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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31057
Tipo: | Dissertação |
Título: | Produção, recuperação e caracterização de biossurfactantes obtidos por linhagens de Bacillus subtilis UFPEDA 16 e Bacillus safensis 28 |
Autor(es): | Candido, Mateus Bezerra |
Primeiro Orientador: | Almeida, Andréa Farias de |
Resumo: | Os biossurfactantes são moléculas anfifílicas com ampla capacidade de redução de tensão superficial e propriedades únicas, por serem sintetizados extracelularmente por microrganismos como Bacillus subtilis UFPEDA16 e Bacillus safensis 28, bactérias Gram-positivas e não tóxicas. O uso de substratos de baixo custo que possuem elevada concentração de açúcares pode reduzir os custos de produção de biossurfactantes. O presente estudo avaliou a capacidade de produção de biossurfactantes por Bacillus subtilis UFPEDA 16 e Bacillus safensis 28, utilizando como substrato o extrato aquoso da algaroba, e promoveu recuperação e caracterização do biossurfactante produzido. A produção de biossurfactante foi realizada em meio com 1% (v/v) de extrato aquoso da algaroba como substrato para B. subtilis UFPEDA 16, enquanto para B. safensis 28 foi analisado o meio contendo 1% (v/v) de extrato aquoso de algaroba sem e com suplementação de extrato de levedura a 1% (p/v), cultivados em frascos Erlenmeyers agitados em incubadora rotativa orbital a 200 rpm, 37°C e razão de aeração de 0,4. Amostras foram retiradas em tempos regulares para acompanhamento do crescimento microbiano, consumo de substrato e produção de biossurfactante por 120 h de cultivo. Posteriormente, foi realizado processo de recuperação do produto por precipitação ácida (HCl a 6N) e extração por solventes orgânicos (Diclorometano-Clorofórmio-Metanol). O biossurfactante recuperado foi analisado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) a fim de realizar sua caracterização. No cultivo utilizando a linhagem B. subtilis UFPEDA 16 obteve-se concentração celular na fase exponencial ([X]) de 2,91 g/L, produtividade em células (Px) de 8,958 mg/L.h, velocidade específica máxima de crescimento (μmáx.) de 0,0107 h-1, concentração de biossurfactante produzido 76,67 mg/L com uma capacidade de emulsificação de 80,65% em óleos de cadeia longa. Na produção B. safensis 28 obteve-se resultados mais favoráveis com o meio suplementado no qual a concentração celular máxima na fase exponencial (Xmáx.) foi de 4,58 g/L, a produtividade em células (Px) foi de 30,4 mg/L.h e velocidade específica máxima de crescimento (μmáx.) é de 0,0469 h-1. Em relação ao biossurfactante produzido obteve-se uma concentração de 130,03 mg/L com produtividade em produto (Pp) de 1,08 mg/L.h. Porém, o biossurfactante teve baixa capacidade de emulsificação 55%, já em relação a caracterização foi possível determinar que o biossurfactante produzido por B. safensis 28 em meio suplementado é de fato uma surfactina. Concluindo que as linhagens B. subtilis UFPEDA16 e B. safensis 28 foram capazes de produzir biossurfactante do tipo lipopeptídeo a partir do extrato aquoso da algaroba, como substrato alternativo, nas condições propostas. |
Abstract: | Biosurfactants are amphiphilic molecules with an extensive capacity to reduce surface tension and unique properties, as they are synthesized extracellularly by microorganisms such as Bacillus subtilis UFPEDA16 and Bacillus safensis 28, Gram-positive and non-toxic bacteria. The use of low-cost substrates that have a high concentration of sugars can reduce biosurfactant production costs. The present study evaluated the production capacity of biosurfactants by Bacillus subtilis UFPEDA 16 and Bacillus safensis 28, using the aqueous extract of mesquite as a substrate, and promoted recovery and characterization of the biosurfactant produced. Biosurfactant production was carried out in a medium with 1% (v/v) mesquite aqueous extract as a substrate for B. subtilis UFPEDA 16, while for B. safensis 28 the medium containing 1% (v/v) extract aqueous mesquite, without and with supplementation of 1% (w/v) yeast extract were analyzed, cultivated in Erlenmeyer flasks shaken in an orbital rotating incubator at 200 rpm, 37°C and aeration ratio of 0.4. Samples were taken at regular times to monitor microbial growth, substrate consumption and biosurfactant production for 120 h of process. Subsequently, a product recovery process was carried out by acid precipitation (HCl at 6N) and extraction by organic solvents (Dichloromethane-Chloroform-Methanol). The recovered biosurfactant was analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to characterize it. In cultivation using the B. subtilis UFPEDA 16 strain, a cell concentration in the exponential phase ([X]) of 2.91 g/L was obtained, cell productivity (Px) of 8.958 mg/L.h, maximum specific growth rate (μmax) of 0.0107 h-1, biosurfactant concentration produced 76.67 mg/L with an emulsification capacity of 80.65% in long chain oils. In the production of B. safensis 28, more favorable results were obtained with the supplemented medium in which the maximum cell concentration in the exponential phase (Xmax) was 4.58 g/L, the productivity in cells (Px) was 30.4 mg/ L.h and maximum specific growth rate (μmax) is 0.0469 h-1. In relation to the biosurfactant produced, a concentration of 130.03 mg/L was obtained with a product productivity (Pp) of 1.08 mg/L.h. However, the biosurfactant had a low emulsification capacity of 55%. Regarding characterization, it was possible to determine that the biosurfactant produced by B. safensis 28 in supplemented medium is in fact a surfactin. Concluding that the strains B. subtilis UFPEDA16 and B. safensis 28 were capable of producing lipopeptide-type biosurfactant from the aqueous extract of mesquite, as an alternative substrate, under the proposed conditions. |
Palavras-chave: | Engenharia química Surfactina Algaroba - Extrato Aquoso Parâmetros cinéticos Substratos - Baixo Custo Surfactin Aqueous Extract of Mesquite Kinetics Parameters Low-cost Substrate |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31057 |
Data do documento: | 29-Set-2023 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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