Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2014-07-07T19:31:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Aldinéia Oliveira Damião.pdf: 1650458 bytes, checksum: 006e663435aa8353260b024a97c8ff15 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-07T19:31:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Aldinéia Oliveira Damião.pdf: 1650458 bytes, checksum: 006e663435aa8353260b024a97c8ff15 (MD5) / CNPq;Petrobras / Os biossurfactantes têm sido objeto de estudo em diversas áreas da biotecnologia, uma vez que estes apresentam propriedades biológicas aplicáveis a várias indústrias, tais como, a farmacêutica, de petróleo, de cosméticos e de alimentos. São capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial, e possuem vantagens importantes sobre os surfactantes químicos, pois além de serem menos tóxico e mais biodegradáveis, apresentam maior resistência às variações de temperatura, pH e a condições de elevada salinidade. Os biossurfactantes mais estudados são os raminolipídeos produzidos por bactéria do gênero Pseudomonas. Uma das alternativas para a melhoria do processo de produção seria a redução do custo, utilizando fontes de carbono reaproveitadas, como a glicerina bruta, por exemplo. Devido a grande importância biotecnológica dos raminolipídeos, este trabalho teve como objetivo investigar a produção de raminolipídeo em duas linhagens de Pseudomonas aeruginosa (CCMICS 106 e CCMICS 109) em Meio Salino Mineral (MSM) utilizando como fonte de carbono glicerina comercial (GC) e glicerina bruta (GB) a 2% e analisar a expressão genica das cepas no momento da produção. Observou-se que no MSM 2% GB as linhagens CCMICS 106 e 109 produziram 2,87 g/L e 2,31 g/L respectivamente. Já no MSM 2% GC as linhagens produziram 2,47 g/L e 3,96 g/L. O biossurfactante produzido pelas linhagens apresentou uma boa redução da tensão superficial (26mN/m a 30mN/m), assim como apresentou uma boa estabilidade quanto a temperatura, salinidade e pressão. Os resultados da produção demonstraram a viabilidade da utilização de glicerina bruta como substrato e como fonte alternativa de carbono e de baixo custo. Analisando a expressão gênica observou-se que no MSM2%GB a linhagem CCMICS 106 que apresentou uma produção um pouco maior, apresentou também uma maior expressão do gene rhlAB que constitui o operon responsável pela produção de ramnolipideo. Já no MSM2%GC a linhagem CCMICS 109 apresentou uma maior produção, porém neste meio de produção a expressão do gene rhlAB foi mais baixa, indicando assim que a mínima expressão deste gene no MSM2%GC foi suficiente para produzir uma maior quantidade de raminolipídeo.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2014-07-07T19:48:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Aldinéia Oliveira Damião.pdf: 1650458 bytes, checksum: 006e663435aa8353260b024a97c8ff15 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-07T19:48:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Aldinéia Oliveira Damião.pdf: 1650458 bytes, checksum: 006e663435aa8353260b024a97c8ff15 (MD5) / CNPq;PETROBRAS / Os biossurfactantes têm sido objeto de estudo em diversas áreas da biotecnologia, uma vez que estes apresentam propriedades biológicas aplicáveis a várias indústrias, tais como, a farmacêutica, de petróleo, de cosméticos e de alimentos. São capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial, e possuem vantagens importantes sobre os surfactantes químicos, pois além de serem menos tóxico e mais biodegradáveis, apresentam maior resistência às variações de temperatura, pH e a condições de elevada salinidade. Os biossurfactantes mais estudados são os raminolipídeos produzidos por bactéria do gênero Pseudomonas. Uma das alternativas para a melhoria do processo de produção seria a redução do custo, utilizando fontes de carbono reaproveitadas, como a glicerina bruta, por exemplo. Devido a grande importância biotecnológica dos raminolipídeos, este trabalho teve como objetivo investigar a produção de raminolipídeo em duas linhagens de Pseudomonas aeruginosa (CCMICS 106 e CCMICS 109) em Meio Salino Mineral (MSM) utilizando como fonte de carbono glicerina comercial (GC) e glicerina bruta (GB) a 2% e analisar a expressão genica das cepas no momento da produção. Observou-se que no MSM 2% GB as linhagens CCMICS 106 e 109 produziram 2,87 g/L e 2,31 g/L respectivamente. Já no MSM 2% GC as linhagens produziram 2,47 g/L e 3,96 g/L. O biossurfactante produzido pelas linhagens apresentou uma boa redução da tensão superficial (26mN/m a 30mN/m), assim como apresentou uma boa estabilidade quanto a temperatura, salinidade e pressão. Os resultados da produção demonstraram a viabilidade da utilização de glicerina bruta como substrato e como fonte alternativa de carbono e de baixo custo. Analisando a expressão gênica observou-se que no MSM2%GB a linhagem CCMICS 106 que apresentou uma produção um pouco maior, apresentou também uma maior expressão do gene rhlAB que constitui o operon responsável pela produção de ramnolipideo. Já no MSM2%GC a linhagem CCMICS 109 apresentou uma maior produção, porém neste meio de produção a expressão do gene rhlAB foi mais baixa, indicando assim que a mínima expressão deste gene no MSM2%GC foi suficiente para produzir uma maior quantidade de raminolipídeo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work has as objective to investigate the production of biosurfactant employing strain of Pseudomonas aeruginosa using as source of carbon residual soybean oil from several foods frying. In the first assay the Pseudomonas aeruginosa were used ATCC 9027, isolated Pseudomonas aeruginosa from Landfarming REDUC (PALR) and a Pseudomonas aeruginosa PACL strain, isolated from a lagoon hydrocarbon-contaminated soil. To evaluate the results of the assay a two levels complete factorial experimental design was used, studying as variables the microorganism strain, the concentrations of residual soybean oil (OSR), the concentrations of nitrate of ammonium (AN) and brewery residual yeast (YRB). The experiments were performed in 500-mL Erlenmeyer flasks containing 50 mL of production medium, at 170 rpm and 30±1ºC, for a 48-hour fermentation period. Biosurfactant production has been monitored by measurements of rhamnose concentration (RM), surface tension (TS) and emulsifying activity (IE). The P. aeruginosa PALR, ATCC 9027 and the PALC were capable to reduce the superficial tension of the initial medium of 61± 1dynes/cm for 33,9; 28 e 26 dynes/cm, to produce g/L 0,25; 0,77 e 1,39 of rhamnose, with emulsification index of 60, 100 and 100%, respectively. The results obtained by experimental design proved that isolated Pseudomonas aeruginosa PALC presented potential greater to produce biossurfactante, being, therefore, selected for the other experiments carried out in at study. The optimization of OSR, AN, and RBY was accomplished by a central composite design (CCD) and their results analyzed by surface response analysis. The best planned results, was located on the central point, have corresponded to 22 g/L of RSO, 5.625 g/L of AN, and 11.5 g/L of RBY. The greater obtained concentration of rhamnose after 48 hours of fermentation, was 2,3 g/L with emulsifying activity of 100%. Employed the best result obtained in PCC, was determined, using a bioreactor, the best conditions of aeration rate (vvm) and agitation speed (rpm) using a complete factorial experimental design. In the optimized conditions, of 0,5 vvm (KLa of 10,2 h-1) and speed of agitation of 550 rpm, were obtained the superficial tension of 26,0 dyne/cm and synthesis of rhamnose of 3,26 g/L. Under the optimized conditions, the biosurfactant production from a mixture of waste frying soybean oil was compared with non used soybean oil (NUSO) and waste soybean oils used to fry in separate meats (MFSO), salty (SAFSO), and potatoes (POFSO). Finally was made a kinetic study, seeking to determine a model to represent the experimental data of rhamnose production and the nutrients consumption. After recovery and purification of the biosurfactant the rhamnose concentration increased in 80% in the final product, that is, 6,8 g/L. / Este trabalho tem como objetivo investigar a produção de biossurfactante empregando culturas de Pseudomonas aeruginosa utilizando como fonte de carbono óleos de soja residual proveniente da fritura de diversos alimentos. Nos primeiros ensaios foram empregados a Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Pseudomonas aeruginosa isolada do Landfarming REDUC (PALR) e a Pseudomonas aeruginosa PALC, isolada de solo de uma lagoa contaminada com hidrocarbonetos. Para selecionar a Pseudomonas e avaliar os resultados dos ensaios foi utilizado um planejamento fatorial a dois níveis, estudando como variáveis a linhagem de microrganismo, as concentrações de óleo de soja residual (OSR), de nitrato de amônio (NA) e de levedura cervejeira residual (LCR). Os experimentos foram realizados em Erlenmeyers de 500 mL de capacidade contendo 50 mL do meio de produção, a 170 rpm e temperatura de 30 ± 1ºC durante 48 h de fermentação. A produção de biossurfactante foi monitorada pelas determinações da tensão superficial (TS), da concentração de raminose (RM) produzida e da atividade emulsificante (IE). As P. aeruginosa PALR, ATCC 9027 e a PALC foram capazes de reduzir a tensão superficial do meio de 62 dina/cm ± 1 para 33,9; 28 e 26 dina/cm, produzir em g/L 0,25; 0,77 e 1,39 de raminose, com índice de emulsão de 60, 100 e 100%, respectivamente. Os resultados obtidos nestes planejamentos experimentais demonstraram que a Pseudomonas aeruginosa isolada PALC apresentou maior potencial para produzir biossurfactante, sendo, portanto, selecionada para os demais experimentos realizados neste estudo. A otimização das concentrações do OSR, NA e da LCR foram obtidas a partir de um planejamento de experimento composto central (PCC) e seus resultados analisados pelas superfícies de resposta. Os melhores resultados do planejamento foram encontrados no ponto central, correspondendo a 22 g/L de OSR, 5,625 g/L de NA e 11,5 g/L de LCR. A maior concentração obtida de raminose após 48 horas de fermentação, foi 2,3 g/L com índice de emulsão de 100%. A partir do melhor resultado obtido no PCC, determinou-se, utilizando um bioreator, as melhores condições de taxa de aeração (vvm) e velocidade de agitação (rpm) empregando um planejamento fatorial completo. Nas condições otimizadas, de 0,5 vvm (KLa de 10,2 h-1) e velocidade de agitação de 550 rpm, foram obtidos a tensão superficial de 26,0 dina/cm e síntese de raminose de 3,26 g/L. A partir das condições otimizadas, a produção de biossurfactante proveniente da mistura de óleo de soja residual foi comparada com óleo de soja in natura (OSN) e óleo de soja residual usado na fritura em separado de carnes (OSRC), salgados (OSRS) e batatas (OSRB). Finalmente foi feito um estudo cinético, visando determinar um modelo que representasse os dados experimentais de produção de raminose e de consumo de nutrientes. Após recuperação e purificação do biossurfactante a concentração de raminose aumentou em 80% no produto final, ou seja, 6,8 g/L. / Doutor em Engenharia Química