Orientadores: Valéria Maia Merzel, Itamar Soares de Melo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingos_DanielaFerreira_D.pdf: 4459680 bytes, checksum: c21b44008997f453425f3732e5729029 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O manguezal é um ambiente rico em diversidade microbiana, entretanto existem poucos estudos sobre esse tema no Brasil, tornando imperativo o conhecimento e a exploração de novos micro-organismos e seus metabólitos neste ecossistema. A prospecção da diversidade microbiana em ambientes pouco explorados, como os manguezais, potencializa as chances de sucesso na busca por novas moléculas bioativas, contribuindo para o desenvolvimento econômico e ambiental mais sustentável. Entretanto, sabemos que embora as técnicas de cultivo tenham sido aprimoradas e tenham permitido a recuperação in vitro de um número crescente de micro-organismos ainda não cultivados, nosso conhecimento sobre sua ecologia permanece insuficiente para cultivar a maioria deles. Neste contexto, as bibliotecas metagenômicas surgem como uma ferramenta poderosa para acessar de maneira mais abrangente a diversidade microbiana total em um dado ambiente, permitindo a análise e exploração de genes funcionais de membros da microbiota, principalmente de micro-organismos não-cultivados, e a descoberta de novos compostos bioativos. O objetivo geral desse trabalho foi a prospecção de biossurfactantes a partir de microbiota de manguezal utilizando uma abordagem polifásica. Para a abordagem independente-de-cultivo, foi construída uma biblioteca metagenômica de alto peso molecular a partir de sedimento de manguezal contaminado com petróleo. Os clones obtidos foram submetidos à triagem funcional e molecular para compostos com atividade biossurfactante. Três clones potencialmente produtores foram selecionados e submetidos ao sequenciamento fosmidial para a caracterização gênica dos insertos. Embora os clones apresentassem uma redução na tensão superficial, não foram identificados genes que pudessem estar envolvidos na síntese de algum biossurfactante. Os resultados obtidos revelaram que o uso da metagenômica funcional para a exploração metabólica de uma comunidade microbiana pode oferecer grandes limitações quando se trata de prospecção de biossurfactantes, cujos operons são muitas vezes maiores que 30-40 kb e podem conter elementos de regulação esparsos no genoma da bactéria selvagem. Na abordagem dependente-de-cultivo, foram selecionadas duas linhagens produtoras de biossurfactantes, Bacillus safensis CCMA-560 e Gordonia sp. CCMA-559, isoladas e testadas em estudo prévio. Através de planejamento experimental do tipo Plackett-Burman e Delineamento Composto Central Rotacional foi otimizada a produção do biossurfactante por essas linhagens. A pumolicidina produzida pelo B. safensis CCMA-560 foi caracterizada quimicamente, bem como a via metabólica responsável por sua produção. Este foi o primeiro trabalho a reportar a análise fisiológica, genética e química da produção de biossurfactante por representantes da espécie B. safensis / Abstract: Mangrove is an environment rich in microbial diversity, but little has been reported about it in Brazil, making the knowledge and exploitation of new microorganisms in mangroves an imperative issue. The prospection of microbial diversity in underexplored environments, such as mangroves, increses possibility of success in looking for new bioactive molecules, contributing to a more sustentable economy and environment. Although the cultivation techniques have been improved, allowing an increased number of yet uncultivated microorganisms to be able recuperated in vitro, our knowledge about their ecology is still insufficient to cultivate the majority of them. Therefore, the metagenomic library have emerged as a powerful tool to more widely access the overall microbial diversity in an environment, enabling the functional analyses of genes and the discovery of new bioactive compounds, mainly uncultured-microorganisms. The aim of the current work was the prospection of biosurfactant from mangrove microbiota through a polifasica approach. For the independent-cultivation approach, a metagenomic library of high molecular weight was constructed from mangrove sediment contaminated with oil. The clones were subjected to functional and molecular screening to identify biosurfactant activity. Three clones with the potential to procuce biosurfactant were selected, and the fosmid sequencing for genetic chatacterization of the insert was carried out. Although the clones showed the ability to reduce the surface tension, genes that may involved in biosurfactant synthesis were not identified. The results showed that using the functional metagenomic to explore metabolic pathways of microbial communities can have great limitation when in the prospection of biosurctants when the operon are larger then 30-40 kb and the genome of wild bacteria contains sparse regulation elements. For the dependent-cultivation approach, two strains that produce biosurfactant were selected: Bacillus safensis CCMA-560 and Gordonia sp. CCMA-559. They were isolated and tested in previous study. The biosurfactant production was opmized through the Placktt-Burman design and the Central Composite Design. The pumilacidin produced by B. safensis CCMA-560 was chemically characterized, and the metabolic pathway that is responsible for its production was genetically characterized. This work was the first report the physiologic, genetic, and chemical analysis on the biosurfactant production by the B. safensis strain / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Humberto Bezerra de Souza Sobrinho.pdf: 5032111 bytes, checksum: b4117c26a4890c37b51eef2dd5ae6006 (MD5) Previous issue date: 2007-07-26 / Surfactants are amphipathic agents with application in different industries, such as the petroleum, food and pharmaceutic. Many kinds of chemical surfactants are being used nowadays, although the development of alternative products, with biodegradable nature and lower toxicity, as the so called biosurfactants, metabolites from microorganisms, is a sound strategy for the obtention of compounds with ecological acceptability and for the knowledge of specific properties and applications of these compounds. Different biosurfactants have been produced, but few are being commercialized due the production costs regarding the utilization of high cost substrates and the purification techniques. In this work, the possibility of co-utilization of two industrial residues (refinery residue and corn steep liquor) as low-cost substrates for biosurfactant production by Candida sphaerica was investigated. The yeast was cultivated in distilled water supplemented with refinery residue and cornsteep liquor in different concentrations. The results showed a reduction of the medium surface tension to 26 mN/m, with a yield of 4.0 g/L of isolated biosurfactant after 144 hours in medium containing 5.0 % refinery residue and 2.5 % cornsteep liquor. The biosurfactant was characterized as an anionic glycolipid composed of 75 % lipids and 25 % carbohydrates. The metabolic broth free of cells containing the crude biosurfactant was submitted to stability studies related to the surface tension and to the emulsification activity. The biosurfactant showed stable capacity to reduce the surface tension under extreme conditions of pH, temperature and under addition of high sodium chloride concentrations. The biopolymer can also be applied as emulsifier for specific hydrocarbons, considering the importance of the conditions of application. The biosurfactant showed a low micelar critical concentration value (0.08 %) and potential of application in soil bioremediation, which was showed throughout the motor oil removal of 65 %. Regarding the low surface tension associated to the use of industrial residues, the biosurfactant produced by Candida sphaerica shows great potential of application in industrial and environmental processes / Os surfactantes são poderosos agentes anfipáticos de aplicação em indústrias petrolíferas, alimentícias e farmacêuticas, entre outras. Muitos tipos de surfactantes quimicamente sintetizados são hoje utilizados, embora o desenvolvimento de produtos alternativos, biodegradáveis e menos tóxicos, como os chamados biossurfactantes, agentes obtidos por via microbiológica, torna-se uma estratégia importante na obtenção de componentes mais compatíveis com o meio ambiente e na ampliação das propriedades específicas e aplicações desses compostos. Muitos biossurfactantes têm sido produzidos, embora poucos sejam comercializados em virtude do alto custo de produção e dos processos de purificação. Neste trabalho, estudou-se a possibilidade de co-utilização de dois resíduos industriais, milhocina e resíduo de refinaria de óleo vegetal de soja como nutrientes de baixo custo para a produção de biossurfactantes por Candida sphaerica. A levedura foi inicialmente cultivada em água destilada suplementada com milhocina e resíduo de refinaria de óleos vegetais em diferentes concentrações. Os resultados demonstraram redução da tensão superficial do meio para 26 mN/m, com rendimento de 4,5 g/L em biossurfactante isolado após 144 horas de cultivo na presença de 5,0 % do resíduo de refinaria e 2,5 % de milhocina. O biossurfactante foi caracterizado como um glicolipídeo composto por 75 % de lipídeos e 25 % de carboidratos. O líquido metabólico livre de células contendo o biossurfactante produzido foi submetido a estudos de estabilidade frente à tensão superficial e atividade de emulsificação. O biossurfactante apresentou-se estável como agente de superfície sob condições extremas de pH, temperatura e após adição de elevadas concentrações de cloreto de sódio, podendo também ser utilizado como emulsificante de hidrocarbonetos específicos. O biossurfactante demonstrou um baixo valor de concentração micelar crítica (0,08 %) e potencial de aplicação na biorremediação, demonstrado pela remoção de 65 % de óleo de motor adsorvido em areia contaminada. Em função da capacidade de redução da tensão superficial e da utilização de resíduos industriais, o biossurfactante produzido por Candida sphaerica apresenta grande potencial de aplicação em processos industriais e ambientais

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre-textuais.pdf: 1799292 bytes, checksum: c3fdd9c640c31d402a23a54796793a70 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / The biosurfactants are substances that can have characteristics surfactants, being called biosurfactants, which can be produced by bacteria and fungi when grown on different carbon sources as a result of their metabolism. In the present study explores the potential of biotechnology of Bacillus licheniformis UCP 1016, soil bacteria isolated from the Port of Recife contaminated by oil, biosurfactant production using the house of pineapple (Ananas comosus L.) as an alternative. Initial trials were conducted to evaluate the production of bioemulsificante by the detection of hemolytic activity and degradation of diesel and kerosene. From these results, studies were conducted with the production of pineapple in the middle bioemulsificante control and different concentrations of hydrophobic substrates (diesel and kerosene to 5 and 10%) as supplements. The vials were incubated at 35 ° C, 150rpm for 72 hours, evaluating the kinetics of growth, emulsification index and surface tension. With the best condition for obtaining the bioemulsificante was used cell-free metabolic net was used for the removal of oil and motor oil, as well as stability tests and phytotoxicity. Initial results with B. licheniformis showed hemolytic activity and ability to grow new medium formulated with pineapple peel (9.5 x 106 CFU / mL), as well as supplements diesel (9.8 x 106 CFU / mL) and kerosene (8.0 x105 CFU / mL), 72 h of culture. The lowest surface tension was reduced by 57.73 ± 0.15 mN / m to 38.32 ± 0.16 mN / m, in the middle of production with 5% diesel. Stability tests showed that bioemulsificante was stable at pH 2 and 4 in 8% NaCl and no toxicity. The cell-free metabolic net was able to remove 95.15% and 85.55% of oil burned motor oil, respectively. Results suggest the formulation of a medium and low-cost alternative for producing bioemulsificante. The bacterium B. licheniformis was found to be a promising microorganism, with potential for application in bioremediation processes / Os biossurfactantes são substâncias que podem apresentar características tensoativos, sendo denominadas de biossurfactantes, as quais podem ser produzidas por bactérias e fungos quando cultivados em diferentes fontes de carbono como resultado de seu metabolismo. No presente trabalho foi investigado o potencial biotecnológico de Bacillus licheniformis UCP 1016, bactéria isolada de solo do Porto do Recife contaminado por petróleo, na produção de biossurfactante utilizando a casa de abacaxi (Ananas comosus L.), como meio alternativo. Ensaios iniciais foram realizados para avaliar a produção de bioemulsificante pela detecção da atividade hemolítica e degradação do diesel e querosene. A partir desses resultados, estudos foram realizados com a produção do bioemulsificante no meio de abacaxi controle e com diferentes concentrações dos substratos hidrofóbicos (diesel e querosene a 5 e 10%), como suplementos. Os frascos foram incubados à temperatura de 35°C, 150rpm, durante 72horas, avaliando a cinética de crescimento, índice de emulsificação e tensão superficial. Com a melhor condição de obtenção do bioemulsificante foi utilizado o líquido metabólico livre de células foi utilizado para realizar a remoção do petróleo e óleo motor, como também os testes de estabilidade e fitotoxicidade. Os resultados iniciais com o B. licheniformis demonstraram atividade hemolítica e habilidade para crescer novo meio formulado com casca de abacaxi (9,5x106 UFC/mL), como também com os suplementos diesel (9,8x106 UFC/mL) e querosene ( 8,0x105 UFC/mL), com 72 h de cultivo. A menor tensão superficial apresentou uma redução de 57,73 ± 0,15 mN/m para 38,32 ± 0,16 mN/m, no meio de produção contendo 5% de diesel. Os testes de estabilidade demonstraram que o bioemulsificante foi estável em pH 2 e 4, em 8% de NaCl e ausência de toxicidade. O líquido metabólico livre de células foi capaz de remover 95,15% do petróleo e 85,55% do óleo queimado de motor, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem a formulação de um meio alternativo e de baixo custo para a produção de bioemulsificante. A bactéria B. licheniformis mostrou ser um microrganismo promissor, com potencial para aplicação nos processos de biorremediação

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_patricia_silva.pdf: 1813597 bytes, checksum: 7a71d593916f19ecdc7ba1da15480f68 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / Studies on the production of biosurfactants by yeasts were performed, considering the biotechnological potential and the large number of publications with Candida yeasts, anamorph state. Based on these data was performed with the yeast Candida lipolytica, state anormofo, evaluations to clarify the influence of chemical and physical parameters (pH. agitation, cultivation time and medium composition), associated with carbon sources (soluble and insoluble) and nitrogen on the production of emulsifying agents, and chemical composition of the polymers. In this sense, the behaviors of four strains of C.lipolytica from Culture for Collection were evaluated, with the variable response emulsification activity and chemical composition of the emulsifiers. The profile of the constituent fatty acids of vegetable oils used in fermentation processes was established as: saturated, monounsaturated and polyunsaturated. Initial evaluation was done with the carbon source glucose, indicating two distinct groups of biosurfactants chemical structure was influenced by carbon source concentration (1 and 1.5%). In the use of babassu oil (high level of saturated fatty acids) as carbon source was observed three distinct profiles in terms of speed of agitation and time of fermentation, consisting of: Protein- Carbohydrate-Lipids and Carbohydrate-Protein-Lipids. However, the nitrogen source was changed the formation of the complex Protein-Carbohydrate-Lipids. The use of vegetable oils, and hydrocarbon refinery residue, allowed the formation of three groups, where only the hydrocarbon polymer formed a constitution just for carbohydrates and proteins. The other complexes were formed consisting of Proteins-Lipids- Carbohydrates. Therefore, studies showed the direct influence of the carbon/nitrogen / sources,and agitation with the metabolic aspects of the production of biosurfactants. Thus, the profiles described here related to the chemical structure of biosurfactants produced by Candida lipolytica, anamorph state, suggest the stability of the structure, using industrial waste, reducing the process of costs production, the efficiency as substrate and low cost, and the excellent emulsifying properties, surface tension reduction, biodegradability and biocompatibility / Estudos sobre a produção de biossurfactantes por leveduras foram realizados, considerando o potencial biotecnológico e o grande número de publicações com leveduras do gênero Candida, estado anamorfo. A partir dessas informações foram realizadas avaliações Candida lipolytica, estado anormofo, para esclarecer a influência dos parâmetros químicos e físicos (pH. agitação, tempo de cultivo e composição do meio), associado às fontes de carbono (solúveis e insolúveis) e nitrogênio, na produção de agentes emulsificantes e na composição química dos biopolímeros. Neste sentido, o comportamento de quatro amostras de C. lipolytica de Coleções de Culturas de distintas foi avaliado, tendo como variável resposta atividade de emulsificação e a composição química dos emulsificantes. O perfil dos ácidos graxos constituintes dos óleos vegetais empregados nos processos fermentativos foi estabelecido como: saturados, monoinsaturados e poliinsaturados. A avaliação inicial foi com a fonte de carbono glicose, indicando dois grupos distintos de estrutura química dos biossurfactantes, em função da concentração (1 e 1,5%). Com o uso de óleo de babaçu (elevado teor de ácidos graxos saturados) como fonte de carbono observou-se três perfis distintos em função da velocidade de agitação e do tempo da fermentação, constituídos de: Proteínas- Carboidratos- Lipídeos e Carboidratos- Proteínas-Lipídeos. Contudo, quando a fonte de nitrogênio mudou ocorreu a formação do complexo Proteínas- Carboidratos-Lipídeos. O uso de óleos vegetais, resíduo de refinaria e hidrocarboneto, permitiu a formação de três grupos, onde apenas o hidrocarboneto formou um biopolímero de constituição apenas por Carboidratos-Proteínas. Os demais complexos formados foram constituídos por Proteínas-Lipídeos- Carboidratos. Portanto, os estudos realizados evidenciaram a relação direta da fonte de carbono/nitrogênio/agitação com os aspectos metabólicos da produção dos biossurfactantes. Assim, os perfis aqui descritos relacionadas à estrutura química dos biossurfactantes produzidos por Candida lipolytica, no estado anamorfo, sugerem a estabilidade da estrutura, em resíduos industriais, da redução dos custos do processo de obtenção, da eficiência do substrato e de baixo custo, além das excelentes propriedades de emulsificação, redução da tensão superficial, biodegradabilidade e biocompatibilidade

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-24 / Artificial neural networks were used to model biosurfactant production process by Candida lipolytica UCP 0988, using diesel oil as carbon source. The modeling was carried out using data of 24 full factorial design composed by 20 runs, including four replicates at the center point - having the concentrations of sea water, urea, ammonium sulfate and potassium phosphate monobasic as independent variables and as response variable the surface tension of biosurfactant production media filtrates with 168 hours. Several models were developed using different databases, topologies, transfer functions and training algorithms. A model with topology 4-4-1 - having concentrations of sea water, urea, ammonium sulfate and potassium phosphate monobasic input variables and surface tension as output variable - trained with the backpropagation algorithm based on Levenbeg-Marquadt was selected as the best performance in the estimation of surface tension. The root mean square error and correlation coefficient for the validation set of this model were 0.25433 and 0.97433, respectively. These results confirm the generalization ability and efficiency of artificial neural networks as tools for development of biosurfactant production media / Redes neurais artificiais foram usadas para modelar processo de produção de biossurfactantes por Candida lipolytica UCP 0988, usando óleo diesel como fonte de carbono. A modelagem foi realizada a partir de dados de planejamento fatorial completo 24 - constituído por 20 ensaios, incluindo 4 repetições no ponto central - tendo como variáveis independentes as concentrações de água do mar, uréia, sulfato de amônio e fosfato monobásico de potássio e como variável resposta a tensão superficial dos filtrados dos meios de produção de biosurfactantes com 168 horas. Diversos modelos foram desenvolvidos usando diferentes bancos de dados, topologias, funções de transferências e algoritmos de treinamento. Um modelo com topologia 4-4-1 - tendo as concentrações de água do mar, uréia, sulfato de amônio e fosfato monobásico de potássio como variáveis de entrada e a tensão superficial como variável de saída - treinado com o algoritmo de retropropagação baseado em Levenbeg-Marquadt foi selecionado como o que apresentou melhor desempenho na estimação da tensão superficial. A raiz do erro quadrático médio e o coeficiente de correlação para o conjunto de validação deste modelo foram 0,25433 e 0,97433, respectivamente. Resultados que ratificam a capacidade de generalização e a eficiência das redes neurais artificiais como ferramenta de apoio ao desenvolvimento de meios para produção de biossurfactantes

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rita_cassia_freire_soares_silva.pdf: 20226744 bytes, checksum: bd91f37fc596f2c88c770334e386f466 (MD5) Previous issue date: 2013-04-20 / Surfactants are amphipathic powerful agents with application in various industries like oil industries, food, and pharmaceutical industries, among others. Several biosurfactants have been produced, but few are marketed due to the high cost of production and especially in relation to use of substrates and purification processes. In this sense, the use of industrial waste, corn steep liquor and residual canola oil frying, as alternative substrates for the production of a Pseudomonas cepacia CCT6659 biosurfactant was assessed in order to apply the environmental area, concentrations of constituents in the medium were studied using one central composite rotational design (DCCR) as a statistical tool to reduce surface tension. The biosurfactant produced in medium consisting of 3% corn steep liquor, cooking oil (canola) 2% NaNO3, and 0.2% reduced the surface tension to 26 mN / m after 60 hours under agitation of 250 rpm. In the study of the kinetics observed that the production of the biosurfactant was associated with cellular growth. The isolated biosurfactant yield was 8.0 g / L. The properties of the isolated biosurfactant were investigated and their CMC calculated. A preliminary biochemical characterization revealed the nature of the anion and glicolipídica biosurfactant. The biosurfactant was able to emulsify 90% engine oil and demonstrated stability during exposure to high temperatures (120 ° C for 15 minutes), high salt concentrations (12% NaCl) and in a wide pH range (2-12). Tests performed with crude biosurfactant showed no toxicity against the brine shrimp Artemia salina and two species of cabbage Brassica oleracea. The crude biosurfactant was also efficient in the removal of 75% of motor oil adsorbed on samples of sand and 65% oil dispersion, besides being able to remove 90% of the oil adhered to the solid surface. The results demonstrate the potential of biosurfactant for application in the oil industry, oil recovery, cleaning storage tanks and remediation of oil spills on land and water. / Os surfactantes são poderosos agentes anfipáticos com aplicação em vários segmentos industriais, como as indústrias petrolífera, alimentícia, e farmacêutica, entre outras. Muitos biossurfactantes têm sido produzidos, embora poucos sejam comercializados em virtude do alto custo de produção e principalmente no que se refere à utilização de substratos e aos processos de purificação. Neste sentido, a utilização dos resíduos industriais, milhocina e óleo de canola residual de fritura, como substratos alternativos para a produção de um biossurfactante por Pseudomonas cepacia CCT6659 foi avaliada com vistas à aplicação na área ambiental, As concentrações dos constituintes do meio foram estudadas utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) como ferramenta estatística na redução da tensão superficial. O biossurfactante produzido no meio constituído por milhocina 3%, óleo de fritura (canola) 2% e NaNO3 0,2% reduziu a tensão superficial para 26 mN/m após 60 horas sob agitação de 250 rpm. No estudo da cinética observou-se que a produção do biossurfactante estava associada ao crescimento celular. O rendimento em biossurfactante isolado foi de 8,0 g/L. As propriedades do biossurfactante isolado foram investigadas e sua CMC calculada. A caracterização bioquímica preliminar revelou a natureza glicolipídica e aniônica do biossurfactante. O biossurfactante foi capaz de emulsificar 90% do óleo de motor e demonstrou estabilidade durante exposição a altas temperaturas (120ºC por 15 minutos), altas concentrações salinas (12% NaCl) e em ampla faixa de pH (2-12). Testes realizados com o biossurfactante bruto demonstraram ausência de toxicidade frente ao microcrustáceo Artemia salina e a duas espécies de repolho Brassica oleracea. O biossurfactante bruto também foi eficiente na remoção de 75% do óleo de motor adsorvido em amostras de areia e na dispersão do óleo 65%, além de ser capaz de remover 90% do óleo aderido à superfície sólida. Os resultados obtidos demonstram o potencial do biossurfactante para aplicação na indústria de petróleo, recuperação de óleo, limpeza de tanques de estocagem e na remediação de derramamentos de óleos em solos e água.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leonila_maria_leandro_acioly.pdf: 728560 bytes, checksum: 908cf4cbcd51d01cea2358383b75e4a1 (MD5) Previous issue date: 2009-01-24 / The biosurfactants biopolymers are used in various industrial sectors, but still, are not economically competitive with synthetic surfactants, due to high production costs, where the substrate is 30% of the final costs. In search of alternative and low cost in the present study, we investigated the sources agribusiness, rice bran (Oryza sativa), potato (Solanum tuberosum) and soybean (Sorghum vulgare), as a liquid medium for biosurfactant production by Bacillus subtilis UCP0999. Assays were performed with and without the addition of (2g / L), peptone, ammonium sulfate and either (0.01 mL / L) of micro-nutrients, which were inoculated with 5% of a culture of B. subtilis (106 CFU / mL), kept under orbital agitation of 200 rpm for 30 ° C for 72 h. At the end of fermentation, the cells collected corresponded to biomass and metabolic cell-free liquid were evaluated pH, surface tension, emulsification index (motor oil, diesel and kerosene) and extracting the biosurfactant produced. The results showed that the bacteria used and the rice bran supplemented with soy peptone, producing a surfactant to reduce surface tension of water to 72 mN / m to 37.80 mN / m and 37.70, respectively. The soy supplemented with micronutrients to reduce the tension 35.60 mN / m. On the other hand, when the used rice bran supplemented with nutrients and micro ammonium sulfate produced a greater quantity of biosurfactant with 8.60 and 6.1 g / L, respectively, showing no significant results regarding the reduction of surface tension . The biosurfactants produced showed high emulsification in motor oil, kerosene and diesel with values from 30 to 100%, with the highest rates with potato broth and soy supplemented with micronutrients and ammonium sulphate. The biosurfactant produced in the different media formulated demonstrated great potential for emulsification of hydrophobic substance and surface tension reduction, allowing for future use in bioremediation processes. / Os biossurfactantes são biopolímeros utilizados em vários setores industriais, porém ainda, não são economicamente competitivos com os surfactantes sintéticos, devido aos elevados custos de produção, onde o substrato representa 30% dos custos finais. Na busca de fontes alternativas e de baixo custo, no presente trabalho foi investigada as fontes agroindustriais, farelo de arroz (Oryza sativa), batata inglesa (Solanum tuberosum) e soja (Sorghum vulgare), como meio líquido para produção de biossurfactante por Bacillus subtilis UCP0999. Os ensaios foram realizados com e sem a adição de (2g/L) de peptona, sulfato de amônia e ou (0,01mL/L) de micro nutrientes, os quais foram inoculados com 5% de uma cultura de B. subtilis (106 UFC/mL), mantidos sob agitação orbital de 200rpm, por 30oC por 72 h. Ao final da fermentação, as células coletadas corresponderam a biomassa e do liquido metabólico livre de células foram avaliados pH, tensão superficial, índice de emulsificação (óleo de motor, diesel e querosene) e extração do biossurfactante produzido. Os resultados demonstraram que a bactéria utilizou o farelo de arroz e soja suplementado com peptona, produzindo um surfactante que reduziu a tensão superficial da água 72 mN/m para 37,80 mN/m e 37,70, respectivamente. A soja suplementada com micro nutrientes reduziu a tensão para 35,60 Mn/m. Por outro lado, quando utilizou o farelo de arroz suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia, produziram uma maior quantidade de biossurfactante, com 8,60 e 6,1 g/L, respectivamente, não apresentando resultados significativos quanto a redução da tensão superficial. Os biossurfactantes produzidos apresentaram altos índices de emulsificação em óleo de motor, querosene e diesel com valores de 30 a 100%, sendo os mais altos índices com caldo de batata e de soja, suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia. O biossurfactante produzido nos diferentes meios formulados demonstrou grande potencial de emulsificação de substancias hidrofóbicas e redução da tensão superficial, possibilitando utilização futura nos processos de biorremediação.

Ramnolipídeos (RLs) e polihidroxialcanoatos (PHAs) produzidos por Pseudomonas aeruginosa são compostos biodegradáveis e que podem ser obtidos a partir de matérias-primas renováveis. Com o objetivo de elucidar aspectos metabólicos e regulatórios da produção de RLs e PHAs, mutantes de P. aeruginosa LFM634 afetados na síntese desses compostos foram obtidos utilizando um transposon (ISlacZ/hah). Dentre 61 mutantes caracterizados, foram detectados vários super-produtores de RLs e/ou PHAs, bem como alguns nos quais nenhum RL foi detectado. Dois mutantes (p09-13 e p12-39) apresentaram capacidade reduzida de inserir ramnose em RLs e de direcionar intermediários da biossíntese de ácidos graxos para a síntese de RLs ou PHAs. O mutante p09-13 está afetado no gene crc, sugerindo um importante papel deste regulador global no processo de síntese de RLs e PHAs. / Rhamnolipids (RLs) and polyhydroxyalkanoates (PHAs) produced by Pseudomonas aeruginosa are biodegradable compounds and can be obtained from renewable raw materials. Aiming to elucidate metabolic and regulatory issues involved in the RLs and PHAs production, P. aeruginosa LFM634 mutants affected in their biosynthesis were obtained using a transposon (ISlacZ/hah). Out of 61mutants characterized, it was detected several overproducing RLs and/or PHA, as well as some in which no RLs was detected. Two mutants (p09-13 and p12-39) presented reduced capability of inserting rhamnose in RLs and of channeling intermediates from fatty acid biosynthesis to the synthesis of RLs and PHAs. The mutant p09-13 is affected on crc gene, suggesting an important role of this global regulator on the process of RLs and PHA synthesis.

Breve / Breve

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os biossurfactantes constituem uma classe de compostos obtidos por via microbiana com estrutura molecular anfifílica, responsáveis pela redução de tensão superficial e interfacial, com ampla aplicação no setor industrial alimentício, farmacêutico, cosmético, na biorremediação e na recuperação de petróleo. A busca de alternativas para o uso de resíduos torna a produção de biossurfactante mais competitiva e viável, minimizando os custos de produção e consequentemente os impactos no ambiente. Nesse contexto, estudos foram realizados com fungo isolado de solo da caatinga (Pernambuco, Brasil). O fungo foi identificado como Cunninghamella echinulata, sendo em seguido avaliado seu potencial biotecnológico na produção de biossurfactante. Realizou-se crescimento em meio utilizando resíduos agroindustriais de baixo custo, milhocina (M) e óleo residual de soja (ORS) como substratos, empregando um planejamentyo fatorial competo de 22, tendo como variável resposta a produção de biossurfactante, a qual foi avaliada pela redução da tensão superficial e do índice emulsificação. Os resultados indicaram uma redução da tensão da água de 72 para 36mN/m e índice de emulsão de 80% para o óleo queimado de motor. Os testes de estabilidade com o líquido metabólico livre de células frente diferentes temperaturas, concentrações de NaCl e pH tanto para tensão superficial, como para o índice de emulsificação. O biossurfactante apresentou carga iônica, constituição química polimérica com lipídeos (40%), carboidratos (35,2%) e proteínas (20,3%). E ainda apresentou propriedade como agente de dispersão de óleos e no aumento e ou redução da viscosidade. Os resultados promissores com o fungo C. echinulata na produção do biossurfactantes/emulsificante sugerem o seu emprego, no futuro, em processos de biorremediação, na redução da concentração dos componentes do petróleo, na limpeza de tanques, no derramamento de petróleo, como também em outras aplicações industriais. / The biosurfactants are a class of compounds obtained by microbial way with amphiphilic molecular structure, responsible for the reduction of surface and interfacial tension, with wide application in the food industry, pharmaceutical, cosmetic, in bioremediation and oil recovery. The search for alternatives to the use of waste makes the production of more viable and competitive biosurfactant minimizing production costs and hence the impact on the environment. In this context, studies were performed with fungus isolated from Caatinga soil (Pernambuco, Brazil). The fungus was identified as Cunninghamella echinulata, being evaluated in a row biotechnological potential biosurfactant production. The growth medium was used agro-industrial residues, corn steep liquor (M) and soybean oil waste (ORS) as substrates, employing a complete planning design of 22 with the variable response biosurfactant production which was evaluated by reduction of the surface tension and emulsification index. The results indicated a reduction of water surface tension of 72 to 36mN/m, and emulsification index of 80% for the engine burning oil. Stability tests with cell-free metabolic liquid against different temperatures, pH and NaCl concentrations for surface tension, as well as the emulsification index. The biosurfactant showed ionic charge, polymeric chemical composition constituted by lipids (40%), carbohydrates (35.2%) and proteins (20.3%), and presented property as ability to oil displacement area and increased or decreased the viscosity. The promising results obtained with the fungus C. echinulata in the of biosurfactant/emulsifier production suggest in future perspectives to use in bioremediation processes, reducing the concentration of the components of petroleum, cleaning tanks, the oil spill, as well as in other industrial applications.