Cinética de degradação de fenol por fungos filamentosos

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Florêncio Filho, D. (UESB) ; Silva, L.F.N. (UESB) ; Faria, L.A. (UESB) ; Alves, M.F. (UESB) ; Carvalho, S.A. (UESB)

Resumo

O emprego de microorganismos para a redução ou eliminação de componentes tóxicos tem sido utilizado. Fungos filamentosos são analisados para a aplicação de atividade biodegradante devido à característica de resistência e adaptação a ambientes adversos. Essas transformações às quais os fungos filamentosos são capazes de realizar a partir de uma base de substrato também podem ser denominadas como biotransformação. Utilizou-se solução de esporos de 5 cepas de fungos filamentosos selecionados para o estudo da cinética de degradação de fenol, em fermentação liquida com agitação. Comprovou-se a eficiência das cepas utilizadas a partir das medidas espectrofotométricas dando destaque às cepas 1 e 4 que apresentaram resultados de maior redução de quantidade do contaminante no meio.

Palavras chaves

microorganismos; biodegradação; poluentes

Introdução

Fungos filamentosos em condições naturais são capazes de aproveitar fontes energéticas disponíveis para a produção de metabólitos primários e secundários. Em indústrias de áreas diversas, como a ambiental são utilizados como agentes biodegradantes, bioindicadores, entre outras. Os setores industriais químicos e têxteis descartam efluentes com alta carga de contaminantes, sendo esses causadores de problemas ambientais como diminuição da demanda química e biológica de oxigênio, diminuição de entrada de raios solares, além da alta toxicidade dos componentes, como metais pesados, corantes, hidrocarbonetos e fenóis podendo causar danos diretos às espécies que habitam o meio. Santos e Linardi (2004) afirmam que as cepas ativas utilizadas para o processo de degradação além de serem ativas, precisam ser resistentes a esse poluente, visto que compostos fenólicos são altamente tóxicos para muitos microorganismos. Mesmo a biodegradação ter sido pioneira com uso de bactérias, muita atenção tem sido dada à atividade de biodegradação usando fungo em ambientes contaminados (Atagana, 2004). Os fenóis, um dos principais poluentes do setor petroquímico, apresentam efeitos nocivos diretos ao homem, sendo um dos principais alvos focos de estudo por conta da sua alta toxicidade, mesmo em baixa concentração (1 mg/mL) no meio. O composto age como carcinogênico e mutagênico. De acordo com Pinheiro et al.(2010), a concentração máxima permitida por legislação para lançamento em afluentes é de 0,5 mg/L de fenol. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética de degradação de fenol utilizando fungos filamentosos como agente biodegradante.

Material e métodos

Foram utilizadas 5 cepas de fungos filamentosos da coleção de 51 fungos do Laboratório de Produtos Naturais e Biotecnologia – LPNBio- da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia para degradação de fenol sob cultivo em imersão. Criou-se um sistema de analise de biodegradação do fenol in vitro. As cepas pré-selecionadas foram repicadas e submetidas a crescimento por sete dias em meio PDA sólido em tubos para que, após a cepa desenvolvida, houvesse preparo da solução de esporos (aproximadamente 1•10^8 esporos mL-1). Preparou-se uma solução de fenol cristal na concentração de 400 mg/L, sendo esta utilizada como sistema modelo de contaminante (SMC) empregado como meio de crescimento do microorganismo em solução. Todas as soluções foram preparadas em água deionizada (água “Milli-Q”) para a garantia de que o único componente presente em meio fosse o fenol como única fonte de nutrientes para os fungos estudados. Frascos tipo erlenmeyer foram preenchidos com 50 mL da solução do SMC, previamente esterilizada, e foram adicionados 5 mL da solução de esporo de cada cepa. As amostras foram analisadas em triplicata e submetidas à agitação em mesa agitadora rotacional, sem controle de temperatura, a 1500 RPM, durante 20 dias. Alíquoltas do meio de fermentação foram tomadas para analise de cinética de degradação a cada 05 dias. Para a identificação da presença de fenol utilizou-se como teste qualitativo a metodologia de determinação de compostos fenólicos totais, descrita por WETTASINGHE e SHAHIDI (1999), utilizando o reagente de Folin-Ciocauteau (RFC). Na analise foram utilizados 0,250 mL do SMC junto a 0,250 mL do RFC e 0,500 mL de solução saturada de bicarbonato de sódio (NaHCO3). O volume foi completado para 5 mL com água destilada e submetido a agitação. Após 25 minutos em repouso, as amostras foram lidas em espectrofotômetro a λ = 773 nm.

Resultado e discussão

O reagente Folin-Ciocauteau é uma mistura entre os ácidos fosfomolíbdico (H3PMo12O40) e fosfotungstico (H3PW12O40) que são reduzidos aos seus respectivos óxidos pelos compostos fenólicos presentes na amostra (CRUZ, 2008). Essa reação faz com que a solução (amostra + reagente) saia da cor amarela e transite para a cor azul, possibilitando a analise na região visível, com comprimento de onda 773 nm. Depois do processo de biodegradação e analise das amostras, os sinais espectrofotométricos obtidos foram convertidos a um gráfico (Figura 01), expressando o perfil de comportamento das cepas frente ao sistema modelo de poluente. Os valores de sinais são diretamente proporcionais à concentração do fenol no meio. Zanin et al (2014) estudou o comportamento do Aspergillus Flavus como agente biodegradante de fenóis em águas residuais de postos de combustíveis a uma concentração inicial de 10 ppm, obtendo-se como resultado uma concentração final de 33% de fenol inicial num período de 4 dias. O diferencial das cepas selecionadas para o presente estudo foi a resistência ao meio contaminado com concentração de 400 ppm de fenol. Logo, foi visto que as cepas 37 e 47 mostraram um comportamento similar, sugerindo-se que ambas tenham conseguido degradar a mesma quantidade de fenol no meio. Essas considerações foram observadas devido aos valores semelhantes de absorbância iniciais e finais. A cepa 5 mostra uma pequena eficiência na degradação nos primeiros 5 dias e após isso mantém-se estável. Esse comportamento afirma a resistência do micro-organismo ao poluente, mas também mostra que não é capaz de metabolizá-lo. Por fim, tem-se o s resultados das cepas 1 e 4, tendo elas os melhores resultados na biotransformação do contaminante. As cepas citadas se mostram com alta eficiência de metabolizar o contaminante, fazendo com que a sua concentração seja reduzida a 47,1% e 24,6% respectivamente. É possível observar ainda no gráfico gerado que, caso houvesse maior tempo de reação, os micro-organismos conseguiriam degradar mais contaminante por não apresentar faixa de estabilidade de atividade como as demais cepas estudadas.

Perfil de degradação do fenol por fungos filamentosos.

Conclusões

Foi observado que comportamentos semelhantes das cepas frente ao SMC, onde todas apresentaram um decréscimo nos valores de concentração de fenol. A partir disso, concluiu-se que as cepas selecionadas são eficientes na degradação do poluente, sendo o mesmo utilizado como fonte única de carbono para a sua manutenção. Vale destacar a eficiência das cepas 1 e 4, as quais conseguiram maior resposta de degradação, visto que as demais cepas após o 10º dia mantiveram as suas atividades de biotransformação estáveis.

Agradecimentos

Capes, Uesb

Referências

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