PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTE POR Bacillus subtilis UTILIZANDO POLISSACARÍDEOS NATURAIS E GLICEROL COMO FONTES DE CARBONO ALTERNATIVAS
Autor(es):
Silva, Ana Luiza Beserra Da
Palavras Chaves:
Biossurfactante; Biotransformações; Goma do Cajueiro; Goma Arábica; Glicerol; Cultura Submersa; Bioprocessos
Ano de Publicação:
2022
Resumo:
Tensoativos produzidos biologicamente, também chamados de biossurfactantes, possuem propriedades atrativas para a substituição de surfactantes químicos. Podem ser produzidos a partir de recursos renováveis, são biodegradáveis, possuem baixa toxicidade e apresentam atividade sob ampla gama de condições ambientais adversas. No entanto, os biossurfactantes ainda não são considerados economicamente competitivos, devido ao alto custo de produção convencional, associado à utilização de substratos caros e baixa índice de recuperação do produto. Neste trabalho, propôs-se estudar o uso de polissacarídeos naturais e o glicerol, ricos em nutrientes, como substratos alternativos e de baixo custo para obtenção de biossurfactante excretado por bactéria da espécie Bacillus subtilis, isolada do resíduo da refinaria Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste – LUBNOR. Para isso foi realizado um estudo variando as fontes de Carbono (C) e fontes de Nitrogênio (N) do meio de cultivo seguido da avaliação do pH dos meios, a quantificação de biomassa produzida e densidade óptica, produção de biossurfactante (peso seco), redução da tensão superficial, índice de emulsão e consumo de substrato de forma a selecionar os meios de cultivo que mostraram melhor eficiência na produção do biossurfactante. Os resultados mostraram que todos os meios de cultivo produziram o biossurfactante, com quantidades que variaram de quase 0,11 ± 0,12 g/L a 1,00 ± 0,20 g/L, dependendo do meio utilizado. Para os meios contendo Glicerol, Goma Arábica (GA) e Glicose, a redução da tensão superficial indicou a produção de compostos ativos de superfície produzidos pela bactéria LUB P1. Os melhores resultados para o índice de emulsificação em 24 horas (IE24) foram obtidos com o óleo de soja (88,71%) para o meio contendo o Glicerol em 72 horas de fermentação, seguido do querosene (67,63%) para o meio contendo a Glicose em 24 horas de fermentação. As caracterizações do biossurfactante por FT-IR indicou a presença de compostos lipopeptídeos para as três fontes alternativas e o biossurfactante bruto obtido pela bactéria LUB P1 apresentou um valor de CMC de 0,15 g/L, o que o destaca frente aos surfactantes químicos convencionais que, no caso do dodecil sulfato de sódio (SDS), apresentam valores maiores, havendo a necessidade de mais uso de surfactante. Os substratos testados neste estudo mostraram-se promissores para a produção de biossurfactante, onde se destaca o Glicerol, uma vez que apresenta um rendimento superior ou comparável ao do processo convencional com propriedades de redução da tensão superficial e emulsões melhores do que os dos surfactantes convencionais.
Abstract:
Biologically produced surfactants, also called biosurfactants, have attractive properties for replacing chemical surfactants. They can be produced from renewable resources, are biodegradable, have low toxicity and are active under a wide range of adverse environmental conditions. However, biosurfactants are still not considered economically competitive, due to the high cost of conventional production, associated with the use of expensive substrates and low product recovery rate. In this work, it was proposed to study the use of natural polysaccharides and glycerol, rich in nutrients, as alternative and low-cost substrates for obtaining biosurfactant excreted by bacteria of the species Bacillus subtilis, isolated from the residues of the Lubrificantes e Derivados de Petroleum refinery. Northeast – LUBNOR. For this, a study was carried out varying the sources of Carbon (C) and sources of Nitrogen (N) of the culture medium followed by the evaluation of the pH of the medium, the quantification of produced biomass and optical density, production of biosurfactant (dry weight), reduction of surface tension, emulsion index and substrate consumption in order to select the culture media that showed the best efficiency in the production of the biosurfactant. The results showed that all culture media produced the biosurfactant, with amounts ranging from almost 0.11 ± 0.12 g/L to 1.00 ± 0.20 g/L, depending on the medium used. For the media containing Glycerol, Gum Arabic (GA) and Glucose, the reduction of surface tension indicated the production of surface active compounds produced by the bacterium LUB P1. The best results for the 24-hour emulsification index (IE24) were obtained with soybean oil (88.71%) for the medium containing Glycerol in 72 hours of fermentation, followed by kerosene (67.63%) for the medium containing glucose in 24 hours of fermentation. The characterizations of the biosurfactant by FT-IR indicated the presence of lipopeptide compounds for the three alternative sources and the crude biosurfactant obtained by the bacterium LUB P1 showed a CMC value of 0.15 g/L, which makes it stand out against conventional chemical surfactants. which, in the case of sodium dodecyl sulfate (SDS), present higher values, requiring more use of surfactant. The substrates tested in this study showed to be promising for the production of biosurfactant, where Glycerol stands out, since it presents a superior or comparable yield to the conventional process with surface tension reduction properties and better emulsions than those of conventional surfactants.
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
Silva, Ana Luiza Beserra Da. PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTE POR Bacillus subtilis UTILIZANDO POLISSACARÍDEOS NATURAIS E GLICEROL COMO FONTES DE CARBONO ALTERNATIVAS. 2022. 93 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2022) - Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, 2022. Disponível em: Acesso em: 31 de outubro de 2026
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