Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Iracema de Oliveira Moraes / Banca: Alexandre Rodrigo Coelho / Banca: Eleni Gomes / Banca: Fernando Leite Hoffmann / Resumo: Surfactantes são agentes ativos de superfície amplamente utilizados em vários setores industriais. Estas moléculas, com propriedades anfifílicas, são produzidas química ou biologicamente. A grande maioria dos surfactantes disponíveis comercialmente é sintetizada a partir de derivados do petróleo. Em vista de suas vantagens ecológicas, há um grande interesse comercial na substituição de surfactantes sintéticos por naturais. Nesta pesquisa, foram coletadas cinco amostras de solos contaminados e não contaminados por hidrocarbonetos designadas 1, 2, 3, 4 e 5 das quais foram isoladas vinte e oito colônias bacterianas pela técnica de diluição decimal em tubos de ensaio e plaqueamento em placas de Petri contendo meio PCA (Ágar Padrão para Contagem). As bactérias isoladas foram coradas pelo método de Gram para observação das características morfológicas. Destas, apenas treze apresentaram hemólise em placas de Ágar Sangue, o que indicou a presença de biossurfactante. Posteriormente, estas foram cultivadas em meio de produção contendo sais minerais e o caldo de cultura, sem a presença de células, foi utilizado para a determinação da tensão superficial e do índice de emulsificação. As oito bactérias cujos caldos (sem a presença de células) apresentaram diminuição de tensão superficial de no mínimo 20% e índice de emulsificação estável após 24 horas foram selecionadas para realização de testes bioquímicos para identificação. A análise dos resultados destes testes mostrou que as bactérias pertencem ao gênero Bacillus. Foi determinada a otimização da produção de biossurfactantes em caldo de fermentação utilizando diferentes pH (5,0; 6,0; 7,0 e 8,0), tempo de fermentação (48, 72 e 96 horas) e diferentes fontes de carbono (glicose, sacarose, manitol, frutose, glicose + frutose e caldo de cana) nas concentrações 1, 2, 3, 4 e 5%... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Surfactants are surface-active agents widely used in various industries. These molecules, with amphiphilic properties, are produced chemical or biologically. The vast majority of commercially available surfactants is synthesized from oil derivatives. In view of its environmental benefits, there is a large commercial interest in the replacement of natural by synthetic surfactants. In this survey, were collected five samples of contaminated and not contaminated soil by hydrocarbons designated 1, 2, 3, 4 and 5 which were isolated twenty-eight bacterial colonies by the technique of decimal dilution in test tubes, and plating in Petri dishes containing PCA medium (Plate Count Agar) The bacteria isolated were stained by the method of Gram for observation of morphological characteristics. Of these, only thirteen had haemolysis in blood agar plates, which indicated the presence of biosurfactant. Later, they were grown in a production medium containing minerals and the culture broth, without the presence of cells was used to determine the surface tension and the emulsification index. The eight bacteria whose broths (without the presence of cells) had reduction of surface tension of at least 20% and emulsification index stable after 24 hours were selected to carrying out biochemical test for identification. The results of these tests showed the bacteria belong to the genus Bacillus. It was determined the optimization of production of biosurfactants in fermentation broth using different pH (5.0, 6.0, 7.0 and 8.0), fermentation time (48, 72 and 96 hours) and different carbon sources (glucose, sucrose, mannitol, fructose, glucose + fructose and cane juice) at concentrations 1, 2, 3, 4 and 5%. The results showed that pH 5.0 and 7.0; time of 72 hours and fermentation of sucrose at low concentrations had the best production of biosurfactant. The 2C bacteria (Bacillus sp) isolated... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: O presente trabalho visou estudar a produção de biossurfactante e PHAs de Pseudomonas sp. em substratos alternativos oriundos do processamento de alimentos bem como determinar as propriedades, composição química e aplicações dos compostos obtidos. Foram isoladas 21 cepas bacterianas, sendo que duas cepas demonstraram capacidade de crescer no meio de cultivo proposto e produzir ramnolipídios e PHAs. Estas cepas foram identificadas como Pseudomonas aeruginosa e receberam as seguintes terminações: P. aeruginosa L2-1 e P. aeruginosa B1-3. Com relação a caracterização de ramnolipídios e PHAs, suas composições variaram de acordo com a fonte de carbono e a linhagem utilizada na fermentação. O meio manipueira adicionado com óleo de fritura (MOF) apresentou os melhores resultados, alcançando uma produção de PHA de 39% do peso seco de células e uma produção de ramnolipídios de 660 mg/L. A manipueira se mostrou um substrato alternativo com potencial para a produção de ramnolipídios e PHAs, principalmente quando adicionada com óleo de fritura, além de ser uma solução do ponto de vista ambiental e também agregar valor a estes resíduos. A manipueira adicionada de óleo de fritura pode reduzir os custos de produção permitindo a obtenção concomitante de ramnolipídios e PHAs. O ramnolipídio produzido pela linhagem P. aeruginosa L2-1 no substrato manipueira adicionado de óleo de fritura foi recuperado e apresentou excelentes propriedades tenso-ativas, (baixos valores de concentração micelar crítica e de tensão superficial e interfacial, excelente atividade emulficante e estabilidade da emulsão), além de potencial para uso na remediação de ambientes contaminados, removendo até 89% de petróleo na areia após processo de lavagem, conferindo características semelhantes e algumas vezes melhores que o ramnolipídio comercial JBR599 (Jeneil Biosurfactant Co.) / Abstract: This work evaluated the rhamnolipid and PHAs production by Pseudomonas sp. in alternative low-cost substrates from food processing, determining the properties, applications and chemistry composition of compounds obtained. Were isolated 21 strains, being that 2 isolates were able to growth and produce rhamnolipids and PHAs in the substrates. These bacteria were identified as Pseudomonas aeruginosa. The polymers and surfactants produced were characterized by gas-chromatography mass spectrophotometry (GC-MS) and by high performance liquid chromatography-MS (HPLC-MS), and their composition was found to vary with the carbon source and the strain used in the fermentation. The best overall production of rhamnolipids and PHAs was obtained with cassava wastewater added with waste cooking oil (CWO) as the carbon source, with PHA production corresponding to 39% of the cell dry weight and rhamnolipids production being 660 mg/L. It would appear that CWO has the highest potential as alternative substrate, and its use may contribute to a reduction in the overall environmental impact generated by discarding such residues. The rhamnolipid produced by P. aeruginosa L2-1 in CWO showed excellent tension-active properties (low values of critic micellar concentration and superficial and interfacial tensions) and potential to use in remediation of contaminated environmental, removing 89% of petroleum after washing process in sand, with characteristics similar or better than commercial rhamnolipid JBR599 (Jeneil Biosurfactant Co.) / Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Marcia Nitschke / Banca: José Gregório Cabrera Gomez / Banca: Marcos Rogério Tótola / Banca: Humberto Márcio Santos Milagre / Banca: Lucia Regina Durrant / Doutor

Orientador: Crispin Humberto Garcia Cruz / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Márcia Nitschke / Resumo: Surfactantes são compostos anfipáticos, que reduzem a tensão interfacial e superficial, além disso, possuem capacidade de detergência, emulsificação, espumante, molhante, de solubilização e dispersão de substâncias. Os biossurfactantes, surfactantes biológicos derivados do metabolismo secundário de microrganismos, são amplamente utilizados na biorremediação e nas indústrias petrolíferas, de alimentos e de produtos de limpeza. Esses compostos podem ser produzidos por fermentação semi-sólida, a qual pode aproveitar resíduos agroindustriais como substrato para o crescimento microbiano. Os objetivos desse trabalho foram produzir biossurfactante utilizando os fungos Aspergillus ochraceus e Penicillium expansum por fermentação semi-sólida usando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo como substratos; avaliar a influência destes substratos; avaliar a influência da concentração de sacarose, glicose, óleo diesel e óleo residual de fritura no crescimento microbiano e o potencial de biorremediação dos biossurfactantes produzidos, assim como dos fungos utilizados. Os microrganismos foram propagados em tubos de ensaio inclinados incubados a 25oC em meio PDA. Posteriormente os esporos foram suspensos em solução nutriente e incubados em frascos de Erlenmeyer contendo cinco gramas do substrato a ser utilizado, bagaço de cana-de-açúcar ou farelo de trigo, 30 mL da solução nutriente contendo os esporos (1,7 x 107 esporos/mL) e uma fonte de carbono adicional testada: sacarose, glicose, óleo diesel e óleo residual de fritura. Os experimentos foram realizados a 25oC e tempo de fermentação de 72, 120 e 168h. A presença do biossurfactante no caldo de fermentação foi determinada pela medida da tensão superficial, do índice de emulsificação, da concentração micelar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Surfactants are amphiphilic compounds that reduce the interfacial and surface tension; also they have capacity of detergency, emulsifying, wettability, of solubilization and dispersation of substances. The biosurfactants, biologic surfactants derivated from secundary metabolism of microorganism, are widely used in the bioremediation and in the petroleum, food and cleaning industries. These compounds can be produced under solid-state fermentation, which can use agro-industrial wastes as substrates for the microbial growth. The purposes of this study were produce biosurfactants using the fungi Aspergillus ochraceus and Penicillium expansum by solid-state fermentation using sugarcane bagasse and wheat bran as substrates; evaluate the influence of these substrates; evaluate the influence of sucrose, glucose, diesel oil and residual frying oil in the microbial growth and the biosurfactants bioremediation potencial, and microorganisms bioremediation potencial. First, for the inoculum preparation, the microorganisms were propagated in the inclined Erlenmeyers flasks containing PDA and kept at 25°C. After that, the spores were suspended in nutrient solution and incubated in Erlenmeyers flasks containing five grams of the substrate, sugarcane bagasse or wheat bran, 30 mL of nutrient solution containing the spores (1,7 x 107 spores/mL) and an additional carbon source tested: sucrose, glucose, diesel oil and frying oil. The experiments were realized in 25°C and 72, 120 and 168 hours. The presence of the biosurfactant in the fermentation broth was determinated by the surface tension, the emulsification index and the critical micelle concentration. The microorganisms Aspergillus ochraceus e Penicillium expansum showed a high potentiality for biosurfactant production using sugarcane bagasse... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre