PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTE POR ASPERGILLUS NIGER (ATCC 1004) UTILIZANDO ÓLEO LUBRIFICANTE RESIDUAL COMO FONTE DE CARBONO

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Santos, T.C. (UESB) ; Serafim, E.J. (UESB) ; Valasques Jr, G.L. (UESB) ; Santana, R.A. (UESB) ; Braga Nascimento Jr, B. (UESB) ; Ribeiro, D.S. (UESB) ; Félix, A.C.S. (UESB) ; Silva, S.S. (UESB) ; Ferreira, A.N. (UESB)

Resumo

Os biossurfactantes (BS) são moléculas tensoativas produzidas por microrganismos e possuem várias aplicações. Devido ao seu valor agregado no custo de produção torna-se necessário buscar alternativas que viabilizam a produção de BS através de substrato de baixo valor econômico. O objetivo desse trabalho foi produzir biossurfactante utilizando Aspergillus niger (ATCC 1004) no processo de fermentação empregando o óleo lubrificante residual (OLR) e Mandacaru (Cereus jamacaru DC) como substratos de baixo custo. O melhor resultado observado foi em 10g do farelo de mandacaru, 1% do OLR e 5% do extrato de levedura. Sendo adotado o planejamento Doehlert e a metodologia da superfície de resposta (RSM). As condições ótimas obtidas foram de 35ºC em 5 dias com atividade emulsificante de 11,8 UEg-1.

Palavras chaves

biossurfactante; Aspergillus niger; fermentação estado sólido

Introdução

A atenção dada aos biossurfactantes (BS) produzido a partir de microrganismo se deve à suas importantes contribuições como biodegradabilidade, alta atividade superficial e baixa toxicidade. Podendo substituir os surfactantes químicos caracterizados pela sua alta toxidade e baixa degradabilidade (CHEN et al., 2015). Em razão disso, os BS são amplamente utilizado nas indústrias de alimentos, cosméticos e na agricultura (BHARDWAJ et al., 2013). Apesar das vantagens comparativas do biossurfactante em relação aos surfactantes sintéticos, produzir BS em larga escala ainda é um fator limitante, isso porque sintetizar o bioproduto em escala industrial gera um custo bastante elevado resultante de baixos rendimentos nos processos de produção e elevados custos de recuperação e purificação (SHAFIEI et al., 2014). Além disso, seu preço varia entre 20-30% mais caro que os surfactantes (HAZRA et al., 2011). Para reverter esse quadro pesquisadores vêm realizando estudos nesse ramo em busca de alternativas a fim de aumentar a produção de BS assim como, reduzir os custos da produção. Uma das alternativas reside na escolha de substratos de baixo custo (resíduos ricos em hidrocarbonetos, fonte de nitrogênio, etc). Isto é importante porque em geral o processo tem uma economia representativa de 50% do custo final do produto (LUNA et al., 2014). Em função da alta disponibilidade da planta Cereus jamacaru DC, o objetivo deste trabalho foi investigar o potencial do ”mandacaru” como matriz na fermentação em estado sólido na produção de BS através do fungo Aspergillus niger e óleo lubrificante residual. E dessa maneira, poder contribuir para realização de estudos posteriores, além de valorizar a espécie nativa da região semi-árida brasileira e reaproveitar o resíduo oleoso.

Material e métodos

Fermentação e determinação da atividade emulsificante: O inóculo foi preparado em Erlenmeyers de 250 mL contendo 30 mL de meio com Potato Dextrose Agar (PDA) e fonte de carbono (OLR). Os frascos foram incubados em estufas bacteriológicas por 5 dias 30º C. A fermentação foi suplementada por 10 g de resíduo de mandacaru, 5% de extrato de levedura e 1% de (OLR), em erlenmeyers de 250 mL, durante 5 dias mantidos a 35 °C (CASTIGLIONI et al., 2014). A extração do biossurfactante foi realizada com água destilada a 90°C na proporção de 1g de soluto para 5 mL de água destilada. A atividade emulsificante (AE) óleo em água foi determinada com 3,5 mL de extrato e 2 mL (OLR), agitados-se no vórtex a 700 rpm por 1 min. A absorbância foi lida a 610 nm em espectrofotômetro após 60 minutos (JOHNSON et al., 1992). A leitura foi realizada diminuindo-se a absorbância do branco (Equação), obtida a partir da leitura da amostra, dessa forma, obteve-se a atividade emulsificante O/A. Já os ensaios com microplacas foram recolhidos 100 μL do sobrenadante livre de células e transferida para uma placa de 96 micropoços sobrepostas a um papel milimetrado. Cuja distorção ótica observada do poço forneceu uma abordagem qualitativa para a presença de surfactante (CHEN et al., 2007). AEO/A = (Eamostra-Ebranco). D (Equação) Onde: AE = atividade emulsificante (UE); O/A = óleo em água; D = diluição da amostra em água

Resultado e discussão

Para este estudo foi realizado um teste quantitativo para determinar a atividade emulsificante e outro qualitativo que indica a presença do biossurfactante. Conforme a tabela 1 e figura 1 podemos observar que a região ótima nas condições ótimas está entre 35ºC e 120h, com atividade emulsificante de 11,8 UE g-1 O/A. Este resultado está de acordo com os encontrado por (RODRIGUES et al., 2010) que realizaram a produção de biossurfactantes em fermentação em estado sólido por Aspergillus fumigatus obtendo o valor máximo de atividade emulsificante O/A em torno de 6,1 UE g-1. Da mesma forma (CASTIGLIONI et al., 2014) quando o óleo diesel foi usado a atividade emulsificante máxima foi de 8,10 UE g-1. Ao utilizar o óleo de soja como fonte de carbono adi¬cional a partir do mesmo microrganismo a atividade emulsificante observada foi em torno de 7,67 UE g-1 (DECESARO et al., 2013). O teste qualitativo da distorção ótica Figura 2, pode indicar a presença de biossurfactante no meio, onde a água num poço hidrofóbico tem uma superfície plana, mas quando o tensioactivo está presente, parece côncavo (FEMI-OLA et al., 2015). A presença de surfactante no meio aquoso altera a molhabilidade das superfícies ocasionando uma distorção da imagem quadriculada. Este ensaio é sensível, rápido e de fácil execução, podendo ser realizado sem a utilização de equipamentos especializados ou produtos químicos (SPERB et al., 2015).

Fig. 1 Superfície de resposta da atividade emulsificante


Da esquerda para a direita. (A) Amostra com indicativo da presença de biossurfactante; (B) água destilada; (C) amostra sem a presença do bioproduto.

Conclusões

Este estudo demonstrou que é possível produzir biossurfactante com fermentação em estado sólido proveniente do resíduo de óleo de motor automotivo e farelo da planta mandacaru pelo fungo filamentoso Aspergillus Níger (ATCC 1004). A temperatura e o tempo ótimo realizado foram de 35ºC e 120h, respectivamente, sendo a atividade emulsificante 11,8 UE. Esta é uma estratégia que consiste na produção de biocomposto de baixo custo a partir de substratos alternativos.

Agradecimentos

Aos colaboradores do laboratório de Farmacotécnica da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB) e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (C

Referências

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