Produção de biotensoativos a partir de bactérias diazotróficas oriundas do semiárido brasileiro

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Dias, Marcos André Moura
• 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: biossurfactantes; biosurfactants; lipopeptide; lipopetídeo; produção; production; rhizobia; rizóbios; trehalolipid; trehalolipídeo
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-05122024-110951/

Surfactantes são compostos químicos de grande importância comercial, presentes em inúmeras formulações de produtos cosméticos, farmacêuticos, agrícolas e alimentícios. Atualmente a grande maioria dos surfactantes disponíveis no mercado é obtida a partir de derivados de petróleo, no entanto, os impactos negativos causados por esses agentes têm recebido muita atenção nas últimas décadas, incentivando a busca por substitutos mais sustentáveis que atendam a critérios tecnológicos e ambientais. Biotensoativos (BS) microbianos são moléculas anfipáticas originadas do metabolismo de bactérias, leveduras e fungos. Embora os BS apresentem as mesmas propriedades dos surfactantes sintéticos, se destacam pela baixa toxicidade, alta biodegradabilidade e compatibilidade ambiental, além da diversidade química, o que incentiva a sua produção em larga escala como alternativa aos seus equivalentes sintéticos. Bactérias diazotróficas são microrganismos que formam simbiose com plantas e devido a essa estreita relação com os vegetais, essas linhagens são altamente promissoras e seu potencial biotecnológico ainda é pouco explorado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de BS pelas estirpes diazotróficas Paenibacillus illinoisensis e Bradyrhizobium kavangense, isoladas da região semiárida brasileira. O isolado P. illinoisensis demonstrou capacidade de crescer e produzir BS em meio mineral, utilizando glicose e cloreto de amônio como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente. Após 48 horas, foi observada a produção máxima de BS bruto (16,3 g/L). A estrutura química do composto foi elucidada por técnicas de FTIR e LC-MS, revelando que o composto é uma mistura de lipopeptideos homólogos de surfactina, com a isoforma C15 sendo a mais abundante. A surfactina obtida apresentou excelente atividade tensoativa, com valores de 24,4 mN/m para tensão superficial, concentração micelar crítica de 3,88 mg/L, tensão interfacial de 2,87 mN/m e índice de emulsificação de 62,0%. O BS também mostrou estabilidade em uma ampla faixa de temperatura (-20 a 121°C), pH (2 a 12), concentrações de NaCl (1 a 20%) e sacarose (1 a 5%). Além disso, o BS demonstrou atividade fungicida significativa contra o fitopatógeno Lasiodiplodia theobromae, sugerindo sua aplicação promissora como agente de biocontrole. O isolado B. kavangense, demonstrou capacidade de crescer e produzir BS em meio mineral, utilizando óleo de girassol e nitrato de amônio como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente. Após 72 horas de cultivo, foi alcançada a produção máxima de BS bruto (5,4 g/L). Técnicas de TLC, FAME, FTIR e MALDI-TOF foram utilizadas para a elucidação estrutural do composto, que foi identificado como uma mistura de glicolipídios contendo o açúcar trealose ligado a cadeias de ácidos graxos com 9 a 18 unidades de carbono. O trealolipideo (TL) apresentou atividade tensoativa de 31,8 mN/m, concentração micelar crítica de 61,2 mg/L, tensão interfacial de 22,1 mN/m e índice de emulsificação de 55,0%. Também foi observada estabilidade sob uma ampla faixa de temperatura (-20 a 121°C), pH (2 a 12), NaCl (5 a 20%) e sacarose (1 a 5%). Os resultados deste estudo evidenciam o potencial de ambas as linhagens diazotróficas na produção de BS de interesse biotecnológico.