Jean-luc Philippe; THOEN, Christiaan Arthur Jacques Kamiel. Composições detergentes alcalinas compreendendo uma celulase específica. Depositante: The Procter & Gamble Company. Procurador: Dannemann; Siemsen; Bigler; Ipanema Moreira. EN n. PI 9714761-3. Depósito: 11 jul. 1997. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=539810&SearchParameter=PI%209714761-3%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

BUSCH, Alfred; BETTIOL, Jean-Luc Philippe; SMETS, Johan; BOYER, Stanton Lane. Composições detergentes de lavanderia e/ou para o cuidado com tecidos que compreendem uma celulase modificada. Depositante: The Procter & Gamble Company. Procurador: Dannemann; Siemsen; Bigler; Ipanema Moreira. EN n. PI 9910152-1. Depósito: 30 abr. 1999. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=562726&SearchParameter=PI%209910152-1%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

CASTRO, A. M.; JUNIOR, N. P. Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais. Quim. Nova, Vol. 33, No. 1, 181-188, 2010.

CGCOM - Coordenação-Geral de Comunicação Social. Você quer patentear só no Brasil ou em outros países também? 2019. Disponível em: http://antigo.inpi.gov.br/menu-servicos/patente/minha-primeira-patente/voce-quer-patentear-so-no-brasil-ou-em-outros paises-tambem. Acesso em: 09 de mar. 2021.

CHANCHETTI, L. F.; DIAZ, S. M. O.; MILANEZ, D. H.; LEIVA, D. R.; FARIA, L. I. L.; ISHIKAWA, T. T. Technological forecasting of hydrogen storage materials using patent indicators. International Journal of Hydrogen Energy, v. 41, n. 41, p. 18301-18310, 2016.

DAR, R. A.; DAR, E. A.; KAUR, A.; PHUTELA, U. G. Sweet sorghum-a promising alternative feedstock for biofuel production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, p. 4070-4090, 2018.

DEORSOLA, A. C.; MOTHE, C. G.; OLIVEIRA, L. G.; DEORSOLA, A. B. Technological monitoring of cyclodextrin e World panorama. World Patent Information, v. 39, p 41-49, 2014.

FUNADA, Shigeyuki; KURIHARA, Hiroyuki; YAMADA, Katsushige. Método de produção de açúcar líquido. Depositante: TORAY INDUSTRIES, INC. Procurador: Ana Paula Santos Celidonio. n. BR 11 2017 005071 4. Depósito: 18 set. 2015. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=1412257&SearchParameter=BR%2011%202017%20005071%204%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

GAETE, A. V.; TEODORO, C. E.S.; MARTINAZO, A. P. Utilização de resíduos agroindustriais para produção de celulase: uma revisão. Research, Society and Development, v. 9, n. 8, p. 1-33, 2020.

GOLDBECK, Rosana; FILHO, Francisco Maugeri; PEREIRA, Gonçalo Amarante Guimaraes; CARAZZOLLE, Marcelo Falsarella; TEIXEIRA, Gleidson Silva; PROCÓPIO, Dielle IELLE Pierotti. Microorganismo recombinante, vetores de expressão, processo de obtenção de etanol 2G e uso do microorganismo recombinante. Depositante: Universidade Estadual de Campinas. Procurador: Patricia Franco Leal Gestic. n. BR 10 2016 028504 6. Depósito: 5 dez. 2016. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=1403526&SearchParameter=BR%2010%202016%20028504%206%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

HAANDEL, Adrianus Cornelius Van; BARBOSA, Cláudia Rodrigues. Processo e sistema de produção de biogás a partir da digestão anaeróbia de biomassa vegetal em fase sólida. Depositante: Cetrel S.A. Procurador: Dannemann; Siemsen; Bigler; Ipanema Moreira. BR n. PI 1102151-9. Depósito: 11 mai. 2011. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=868892&SearchParameter=PI%201102151-9%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

HAUWERMEIREN, Tim Maria; HERBOTS, Ivan Maurice; WEVERS, Jean. Composições detergentes compreendendo atividade celulolítica controlada por anticorpo. Depositante: The Procter & Gamble Company. Procurador: Dannemann; Siemsen; Bigler; Ipanema Moreira. EN n. PI 9711626-2. Depósito: 13 ago. 1997. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=501228&SearchParameter=PI%209711626-2%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

IDRIS, A. S. O. et al. Cellulase production through solid-state tray fermentation, and its use for bioethanol from sorghum stover. Bioresource Technology, v. 242, p. 265–271, 2017.

INPI- Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Indicadores de Propriedade Industrial. B. mens. Prop. Industr., Rio de Janeiro, v.5, n.11 p. 1-20, nov. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/inpi/pt-br/acesso-a-informacao/pasta-x/boletim-mensal/arquivos/documentos/boletim-mensal-de-propriedade-industrial_18-11-2020.pdf. Acesso em: 20 mar. 2021.

JUTURU, V.; WU, J. C. Microbial cellulases: Engineering, production and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 33, p. 188-203, 2018.

KARMAKAR, M.; RAY, R. R. Current trends in research and application of microbial cellulases. Research Jornal of Microbiology, v. 6, p. 41-53, 2011.

KHAN, M. N.; LUNA, I. Z.; ISLAM, M. M.; SHARMEEN, S.; SALEM, K. S.; RASHID, T. U.; ZAMAN, A.; HAQUE, P.; RAHMAN, M. M. Cellulase in Waste Management Applications. Microbial Cellulase System Properties and Applications, p. 237-256, 2020.

KHOSHNEVISAN, K.; POORAKBAR, E.; BAHARIFAR, H.; BARKHI, M. Recent Advances of Cellulase Immobilization onto Magnetic Nanoparticles: An Update Review. Magnetochemistry, 36, p. 1-22, 2019

LADEIRA, S. A.; CRUZ, E.; DELATORRE, A. B.; Barbosa, J. B.; MARTINS, M. L. L. Cellulase production by thermophilic Bacillus ssp. SMIA-2 and its detergent compatibility. Electronic Journal of Biotechnology, v. 18, p. 110–115, 2015.

LIU, G.; ZHANG, J.; BAO, J. Cost evaluation of cellulase enzyme for industrial-scale cellulosic ethanol production based on rigorous Aspen Plus modeling. Bioprocess Biosystems Engeneering, v. 39, p. 133-140, 2016.

LOPES, J. G.; SANTOS, K. C.; COSTA, A. A. Prospecção tecnológica do uso do bagaço de cana-de-açúcar visando a produção de etanol de segunda geração. Cad. Prospec., Salvador, v. 10, n. 3, p.590-599, jul./set., 2017.

LUCARINI, A.C., DELQUIARO, A. C. T.; VIDOCA, L. C. P. T.; BRAZ, R.; MARTINS, R. M.; ALVES, T. P.Estudo da Hidrólise Enzimática da Palha da cana de açúcar para produção de etanol de segunda geração. The Journal of Engineering and Exact Sciences. v. 03, p. 242–253, 2017.

MARQUES, H. R.; GARCIA, M. O.; PEREIRA, R. M.; GAVA, R. Monitoramento tecnológico: estudo de uma propriedade intelectual da Universidade Federal de Viçosa. Revista Cereus, v. 6, n. 1, 2014.

MARQUES, H. R.; PEREIRA, R. M.; GARCIA, M. O.; GAVA, R. Monitoramento tecnológico: um estudo de uma patente da Universidade Federal de Viçosa. Revista Gestão & Tecnologia, Pedro Leopoldo, v. 16, n. 3, p. 110-137, 2016.

MENDES, F. B.; ATALA, D. I. P.; THOMÉO, J. C. Is cellulase production by solid-state fermentation economically attractive for the second-generation ethanol production? Renewable energy, v. 114, p. 525-533, 2017.

MOURA, A. M. M.; JUNIOR, R. F. G.; MAGNUS, A. P. M.; BOCHI, F. S.; SCARTASSINI, V. B. Panorama das patentes depositadas no brasil: uma análise a partir dos maiores depositantes de patentes na base Derwent Innovations Index. Brazilian Journal of Information Studies: Research Trends, v. 13, n. 2, p. 59-68, 2019.

MUELLER, S. P.M.; PERUCCHI; V. Universidades e a produção de patentes: tópicos de interesse para o estudioso da informação tecnológica. Perspectivas em Ciência da Informação, v.19, n.2, p.15-36, abr./jun. 2014.

NIELSEN, Henrik B.; BAEKGAARD, Lone; WAWRZYNCZYK, Joanna; SOERENSEN Hanne R.; ROSGAARD, Lisa; SOERENSEN, H. Enzyme composition used in solubilization of municipal solid waste and in production of biogas or fermentation products, comprises cellulolytic background composition, and one of enzymes comprising protease, lipase or beta-glucanase. WO2016030472-A1. Depósito: 27 Aug. 2015. Concessão: 3 Mar. 2016. Disponível em: http://apps-webofknowledge.ez19.periodicos.capes.gov.br/full_record.do?product=DIIDW&search_mode=GeneralSearch&qid=2&SID=5FZsHDewd9xQvGoayCQ&page=1&doc=1. Acesso em: 20 mar. de 2021.

OKAL, E. J.; ASLAM, M. M.; KARANJA, J. K.; NYIMBO, W. J. Mini review: Advances in understanding regulation of cellulase enzyme in white-rot basidiomycetes. Microbial Pathogenesis, v. 147, 2020.

OLSEN, Hens Serj; OLSEN, Henrik. Biogas production process with two enzymatic pre-treatments, comprises e.g. providing slurry of lignocellulose- and pectin-containing material, water and enzyme e.g. pectin lyase, and allowing enzyme to catalyze degradation of the material. Depositante: NOVOZYMES AS. WO2012093041-A1. Depósito: 22 Dec. 2011. Concessão: 12 Jul. 2012. Disponível em: http://apps-webofknowledge.ez19.periodicos.capes.gov.br/full_record.do?product=DIIDW&search_mode=GeneralSearch&qid=5&SID=5FZsHDewd9xQvGoayCQ&page=1&doc=1 . Acesso em: 20 mar. 2021.

PARANHOS, R. C. S; RIBEIRO, N. M. Importância da Prospecção Tecnológica em Base de Patentes e seus Objetivos da Busca. Cadernos de Prospecção – Salvador, v. 11, n. 5 – Ed. Esp. VIII ProspeCT&I, p. 1274-1292, dezembro, 2018.

PRASAD, S.; SINGH, A.; KORRES, N. E.; RATHORE, D.; SEVDA, S.; PANT, D. Sustainable utilization of crop residues for energy generation: A life cycle assessment (LCA) perspective. Bioresource Tecnology, v. 303, 2020.

PIRES, E. A.; RIBEIRO N. M.; QUINTELLA, C. M. Sistemas de Busca de Patentes: análise comparativa entre Espacenet, Patentscope, Google Patents, Lens, Derwent Innovation Index e Orbit Intelligence. Cadernos de Prospecção, v. 13, n. 1, 2020.

ROPARS, Marcel; AYMARD, Caroline. Processo de produção de alcoóis e/ou de solventes, a partir de polpas de papel com reciclagem do vegetal não hidrolisado. Depositante: IFP Energies Nouvelles. Procurador: Dannemann; Siemsen; Bigler; Ipanema Moreira. FR n. BR 11 2012 015482 6. Depósito: 17 dez. 2010. Disponível em: https://busca.inpi.gov.br/pePI/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=919560&SearchParameter=BR%2011%202012%20015482%206%20%20%20%20%20%20&Resumo=&Titulo=. Acesso em: 20 mar. 2021.

SHELDON, R.; VAN PELT, S. Enzyme immobilisation in biocatalysis: why, what and how. Chemical Social Reviews, 42, p. 6223-6235.

SILVA, A.F.V.; SANTOS, L.A.; VALENÇA, R.B.; PORTO, T.S.; SOBRINHO, M. A. M.; GOMES, G.J.C.; JUCÁ, J.F.T.; SANTOS, A.F.M.S. Cellulase production to obtain biogas from passion fruit (Passiflora edulis) peel waste hydrolysate. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 7, 2019.

SINGH, A.; BAJAR, S.; DEVI, A.; PANT, D. An overview on the recent developments in fungal cellulase production and their industrial applications. Bioresource Technology Report, v. 14, 2021.

SIQUEIRA, J. G. W.; RODRIGUES, C.; VANDENBERGHE, L. P. S.; WOICIECHOWSKI, A. L.; SOCCOL, C. R. Current advances in on-site cellulase production and application on lignocellulosic biomass conversion to biofuels: A review. Biomass and Bioenergy, v. 132, 2020.

SULYMAN, A. O.; IGUNNU, A.; MALOMO, S. O. Isolation, purification and characterization of cellulase produced by Aspergillus niger cultured on Arachis hypogaea shells. Heliyon, v. 6, 2020.

SRIVASTAVA, N; SRIVASTAVA, M; MISHRAB, P. K.; GUPTAD, V. K.; MOLINA, G.; RODRIGUEZ-COUTO, S.; MANIKANTA, A; RAMTEKE, P. W. Applications of fungal cellulases in biofuel production: Advances and limitations. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, p. 2379–2386, 2018.

TAJMIRRIAHI, M.; MOMAYEZ, F.; KARIMI, K. The critical impact of rice straw extractives on biogas and bioethanol production. Bioresource Technology, v. 319, 2021.

TANTAYOTAI, P.; PORNWONGTHONG, P.; MUENMUANG, C.; PHUSANTISAMPAN, T.; SRIARIYANUN, M. Effect of Cellulase-producing Microbial Consortium on Biogas Production from Lignocellulosic Biomass. Energy Procedia, v. 141, p. 180-183, 2017.

TOUSHIK, S. H.; KYUNG-TAI, L.; L. JIN-SUNG; KEUN-SUNG, K. Functional applications of lignocellulolytic enzymes in the fruit and vegetable processing industries. Journal of Food Science, v. 82, n. 3, 2017.

TRAPPEY, A. J. C.; TRAPPEY, C. V.; FANC, C. Y.; LEE, I. J. L. Consumer driven product technology function deployment using social media and patent mining. Advanced Engineering Informatics, v. 36, p. 120-129, 2018.

VERMA, N.; KUMAR, V.; BANSAL, M. C. Utility of Luffa cylindrica and Litchi chinensis peel, an agricultural waste biomass in cellulase production by Trichoderma reesei under solid state cultivation. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, v. 16, p. 483-492, 2018.

WEI, H.; HUI-MIN, Z.; XIAO-WEI, Z.; RUI, Z.; JING-JING, W. Patent analysis provides insights into the history of cotton molecular breeding worldwide over the last 50 years. Journal of Integrative Agriculture, v. 18, n. 3, p. 539–552, 2019.

YAASHIKAA, P. R.; KUMAR, P. S.; SARAVANAN, A.; VARJANI, S.; RAMAMURTHY, R. Bioconversion of municipal solid waste into bio-based products: A review on valorization and sustainable approach for circular bioeconomy. Science of the Total Environment, v. 748, 2020.

Downloads

Publicado

2021-08-25

Edição

Seção

REVISÃO DE LITERATURA