Produção e caracterização de biossurfactantes obtidos por linhagens de Bacillus sp. isoladas de estações de tratamento de águas residuais e de solo de manguezais (Ceará - Brasil)

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Oliveira, Darlane Wellen Freitas de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia química; Surfactina; Biodegradabilidade; Toxicidade
• Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11034

Biossurfactantes são moléculas de origem microbiana que possuem ação superficial. Dentre os biossurfactantes mais efetivos estão os lipopeptídeos produzidos por bactérias do gênero Bacillus, especialmente a surfactina. Os biossurfactantes apresentam uma série de vantagens quando comparados aos surfactantes químicos convencionais, tais como: diversidade de estruturas químicas, excelentes propriedades superficiais e ecológicas, estabilidade frente a condições extremas (pH, temperatura, concentração de sais), entre outras. Dentro deste contexto, desenvolveu-se o presente trabalho, cujo objetivo principal consistiu em investigar a produção de biossurfactantes, em especial a surfactina, a partir da fermentação submersa utilizando diferentes meios de cultivo (sintéticos e naturais) e diferentes micro-organismos do gênero Bacillus, os quais foram isolados de uma estação de tratamento de esgoto (UFC - Pici) e de solo de manguezal. Dentre os meios de cultivo testados, avaliou-se a utilização de meios sintéticos e suco de caju clarificado, um substrato não convencional, proveniente das indústrias do processamento do caju. A escolha do suco de caju clarificado justifica-se pelo fato de que a sua cadeia produtiva gera importantes volumes de co-produtos frequentemente desperdiçados na indústria. Dentre as diferentes linhagens de Bacillus testadas para a produção de biossurfactantes, destacou-se a linhagem denominada ICA56, isolada do solo de manguezal de Icapuí (Ceará - Brasil). Testes qualitativos indicaram capacidade de consumo de petróleo e misturas de óleo de girassol e oliva (tanto virgem como usado) pelo micro-organismo B. subtilis ICA56. O biossurfactante produzido por B. subtilis ICA56 foi caracterizado quanto as suas propriedades fisico-químicas, atividade superficial, capacidade emulsionante e estrutura química. Os valores de tensão superficial (28,20 ± 0,07 mN/m), tensão interfacial (5,26 ± 0,08 mN/m a 25 ºC, para uma concentração de 60 mg/L), e concentração micelar crítica (0,0173 ± 0,001 g/L, 25 ºC) estão de acordo com os trabalhos publicados por outros pesquisadores. Estabilidade frente a altas temperaturas (121 ºC por 60 minutos), ampla faixa de pH (5,0 a 10,0) e concentração de NaCl (10 a 50 g/L) também foram observadas bem como índice de emulsão superior a 50% durante 15 dias de observação. Mediante análises de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Espectrometria de Massa (MS), o biossurfactante foi identificado como o lipopeptídeo do tipo surfactina, uma vez que os espectros obtidos para o biossurfactante produzido por B. subtilis ICA56 e para a surfactina padrão (Sigma Aldrich) apresentaram perfis semelhantes. Ensaios de remediação de solos contaminados com óleo de motor foram também desenvolvidos com a finalidade de estudar o potencial do biossurfactante em áreas ambientais. O biossurfactante produzido no presente estudo foi capaz de remover 85,01% de óleo lubrificante adsorvido em areia em ensaio realizado a 65 ºC utilizando solução de biossurfactante na concentração de 60 mg/L. A literatura relata que os biossurfactantes são menos tóxicos do que os surfactantes sintéticos. Neste trabalho, a toxicidade e biodegradabilidade do biossurfactante produzido por B. subtilis ICA 56 foram avaliadas. Em testes com bioindicadores de toxidade, o biossurfactante apresentou baixos valores de toxicidade em diferentes organismos aquáticos tais como: a microalga Selenastrum capricornutum, o microcrustáceo Daphnia magna e a bactéria Vibrio fischeri, apresentando valores de EC50 de 65,03 mg/L, 170,09 mg/L e 912,35 mg/L, respectivamente. Adicionalmente, o biossurfactante produzido por B. subtilis ICA 56 apresentou alta biodegradabilidade, com valores de B50 (50% de biodegradação) por Pseudomonas putida correspondente a 122,1 mg/L e utilizando águas de tratamento de esgoto como inóculo ocorreu mais de 50% de degradação de todas as concentrações estudadas (10 a 200 mg/L) em 100 horas de experimento e mais de 90% em 300 horas. Tais resultados evidenciam a compatibilidade ambiental do biossurfactante produzido por B. subtilis ICA 56, ressaltando-se especialmente seu potencial de aplicação na resolução de problemas ambientais.