Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T19:56:11Z No. of bitstreams: 1 PatriciaMariaRocha_DISSERT.pdf: 2345948 bytes, checksum: bcfe5d50d564660ebac61c7a7952a641 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-06T19:58:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PatriciaMariaRocha_DISSERT.pdf: 2345948 bytes, checksum: bcfe5d50d564660ebac61c7a7952a641 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T19:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PatriciaMariaRocha_DISSERT.pdf: 2345948 bytes, checksum: bcfe5d50d564660ebac61c7a7952a641 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Os biossurfactantes t?m atra?do grande interesse tanto da comunidade cient?fica como da ind?stria, nos ?ltimos anos, por oferecerem v?rias vantagens em rela??o aos surfactantes sint?ticos, incluindo a possibilidade de produ??o a partir de recursos renov?veis atrav?s de fermenta??o. Dentre as diferentes classes de biossurfactantes, os lipopept?deos destacam-se por seu potencial antibi?tico, especialmente a surfactina. As caracter?sticas vantajosas da surfactina impulsionaram o desenvolvimento de pesquisas em escala de laborat?rio voltadas para recupera??o avan?ada de ?leo, biorremedia??o, inibi??o da forma??o de co?gulos, forma??o de canais i?nicos em membrana, entre outros temas. Contudo, assim como demais biossurfactantes, as aplica??es comerciais da surfactina esbarram no seu alto custo de produ??o. Isto pode ser atribu?do ? utiliza??o de nutrientes caros e defici?ncias nas opera??es de recupera??o e purifica??o. Para superar estes gargalos, res?duos agroindustriais t?m sido utilizados com uma alternativa de substrato de baixo custo para a produ??o de biossurfactantes. O presente trabalho visa avaliar a produ??o de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 utilizando como fonte de carbono o mela?o de cana, subproduto proveniente da ind?stria a?ucareira, como forma de redu??o dos custos da produ??o. O microrganismo foi cultivado em meio formulado com 4% de mela?o de cana, o qual foi submetido ? fermenta??o submersa em incubador rotativo (shaker). Investigou-se a influ?ncia da temperatura, agita??o e raz?o de aera??o na s?ntese do biossurfactante. Amostras foram coletadas em intervalos regulares durante o cultivo at? 72 horas de fermenta??o para acompanhamento da concentra??o de substrato, concentra??o celular, concentra??o de surfactina e pH. Dentre os resultados encontrados, na melhor condi??o de cultivo (200 rpm, 36 ?C e raz?o de aera??o de 0,4) foram obtidos 199,45 ? 0,13 mg/L de surfactina em 24 h, fator de convers?o de substrato em produto (YP/S) de 0,022 g/g e produtividade em produto (PP) de 8,19 mg/L.h em 24 h. Em todos os ensaios o pH se mostrou est?vel, variando na faixa de 6,2 a 6,7, e observou-se quantidade expressiva de a??car residual ao final da fermenta??o. A Concentra??o Micelar Cr?tica (CMC) do biossurfactante produzido na melhor condi??o de cultivo foi de 20,73 mg/L, mostrando sua efic?cia como um bom agente de superf?cie. Apresentou um ?ndice de emulsifica??o (E24) para querosene, ap?s 24 h, de 62,0% e capacidade de formar emuls?es de elevada estabilidade, atingindo valores em torno de 1,5 U. / The biosurfactants are drawing attention of both academy and industry by showing advantages mainly when compared to the chemical surfactants since they can be produced using renewable resources by fermentation. Among the different classes of biosurfactants lipopeptides outstand by their antibiotic activities, mainly the biosurfactant known as surfactin. Due to its properties it has been used in many fields such as bioremediation, biology, medicine and so on. However, as the others biosurfactants the production cost still is the bottleneck. Then the use of lower cost substrate can be one strategy in order to reduce the production costs. In this study the surfactin was produced by Bacillus subtilis UFPEDA 438 using sugarcane molasse as substrate in order to reduce costs. The microoganism was cultivated in rotatory shaker using a medium containing 4% surgacane molasse. The influence of temperature, agitation as well as the aeration ratio in the surfactin production was investigated. The samples were taken during cultivation until 72 h in order to record the substrate and cells concentration, the concentration of surfactin produced and medium pH. The results showed that for the best cultivation condition (200 rpm, 36 ?C and 0.4 aeration ratio) the concentration of surfactin was 199.45 ? 0.13 mg/L reached after 24 h, the substrate to product yield (YP/S) was 0.022 g/g and product productivity (PP) was 8.19 mg/L.h after 24 h. The pH was stable during all cultivation experiments ranging from 6.2 to 6.7 also a large residual content of substrate was observed. The Critical Micellar Concentration (CMC) of the produced biosurfactant at the best cultivation condition was 20.73 mg/L, thus showing good efficiency as surface agent. Also, it showed an emulsification index after 24 h (E24) of 62.0% for kerosene and capacity of forming emulsion of high stability reaching values of approximately 1.5U.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcioSB.pdf: 589464 bytes, checksum: cac3e38c1369c38cc7a32c6797a2f465 (MD5) Previous issue date: 2006-08-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Biosurfactants are amphiphilic molecules synthesized by microorganisms such as bacteria, yeast or filamented fungi cultivated in various carbon sources among sucrose and hydrocarbons. These molecules are composed by a hydrophilic and hydrophobic part. They operate mostly at interfaces of fluids of different polarities. Because of this characteristic, they are potentially employed in numerous industries, such as the textile, medical, cosmetics, food and mainly in the petrochemical ones. Therefore industry has interest in developing new biosurfactant production processes in high scale, in order to become them economically competitive when compared to synthetic biosurfactants. This work aims to evaluate the biosurfactant production applying a non-conventional substrate sugar cane molasses proceeding from the sugar industry thus reducing the production costs. The strain identified as AP029/GLIIA, isolated from oil wells in Rio Grande do Norte state and used in these experiments belongs to the culture collection of Antibiotics Department of UFPE. The fermentation were carried out using different conditions according to a factorial planning 24 with duplicate at center point, in which the studied factors were molasse concentration, nitrate concentration, agitation and aeration ratio. The experiments were performed in a shaker at 38?C of temperature. Samples were withdrawn in regular periods of time of up to 72 hours of fermentation in order to analyze substrate consumption, cellular concentration, superficial tension, critical micelle dilution (CMD-1 e CMD-2) as well as extracelullar protein production. The results showed a production of 3,480 g/L of biomass, a reduction of 41% on superficial tension, 67% of substrate consumption and 0,2805 g/L of extracellular protein / Biossurfactantes s?o mol?culas anfip?ticas sintetizadas por microrganismos como bact?rias, leveduras ou fungos filamentosos cultivados em v?rias fontes de carbono, entre as quais destacam-se a sacarose e os hidrocarbonetos. Estas mol?culas, compostas por uma parte hidrof?lica e outra hidrof?bica, agem preferencialmente na interface de fluidos de diferentes polaridades. Devido a esta caracter?stica, s?o potencialmente utilizados em in?meras ind?strias como a t?xtil, a farmac?utica, a de cosm?tico, a aliment?cia e especialmente nas ind?strias petroqu?micas. Por estas potenciais aplica??es ? de interesse industrial o desenvolvimento de processos de produ??o de biosurfactante em grande escala que os tornem economicamente competitivos com os surfactantes sint?ticos. Esta disserta??o tem como objetivo avaliar a produ??o de biossurfactante utilizando um substrato n?o convencional - mela?o de cana - proveniente da ind?stria a?ucareira, reduzindo os custos de produ??o. A cepa identificada como AP029/GLVIIA, isolada de po?os de petr?leo do Estado do RN e utilizada nestes ensaios, pertence ? cole??o de cultura do Departamento de Antibi?ticos da UFPE. Os cultivos foram submetidos a diferentes condi??es utilizando um planejamento fatorial 24 com duplicata no ponto central, no qual os fatores estudados foram concentra??o de mela?o, concentra??o de nitrato (fonte de nitrog?nio), agita??o e raz?o de aera??o. Os ensaios foram realizados em shaker a temperatura de 38?C. Amostras foram retiradas em tempos regulares de at? 60 ou 72 horas completadas de cultivo para a an?lise do consumo de substrato, da concentra??o celular, da tens?o superficial, da dilui??o micelar cr?tica (CMD-1 e CMD-2) e da produ??o de prote?na. Os resultados mostraram que nas melhores condi??es de cultivo foram obtidos 3,480 g/L de biomassa, uma redu??o da tens?o superficial de aproximadamente 41%, 67% de consumo de substrato e a s?ntese de 0,2805g/L de prote?na

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCSMO_TESE.pdf: 4366304 bytes, checksum: 034491089a42b2a0e2af84a9b17e3da3 (MD5) Previous issue date: 2010-12-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Biosurfactants are molecules produced by microorganisms mainly bacteria as Pseudomonas and Bacillus. Among the biosurfactants, rhamnolipids play an important role due to their tensoactive as well as emulsifying properties. Besides can be produced in a well consolidated way the production costs of biosurfactants are quite expansive mainly if downstream processing is goning to be considered. Actually, attention has been given to identification of biosurfactants as well as optimization of its fermentative processes including downstream ones. This work deals with the development of strategies to recovery and purification of rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa P029-GVIIA using sugar-cane molasses as substrate. Broth free of cells was used in order to investigate the best strategies to recovery and purification produced by this system. Between the studied acids (HCl and H2SO4) for the acid precipitation step, HCl was the best one as has been showed by the experimental design 24. Extraction has been carried out using petroleum ether and quantification has been done using the thioglycolic acid method. Adsorption studies were carried out with activated carbon in a batch mode using a 24 experimental design as well as combined with an hydrophobic resin Streamline Phenyl aiming to separate the produced biosurfactant. Biosurfactant partial identification was carried out using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Experiments in batch mode showed that adsorption has been controlled mainly by pH and temperature. It was observed a reduction of 41.4% for the liquid phase and the solid phase it was possible to adsorb up to 15 mg of rhamnolipd/g of activated carbon. The kinetics of adsorption has been well fitted to a pseudo-first order reaction with velocity constant (k1) of 1.93 x 10-2 min-1. Experiments in packed bed ranging concentration on eluent (acetone) has been shown the highest recovery factor of 98% when pure acetone has been used. The combined effect if using activated carbon with an hydrophobic resin Streamline Phenyl has been shown successful for the rhamnolipids purification. It has been possible to purify a fraction of the crude broth with 98% of purity when the eluted of activated carbon packed bed was used with pure acetone / Os biossurfactantes s?o produzidos por microrganismos, principalmente, bact?rias do tipo Pseudomonas e Bacillus. Entre os biossurfactantes, o rhamnolip?deo ? o mais estudado devido as suas propriedades tensoativas e emulsificantes. Apesar do processo biotecnol?gico de produ??o de biossurfactante, j? tenha sido estabelecido h? alguns anos, o alto custo de produ??o e o caro processo de downstream t?m impedido sua ampla utiliza??o. Deste modo, os ?ltimos estudos est?o concentrados na identifica??o de potenciais surfactantes, na avalia??o de suas propriedades e na otimiza??o dos processos fermentativos para sua produ??o, bem como das etapas de purifica??o. Assim, o presente estudo tem como objetivo desenvolver estrat?gias para a recupera??o e purifica??o de ramnolip?deos produzidos por Pseudomonas aeruginosa P029-GVIIA utilizando mela?o de cana como substrato. Com o caldo fermentado livre de c?lulas estudou-se as melhores t?cnicas de recupera??o e purifica??o do biossurfactante produzido para este sistema. Dentre os ?cidos estudados (HCl e H2SO4) para a etapa de precipita??o ?cida o HCl foi o que obteve melhor resultado atrav?s de um planejamento experimental 24. A extra??o foi realizada com o ?ter de petr?leo e a quantifica??o atrav?s do m?todo do ?cido tioglic?lico. Estudos de adsor??o foram realizados com carv?o ativado tanto em batelada atrav?s de um planejamento experimental 24 como em leito fixo com carv?o ativado e o seu efeito combinado com uma resina de intera??o hidrof?bica Streamline Phenyl, com a finalidade de separar o biossurfactante produzido. Para a identifica??o parcial foi utilizada a cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE). Os ensaios em batelada mostraram que a adsor??o ? governada pelo pH e pela temperatura. A redu??o da concentra??o de ramnolip?deo para a fase liquida foi de 41,4% e para a fase s?lida, foi poss?vel adsorver os biossurfactantes na propor??o de 15 mg de ramnolip?deo/ g de carv?o. A cin?tica em batelada foi ajustada ao modelo cin?tico de pseudo-primeira ordem obtendo o valor da constante de velocidade k1= 1,93 x 10-2 min.-1. Os ensaios em leito fixo variando a concentra??o da acetona (eluente), obteve fator de recupera??o de ramnolip?deo de 98% de recupera??o foi para a acetona pura. O efeito combinado em leito fixo do carv?o ativado com a resina de intera??o hidrof?bica mostrou-se eficiente na purifica??o de ramnolip?deos. Foi poss?vel purificar uma fra??o do caldo bruto, cuja pureza atingiu 98% ao se utilizar o eluido do carv?o ativado com acetona pura