Produção de biossurfactante por cândida sphaerica UCP 0995 para aplicação na remoção de poluentes ambientais gerados pela indústria de petróleo.
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Universidade Católica de Pernambuco
The biosurfactants are compounds of microbial origin and present numerous advantages
over synthetic surfactants, such as structural diversity, low toxicity, biodegradability, ability to
act in extreme environments, and to be produced from renewable sources. Therefore, the
present study aims to maximize the production of a surfactant agent from Candida sphaerica
UCP 0995 using industrial waste as low cost substrates in a 4 L bioreactor from a central
point factorial design 23. The effects and interactions of the agitation speed (150, 175, 200,
250 and 275rpm), aeration (0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0vm) and culture time (96, 108, 120, 132
and 144h) on surface tension and yield were evaluated. The results showed that the best
obtained condition was, in medium containing shaking of 175 rpm, aeration of 1.5 vvm and
culture time of 132 hours, with a reduction of the surface tension of 25.00 mN / m and a yield
in biosurfactant of 8.50 g / L and a Critical Micellar Concentration of 0.2 g / L. The
tensioactive and emulsifying capacity of the biosurfactant was investigated under extreme
conditions of temperature, salinity and pH, indicating their stability. The investigation of the
chemical composition by infrared spectroscopy, magnetic resonance and gas
chromatography revealed that the biosurfactant studied is a glycolipid. MTT Cytotoxicity tests
were performed by the MTT method against the cell line L929 (mouse fibroblast), where it
was observed that it did not present cytotoxicity in the biosurfactant concentrations tested.the
biosurfactant was subjected to different methodologies to be formulated as a commercial
additive. The biomolecule was stable for 120 days at room temperature 28°C after addition of
potassium sorbate as a preservative. Bioremediation tests were performed to analyze the
efficacy of the isolated biosurfactant and its microbial producer producing oil in soil and
contaminated sea water. The crude or isolated biosurfactant showed efficiency in the
removal of 67% - 70% of the motor oil in contaminated soil under static conditions. Already
for the kinetic tests removal of 90% of the motor oil contained in soil was removed in the
period of 90 days. While the tests performed on sea water were obtained 85% oil removal.
According to the results obtained, the biosurfactant of C. spaherica UCP 0995 presents
promising properties as remediation agents of hydrophobic compounds in waters and soils.
Os biossurfactantes são compostos de origem microbiana e apresentam inúmeras
vantagens frente aos surfactantes sintéticos como diversidade estrutural, baixa toxicidade,
biodegradabilidade, capacidade de ação em ambientes extremos, e de serem produzidos a
partir de fontes renováveis. Portanto, o presente estudo tem como objetivo maximizar a
produção de um agente surfactante a partir de Candida sphaerica UCP 0995 utilizando
resíduos industriais 9% de óleo vegetal de soja, 9% de milhocina como substratos de baixo
custo em um biorreator de 4 L a partir de um planejamento fatorial 23 com ponto central. Os
efeitos e interações da velocidade de agitação (150, 175, 200, 250 e 275rpm), aeração (0,
0,5, 1,0, 1,5 e 2,0vvm) e tempo de cultivo (96, 108, 120, 132 e144h) sobre a tensão
superficial e o rendimento foram avaliados. Os resultados mostraram que a melhor condição
obtida foi através da agitação de 175 rpm, aeração de 1,5 vvm e tempo de cultivo de 132
horas, com uma redução da tensão superficial de 25,00 mN/m e com um rendimento em
biossurfactante de 8,50 g/L e uma Concentração Micelar Crítica de 0,2 g/L. A capacidade
tensoativa e emulsificante do biossurfactante foi investigada sob condições extremas de
temperatura, salinidade e pH, demonstrando sua estabilidade. A investigação da
composição química por espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética e
cromatografia gasosa revelou que o biossurfactante estudado é um glicolipídio. Foram
realizados testes de citotoxicidade através do método de MTT frente a linhagem celular
L929 (fibroblasto de camundongos), onde observou-se que não apresentou citotoxicidade
nas concentrações de biossurfactante testada. Em seguida, o biossurfactante foi submetido
a diferentes metodologias para ser formulado como aditivo comercial. A biomolécula
manteve-se estável ao longo de 120 dias à temperatura ambiente de 28°C após adição de
sorbato de potássio como conservante. Testes de biorremediação foram realizados para
analisar a eficácia do biossurfactante isolado e sua espécie microbiana produtora na
remoção de óleo em solo e água do mar contaminada. O biossurfactante bruto ou isolado
apresentou eficiência na remoção de 67% - 70% do óleo de motor em solo contaminado em
condições estáticas. Já para os ensaios cinéticos 90% do óleo motor contido em solo foi
removido no período de 90 dias. Enquanto que os testes realizados em água do mar foram
obtidos 85% de remoção do óleo. Os resultados obtidos demonstraram que o
biossurfactante de C. sphaerica UCP 0995 apresenta propriedades promissoras como
agentes de remediação de compostos hidrofóbicos em águas e solos.
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Palavras-chave
Citação
SANTOS, Emília Mendes da Silva. Produção de biossurfactante por cândida sphaerica UCP 0995 para aplicação na remoção de poluentes ambientais gerados pela indústria de petróleo.. 2019. 106 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Católica de Pernambuco. Pró-Reitoria Acadêmica. Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais, 2019.