Produção de biossurfactantes por fungos endofíticos utilizando óleo de fritura como substrato

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Silva, M.E.T. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS) ; Duvoisin Junior, S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS) ; Albuquerque, P.M. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS)

Resumo

A fim de induzir a produção de biossurfactantes, diversas fontes de carbono vêm sendo testadas, sendo os resíduos os mais interessantes do ponto de vista econômico. No presente trabalho foi avaliada a produção de biossurfactantes por dois fungos endofíticos isolados de Piper hispidum utilizando óleo de fritura. Os fungos foram cultivados em meio líquido contendo 0,5 g/L de óleo de fritura em shaker por 12 dias. Ao longo do cultivo foram retiradas alíquotas para medidas da tensão superficial e do índice de emulsificação na presença de querosene. Após 12 dias, o fungo PH I 19F reduziu a tensão superficial de 67,5 para 35,9 mN/m. Após 8 dias o fungo PH I 12 F reduziu de 67,5 à 32,9 mN/m. Os índices de emulsificação foram de 30% para o fungo PH I 9F e de 28% para o fungo PH I 12F.

Palavras chaves

moléculas tensoativas; endófitos; resíduos

Introdução

Os surfactantes são moléculas anfifílicas, constituídas de duas frações distintas – apolar e polar. Possuem a capacidade de interagir com líquidos de diferentes características, como misturas de óleo e água. Também podem se posicionar na superfície do fluido formando uma película, resultando na redução da tensão superficial na interface liquido/ar (ZANA, 2005). Essas características conferem aos surfactantes diversas possibilidades de aplicação para uso doméstico ou industrial, tais como: detergência, emulsificação, lubrificação, capacidade espumante, molhabilidade, solubilização e dispersão de fases (URUM; PEKDEMIR, 2004; MULLIGAN, 2005). Os biossurfactantes são surfactantes de origem microbiana e podem ser produzidos a partir da biotransformação de hidrocarbonetos do petróleo, bem como de matérias primas renováveis, como óleos vegetais (DESAI; BANAT, 1997; MULLIGAN, 2005). Recentemente, se tem dado especial atenção aos resíduos industriais, como glicerol, óleos utilizados em frituras, resíduos de monoculturas e de processamento vegetal, entre outros (ARAÚJO et al., 2013; GAUTAM et al., 2014; SILVA et al., 2014b; LUNA et al., 2015; SANCHES, 2016). Os fungos encontrados no interior de espécies vegetais, denominados fungos endofíticos, apresentam um enorme potencial na produção de novas substâncias (CHAPLA et al., 2003; ZANARDI et al., 2012; SPECIAN et al., 2014), sendo alvo de inúmeros estudos nas últimas décadas. Portanto, a proposta deste trabalho é estudar a produção de biossurfactante fúngico utilizando resíduo de fritura como fonte de carbono, avaliando o potencial de endófítos isolados da espécie amazônica Piper hispidum.

Material e métodos

Para a obtenção dos inóculos preparou-se um meio contendo ágar Sabouraud e óleo de soja (0,5 g/L). Após o crescimento dos fungos em meio sólido, preparou-se uma suspensão de 1x108 esporos/mL (COSTA et al., 2012). Para a produção de biossurfactantes, realizou-se um cultivo em meio líquido, conforme descrito por Jacobucci (2000), composto por MgSO4 (0,5 g/L), Na2HPO4 (3,0 g/L), KH2PO4 (1,0 g/L) e extrato de levedura (1,3 g/L), acrescido de 0,5 g/L do resíduo de fritura. O meio de cultura sem inóculo fúngico foi utilizado como controle. A fonte de carbono foi adicionada ao meio após autoclavagem. Após a homogeneização inoculou-se 1,0 mL da suspensão de esporos ao meio líquido. O cultivo foi realizado em shaker durante 12 dias a 28oC e 170 rpm, em triplicata. Alíquotas foram retiradas ao longo do cultivo para a avaliação das características físico-químicas (índice de emulsificação e tensão superficial) que indicam a produção de biossurfactantes. Para determinar o índice de emulsificação (E24), uma mistura de 6 mL de querosene e 4 mL de meio de cultivo foram misturados em vórtex por 2 min. A atividade emulsificante é investigada após 24 h e o E24 é calculado dividindo-se a medida da altura da camada de emulsão pela altura total da mistura, multiplicando-se por 100. Quanto maior o E24, maior a atividade emulsificante do surfactante avaliado (PORNSUNTHORNTAWEE et al., 2008). O índice de emulsificação do SDS (dodecilsulfato de sódio) a 1% também foi determinado para fins de comparação. As medidas de tensão superficial (TS) foram realizadas seguindo o método de anel de Du Nouy (1925), utilizando 30 mL do sobrenadante livre de células para cada fungo. Cada amostra foi analisada no tensiômetro (Krűss-K20) com a finalidade de calcular a redução da TS ao longo do cultivo.

Resultado e discussão

Os fungos endofíticos foram capazes de produzir biossurfactantes utilizando óleo de fritura como fonte de carbono, uma vez que foram capazes de reduzir a tensão superficial do meio de cultivo e promover emulsão na presença de querosene. Os resultados de tensão superficial e índice de emulsificação ao longo do tempo de cultivo estão apresentados na Tabela 1. Para o fungo PH I 19F cultivado na presença do resíduo a tensão superficial do meio diminuiu de 67,5 à 35,9 mN/m (46,8% de redução), durante um período de 12 dias. O índice de emulsificação observado foi de 30%. Para o fungo PH I 12F, a tensão superficial do meio diminuiu de 67,5 à 32,9 mN/m (51,3% de redução), após 8 dias. O índice de emulsificação observado foi de 28%. O valor do E24 obtido para o SDS (surfactante sintético) a 1% foi de 72%. As moléculas tensoativas produzidas pelos fungos endofíticos apresentam capacidade de atuar de forma significativa sobre a diminuição da tensão superficial. Por outro lado, as moléculas produzidas não foram capazes de apresentar formação de emulsões estáveis. Segundo alguns autores, os biossurfactantes que apresentam baixa massa molecular são os que atuam na diminuição da tensão superficial de forma mais eficiente, enquanto os de alta massa molecular se caracterizam por formar emulsões de sistemas óleo/água mais estáveis, atuando como bioemulsificantes (RON; ROSENBERG, 2002; BACH; BERDICHEVSKY; GUTNICK, 2003; HAMME, SINGH e WARD, 2006). Segundo Haba et al. (2000), os microrganismos ditos bons produtores de biossurfactantes são capazes de reduzir a tensão superficial a 40 mN/m ou menos, resultados esses encontrados nos experimentos até o momento, indicando o potencial desses fungos endofíticos como produtores de moléculas tensoativas.

Índice de emulsificação (E24) e Tensão Superficial (TS) dos meios de cultivo dos fungos endofíticos de Piper hispidum contendo resíduo de fritura.

Conclusões

O resíduo de fritura mostrou-se como uma fonte de carbono interessante para a produção de biossurfactantes e pode auxiliar na redução do custo de produção do biossurfactante. Os fungos endofíticos de Piper hispidum foram capazes de produzir biossurfactantes quando cultivados no resíduo, embora os índices de emulsificação tenham sido baixos, a redução da tensão superficial dos meios de cultivo foi significativa.

Agradecimentos

À CAPES pelo apoio financeiro (Programa Pró-Amazônia, Projeto N. 052) e ao Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia - Rede Bionorte da UEA.

Referências

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