Caracterização morfológica e molecular de uma nova linhagem de Serratia marcescens e potencial biotecnológico na produção de biossurfactante, prodigiosina e na utilização do dibenzotiofeno (DBT) - Araújo, Helvia Walewska Casullo de (2010)
Estudos foram realizados com uma bactéria pigmentada isolada de solo do semi-árido do Nordeste brasileiro, identificada como Serratia marcescens através de ensaios morfológicos, bioquímicos e moleculares utilizando a sequência do gene 16S usando a reação em cadeia da polimerase apresentando 99% de similaridade. Em seguida, o potencial biotecnológico da linhagem S. marcescens UCP1549 foi avaliado para produção de biossurfactante, de prodigiosina e no processo de biodessulfurização utilizando o dibenzotiofeno-DBT. A investigação da produção do biossurfactante foi realizada em três etapas: a primeira em condição estática, a segunda comparando as condições fermentação submersa e estática, e a última por fermentação submersa, utilizando para todos os experimentos um planejamento fatorial de 23 , tendo como variáveis óleo de milho, lactose e manipueira e ou milhocina, como substratos agroindustriais. A fermentação inicial realizada com manipueira, óleo de milho e lactose, sem aeração à temperatura de 28oC por 72h apresentou uma redução da tensão superficial da água de 70 para 30mN.m-1 , com uma atividade de emulsificação de 4,012 UAE utilizando n-hexadecano. Os estudos da produção de biossurfactante foram continuados substituindo a manipueira por milhocina observando-se assim, uma redução da tensão superficial de 25,88 e 27,80 mN.m-1 , respectivamente, para a fermentação submersa e condição estática. Contudo, novos estudos foram realizados na busca de um meio eficiente e de baixo custo, associando assim, a possibilidade de remoção do impacto ambiental causado pela manipueira aos recursos hídricos. A fermentação foi realizada com o mesmo planejamento fatorial de 23 utilizando manipueira, lactose e óleo de milho em condição aeróbica, temperatura de 28oC por 72 h. O biopolímero produzido na melhor condição apresentou uma tensão superficial de 25,92 mN.m-1 , com uma CMC de 1,5%, atividade de emulsificação de 4,9 UAE e rendimento de 3,8g.L-1 . O biossurfactante produzido apresentou uma estrutura química polimérica (43% de lipídeos, 32% proteínas e 11% carboidratos), demonstrando ser um novo biopolímero. A tensão superficial não foi alterada sob condições extremas de pH, temperatura e salinidade, apresentando também indução da germinação e aumento da raiz para sementes de repolho (Brassica oleracea). O novo biopolímero foi capaz de remover 94% de poluente hidrofóbico adsorvido na areia. Investigações foram realizadas com S. marcescens UCP 1549 propondo uma novo meio de produção de prodigiosina contendo manipueira (6%) e manitol (2%) à 28oC, pH 7, demonstrando elevada produção na fase estacionária de crescimento, correspondendo a 49,50 g.L-1 , com 48h de cultivo. Os resultados obtidos sugeriram que o novo meio de produção é mais econômico, considerando o aproveitamento de resíduos agroindustriais, como co-substratos, possibilitando grande potencial biotecnológico e industrial. Os estudos finais foram realizados com a cinética de utilização do DBT nas concentrações de 0,5, 1,0 e 2,0mM por S. marcescens UCP 1549, no meio de Luria Bertani. Os resultados obtidos indicaram que a bactéria realiza o processo de biodessulfurização do DBT com 144h, seguido da formação de bifenil, provavelmente utilizando a via 4S, possibilitando assim, a minimização de danos ambientais causados pela liberação do enxofre ao meio ambiente no processo de combustão do óleo diesel. Palavras-chave: Serratia marcescens; Biossurfactante; Manipueira; Milhocina; Prodigiosina; Biodessulfurização