Seleção, caracterização e aplicação de novos biossurfatantes produzidos por bactérias marinhas a partir de substratos de baixo custo

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Vilela, Willian Fernando Domingues
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: bactéria marinha; bioemulsificantes; bioemulsifier; biossurfatantes; biosurfactant; biotensoativo; low cost substrates; marine bacteria; substratos de baixo custo; surface-active agent
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-21112014-160048/

Os surfatantes, moléculas anfipáticas compostas por uma porção polar e outra apolar, constituem um grupo heterogêneo de compostos de superfície ativa. Sua porção polar pode ser formada por peptídeos, ânions ou cátions, por mono, di ou polissacarídeos, enquanto sua porção apolar pode ser formada por estruturas saturadas, insaturadas ou ácidos graxos hidroxilados, ou ainda peptídeos hidrofóbicos. Essas substâncias podem ser sintéticas, obtidas a partir de síntese química, ou produzidas por micro-organismos, principalmente, bactérias e leveduras, passando a ser denominadas biossurfatantes (BS). O BS representa uma alternativa aos tensoativos sintéticos utilizados em diversos seguimentos da indústria devido a sua baixa toxicidade e alta biodegradabilidade, além de aplicabilidade na descontaminação ambiental. Bactérias isoladas em diversos biomas têm sido muito exploradas para produção de BS, enquanto ecossistemas marinhos ainda são pouco explorados, apesar do grande potencial existente. Os micro-organismos marinhos quando expostos a condições extremas de pressão, salinidade e temperatura produzem compostos estáveis e, portanto, úteis em aplicações industriais. O presente trabalho objetivou investigar novos BS produzidos por bactérias de origem marinha capazes de produzir tal substância a partir de fontes de carbono de baixo custo (glicerol, óleo de soja, vaselina e sacarose). Foram analisados 59 isolados bacterianos marinhos, as bactérias selecionadas foram identificadas e a produção do BS foi estudada em escala laboratorial. Após a extração do BS, suas propriedades físico-química como tensão superficial (TS), tensão interfacial (IT) e concentração micelar crítica (CMC) foram determinadas; além disso, foi realizada a caracterização estrutural preliminar e o seu potencial de aplicação para biorremediação de petróleo e como agente emulsificador. Os resultados identificaram a produção de BS por três bactérias marinhas: Arthrobacter defluvii, Brevibacterium luteolum e Gordonia sp. A partir das análises químicas foi possível identificar dois BS lipopepítidicos (A. Defluvii e B. luteolum) e um BS com grupos glicosídicos (Gordonia sp.). O BS produzido por A. defluvii apresentou tensão superficial TS = 34,5 mN m-1; TI = 15 mN m-1; e CMC = 129 mg L-1 crescendo em óleo de soja, B. luteolum TS = 27 mN m-1; TI = 0,84 mN m-1; e CMC = 40 mg L-1 crescendo em vaselina e Gordonia sp. TS = 33 mN m-1; TI = 1,4 mN m-1; e CMC = 85 mg L-1 crescendo em óleo de soja. Os BS estudados apresentaram capacidade de remoção de petróleo de areia contaminada, assim como atividade emulsificante frente a diferentes substâncias ( óleo de soja, vaselina, decano, querosene, hexadecano e gordura vegetal). Os testes de estabilidade realizados para BS produzido por B. luteolum indicaram que: o BS é estável quando submetido a temperaturas até 60oC por 24 h e até 121oC por 20 min; a maior atividade tensoativa para o BS é encontrada em solução com pH entre 6 e 8; e a força iônica não afeta a atividade tensoativa até concentrações salinas abaixo de 16%. Portanto, os três micro-organismos marinhos selecionados foram capazes de produzir compostos com relevante atividade tensoativa utilizando substratos de baixo custo.