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Biodegradação do ácido 2,4- diclorofenoxiacético (2,4-D) por Burkholderia sp. SMF042 / Biodegradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) by Burkholderia sp. SMF042

Sousa, Antonio Francisco January 2013 (has links)
SOUSA, A. F. Biodegradação do ácido 2,4- diclorofenoxiacético (2,4-D) por Burkholderia sp. SMF042. 2013. 100 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2013. / Submitted by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2016-06-08T13:02:14Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_afsousa.pdf: 5202389 bytes, checksum: 60a1e3a4f444acf35435f180be499ae4 (MD5) / Approved for entry into archive by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2016-06-08T13:43:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_afsousa.pdf: 5202389 bytes, checksum: 60a1e3a4f444acf35435f180be499ae4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T13:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_afsousa.pdf: 5202389 bytes, checksum: 60a1e3a4f444acf35435f180be499ae4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Burkholderia bacteria it has ability to biodegrade pollutants considered numerous compounds. By the above, this study aimed to identify molecular SMF042 come from an isolated collection of Burkholderia species, verify their ability to biodegrade the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), to identify the enzymes involved in this process by electrophoresis two-dimensional (2D) and to analyze the expression of genes and TFDA tfdB track TFD biodegradation of 2,4-D. In order to make the extraction of RNA and protein bacterial growth was performed in two culture media BH (mineral medium), a control supplemented with glucose (600 mg / L) and another supplemented with 2,4-D (600 mg / L). RNA extraction was performed in the logarithmic phase while protein extraction was done at the beginning of the stationary phase of bacterial growth. The extracted proteins from two-dimensional map was determined for each reference condition. The adjustment of images of two-dimensional gels, the protein spot detection and evaluation of data to determine quantitative and qualitative changes, molecular weight (MW) and isoelectric point (pI) of the spots was made by the ImageMaster software and analysis of gene expression was qRT-PCR performed by using the method of relative expression 2-ΔΔCT. Through the analysis of the 16S rRNA isolate SMF042 was identified as Burkholderia phymatum. Regarding proteomics approach, the average number of spots of the replicas of the gels was 535 (control) and 705 (treated). The most abundant protein in the gels was observed in the range of 20 and 40 MW kDa and pH 5 and 6. Enzymes involved in the biodegradation of 2,4-D were identified using the values of pI and MW of spot against a database of proteins at ExPASy, they were: 2,4-D alpha KG-dependent dioxygenase (TFDA) and chlorocatechol 1 ,2-dioxygenase (tfdC) belonging saw PDT and 2,4-D oxygenase pathway cadRABK, both biodegradation of 2,4-D. Proteins involved in resistance to chemical stress, have also been identified, which are: protein chaperone DnaK and GrpE. The level of gene expression TFDA increased about 23 times compared to control. As shown, the isolated SMF042 was able to grow on a medium containing 2,4-D as sole carbon source expressed protein degradation pathways of 2,4-D, resistance to chemical stress and increased expression of gene TFDA, which indicates the importance of this bacterium in this pollutant biodegradation / Bactérias do gênero Burkholderia possuem a capacidade de biodegradar inúmeros compostos considerados poluentes. Mediante o exposto, este trabalho visou a identificação molecular do isolado SMF042 oriundo de uma coleção de espécies de Burkholderia, verificar sua capacidade biodegradar o herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), identificar as enzimas envolvidas neste processo por eletroforese bidimensional (2D) e a analisar a expressão dos genes tfdA e tfdB da via TFD de biodegradação do 2,4-D. A fim de fazer a extração de RNA e proteínas foi realizado o crescimento bacteriano em dois meios de cultivo BH (meio mineral), um controle, suplementado com glicose (600 mg/L), e outro suplementado com 2,4-D (600 mg/L). A extração de RNA foi realizada na fase logarítmica enquanto a extração de proteínas foi feita no inicio da fase estacionária de crescimento bacteriano. A partir das proteínas extraídas foi determinado o mapa bidimensional de referência para cada condição. O ajuste das imagens dos géis bidimensionais, a detecção de spots protéico e a avaliação dos dados para determinar variações quantitativas e qualitativas, massa molecular (MW) e ponto isoelétrico (pI) dos spots foi feito pelo programa ImageMaster e a análise da expressão dos genes, foi realizado por qRT-PCR empregando o método da expressão relativa 2-ΔΔCT. Por meio da análise do gene 16S rRNA o isolado SMF042 foi identificado como Burkholderia phymatum. No tocante a abordagem proteômica, o número médio de spots das réplicas dos géis foi de 535 (controle) e 705 (tratado). A maior abundância de proteínas foi observado nos géis na faixa de MW 20 e 40 KDa e pH 5-6. Enzimas envolvidas na biodegradação do 2,4-D foram identificadas utilizando os valores de pI e MW do spot em comparação com o banco de dados de proteínas no ExPASy, foram elas: 2,4-D alfa KG-dependente dioxigenase (tfdA) e clorocatecol 1,2-dioxigenase (tfdC) pertencentes a via TFD e 2,4-D oxigenase da via cadRABK, ambas de biodegradação do 2,4-D. Proteínas envolvidas na resistência ao estresse químico, também foram identificadas, sendo elas: proteína GrpE e chaperona DnaK. O nível de expressão do gene tfdA aumentou cerca de 23 vezes em relação ao controle. Pelo exposto, o isolado SMF042 foi capaz de crescer em um meio contendo 2,4-D como única fonte de carbono, expressou proteínas de vias de biodegradação do 2,4-D, resistência ao estresse químico e aumentou a expressão gênico de tfdA, o que indica a importância desta bactéria na biodegradação deste poluente
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Produção e caracterização de biossurfactantes viasndo a aplicação industrial e em processos de biorremediação

Matsuura, Ani Beatriz Jackisch 03 August 2018 (has links)
Orientador : Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:17:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsuura_AniBeatrizJackisch_D.pdf: 1945993 bytes, checksum: 4d44d0d3841173fb299443a3960ccc2b (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado
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Análise proteômica, potencial de biodegradação e formação de biofilme de Burkholderia SMF090 sob tratamento com gasolina comercial / Proteomic analysis, Biodegradation potential and biofilm formation of Burkholderia SMF090 under treatment with commercial gasoline

Lima, Mariana da Silva de January 2013 (has links)
LIMA, M.S. Análise proteômica, potencial de biodegradação e formação de biofilme de Burkholderia SMF090 sob tratamento com gasolina comercial. 2013. 67 f. Dissertação (MESTRADO EM BIOTECNOLOGIA) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2013. / Submitted by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2017-09-01T12:38:13Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_mdslima.pdf: 1741006 bytes, checksum: 359adb1f36cc306126973b67c1d5bae0 (MD5) / Approved for entry into archive by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2017-09-27T15:18:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_mdslima.pdf: 1741006 bytes, checksum: 359adb1f36cc306126973b67c1d5bae0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T15:18:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_mdslima.pdf: 1741006 bytes, checksum: 359adb1f36cc306126973b67c1d5bae0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Os compostos pertencentes ao grupo caracterizado como BTEX (sigla para designar Benzeno Tolueno Etilbenzeno e Xileno) são largamente utilizados na indústria como matéria prima para diversos produtos como herbicidas tintas gasolina corantes borracha dentre outras substâncias que podem ser praticamente inertes ou potencialmente poluidoras A utilização da atividade microbiana como alternativa aos tratamentos convencionais de despoluição destas substâncias tem sido bastante estudada como forma de remoção destes compostos visto que é um processo viável e que muitas vezes deixa pouco ou nenhum resíduo secundário Este trabalho teve como objetivo analisar a capacidade de biodegradação por meio de curvas de crescimento do perfil proteômico e do potencial de formação de biofilme de Burkholderia SMF090 submetida ao crescimento em meio mínimo BH suplementado com gasolina comercial Curvas de crescimento foram feitas em meio BH suplementados com 2000 ppm do poluente A análise proteômica foi feita a partir de crescimentos em meio BH suplementados com 2000 ppm de gasolina comercial As proteínas bacterianas do referido crescimento foram extraídas a fim de realizar a eletroforese bidimensional Foram analisadas as proteínas diferencialmente expressas entre tratamento e controle (crescimento apenas em meio BH) análise da tendência de pI e massa molecular das proteínas obtidas e identificação das mesmas a partir do Expert Protein Analysis System (Expasy) As curvas de crescimento mostraram que à medida em que a bactéria é submetida ao poluente seu crescimento é mais rápido sugerindo uma adaptação ao poluente pela célula bacteriana As proteínas encontradas na análise proteômica são principalmente proteínas relacionadas à síntese protéica e ao metabolismo energético bacteriano Nos géis bidimensionais foram encontrados também proteínas pertencentes à via de degradação de compostos BTEX presentes na gasolina As análises prévias do potencial de formação de biofilme demonstraram alta capacidade da célula de formar esta estrutura inclusive não havendo diferenças na formação de biofilme em presença e ausência de gasolina comercial Os resultados sugerem que Burkholderia SMF 090 tem alto potencial de bidegradação dos compostos BTEX presentes na gasolina podendo futuramente ser estudada como possível alternativa biotecnológica para fins de biorremediação / Les composés appartenant au groupe caracterisé comme BTEX (Sigle pour designé Benzene, Toluene, Ethylbenzene, et xylène) sont largement utilisés dans l'industrie comme matière première pour divers produits, comme herbicides, peintures, colorants, caoutchouc, et dans d'autres substances qui peuvent etre pratiquement inertes ou potenciellement polluantes.L'utilisation de l'activité microbienne comme alternative aux traitements conventionnels de dépollution de ces substances, a été très etudié comme une forme d'enlèvement de ses composés, vu que c'est un procès viable et que très souvent ne laisse que peu, ou pas, de residu secondair.Ce travail a eu comme objectif d'analiser la capacité de biodegradation, par le biais de courbes de croissance, du profil proteomique et du potentiel de formation de biofilm Burkholderia SMF090, soumit à la croissance en milieu minimum BH complété avec de l'éssence commerciale.Des courbes de croissance ont été faites en milieu BH completé avec 2000 ppm d'éssence.L'analise proteomique a été faite a partir de croissances en milieu BH completé avec 2000 ppm d'éssence commerciale.Il a été realisé une extraction des proteines bacteriennes de la dite croissance, et electrophorèse bidimensionnellee.Ont été analisées les proteines différentiellement produites entre traitement et contrôle (Croissance seulement en milieu BH), analise de la tendance de pI et masse moleculaire des proteines obtenues, et identification de celle-ci a partir de la base de données Expasy. Les courbes de croissance montrent que, au fur et á mesure que la basterie est soumise au polluant, sa croissance est plus rapide, suggérant une adaptation au polluant par la cellule bactérienne.Les proteines rencontrées dans l'analise proteomique, sont principalment des proteines relationnées á la synthèse protéique, et au metabolisme énergetique bactérien.Dans les gels bidimensionnels, ont été rencontrés aussi des proteines appartenant á la voie de dégradation de composés BTEX, présents dans l'éssence. Les premières analises du potenciel de formation de biofilm, ont montré la haute capacité de la celule á former cette structure, y compris sans avoir de differences dans la formation du biofilm,entre en présence et absence d'éssence commerciale. Les résultats suggerent que Burkholderia SMF 090 a un haut potenciel de biodégradation des composés BTEX presents dans l'éssence, pouvant dans le futur être etudié comme possible alternative biotecnologique a des fins bioremédiation.
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Aplicação de micro-organismos para remediação de áreas contaminadas com hidrocarbonetos

Allebrandt, Sara Regina January 2015 (has links)
A contaminação de solos e águas subterrâneas com hidrocarbonetos de petróleo tem sido objeto de muita preocupação nas ultimas décadas. E embora as indústrias petrolíferas ocupem um grande espaço na mídia com os grandes vazamentos acidentais, os postos de combustíveis em situação irregular demonstram na maioria das vezes uma contaminação silenciosa e que quando descobertos já ocasionaram um dano ambiental de grande extensão. Essas condições somadas a banalização dos procedimentos operacionais em instalações e a implementação tardia de uma legislação ambiental específica, fazem com que os pequenos e contínuos vazamentos apresentem elevados potenciais poluidores, colocando os postos de combustíveis na lista dos responsáveis pelo maior número de áreas contaminadas. Desta forma, tornam-se necessárias alternativas para mitigar esses impactos ambientais, sociais e econômicos e as técnicas de biorremediação surgem como uma solução de baixo custo, eficiência e viabilidade. Estas técnicas se baseiam na utilização de micro-organismos com potencial de biodegradar compostos, sendo práticas ambientalmente corretas e sustentáveis. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação comercial utilizando micro-organismos isolados do solo contaminado com hidrocarbonetos e comparar a aplicação desta formulação aos tratamentos de atenuação natural e bioestimulação. Para isso, 34 micro-organismos foram isolados de solo contaminado removidos de postos de combustíveis. Para avaliar a capacidade de biodegradação destes isolados, os mesmos foram submetidos a um teste prévio com indicador redox TTC, onde 24 foram positivos e então identificados através do sequenciamento do 16 S rRNA. O sequenciamento identificou 12 P. aeruginosa (99% de similaridade), três P. mendocina (99% de similaridade), uma P. pseudoalcaligenes (99% de similaridade) uma P. putida (97% de similaridade), uma P. stutzeri (99% de similaridade), três B. cereus (99% de similaridade), dois B. subtilis (99% de similaridade) e uma A. calcoaceticus (99% de similaridade). Os isolados identificados como P. aeruginosa não foram utilizados devido a sua patogenicidade, os demais foram submetidos a produção de biossurfactantes através da avaliação do índice de emulsificação, onde ambos tiveram uma IE entre 20 e 30%. Após os testes iniciais, cinco micro-organismos foram selecionados para compor o primeiro consórcio a ser utilizado no experimento de bioaumentação (P. mendocina (BPB 1.6), B. cereus (BPB 1.15), A. calcoaceticus (BPB 1.22), B. subtilis (BPB 1.13) e B. cereus (BPB 1.26). Para os experimentos foram montados os tratamentos de atenuação natural, bioaumentação/bioestimulação e bioestimulação, utilizado 300 g de um solo contaminado removido de um posto de combustível, o qual apresentou uma contaminação inicial de 134,49 mg Kg-1 de solo. Ao final do experimento (60 dias), os tratamentos mostraram uma redução de 84% para o tratamento de atenuação natural, 90% para o tratamento de bioaumentação/bioestimulação e 91% para o tratamento de bioestimulação. Após estes resultados um novo experimento foi montado em grande escala, utilizando 300 Kg de solo contaminado, onde os tratamentos de atenuação natural, bioaumentação/bioestimulação e bioestimulação foram monitorados com e sem a injeção de ar. O consórcio utilizado foi produzido em escala industrial (100 L) e composto por quatro micro-organismos, P. mendocina (BPB 1.8), B. cereus (BPB 1.20), B. cereus (BPB 1.26), B. sphaericus (BPB 1.35). A degradação dos contaminantes foram analisadas nas diferentes frações: C8–C11, C11–C14, C14–C20 e C20–C40, por cromatografia gasosa. Os resultados mostraram que o tratamento de atenuação natural com aeração reduziu 98% dos contaminantes. Já o tratamento de bioestimulação não obteve redução, tanto com a aplicação de ar quanto sem, e o tratamento de bioaumentação/biestimualação sem ar obteve uma redução de 85%. Para estes tratamento também foram monitorados a produção de CO2, o qual não obteve diferenças significativas entre os tratamentos, assim como a eletroforese em gel de gradiente desnaturante. / Contamination of soil and groundwater with petroleum hydrocarbons has been the subject of much concern in recent decades. And although oil industries occupy a large space in the media with large accidental spills, gas stations illegally staying show in most cases a silent contamination and when discovered already caused environmental damage of large extent. These conditions added the trivialization of operational procedures in facilities and the late implementation of a specific environmental legislation, make small continuous leaks and show high potential polluters, putting the gas stations in the list of the highest number of contaminated sites. Thus become necessary alternatives to mitigate these environmental, social and economic impacts and bioremediation techniques emerge as a low-cost solution, efficiency and viability. These techniques based on the use of microorganisms with potential to biodegrade compounds, being environmentally friendly and sustainable practices. Therefore, the objective of this study was to develop a commercial formulation using isolated from soil microorganisms contaminated with hydrocarbons and compare the application of this formulation to natural attenuation and biostimulation treatments. For this, 34 microorganisms were isolated from contaminated soil removed from gas stations. To evaluate the biodegradability of these isolates, they were subjected to a pretest with TTC redox indicator, where positive and 24 were then identified through the sequencing of the 16 S rRNA. The sequencing identified 12 P. aeruginosa (99% similarity), three P. mendocina (99% similarity), one P. pseudoalcaligenes (99% similarity), one P. putida (97% similarity), one P. stutzeri (99% similarity) three B. cereus (99% similarity), two B. subtilis (99% similarity) and one A. calcoaceticus (99% similarity). The isolates identified as P. aeruginosa were not used because of their pathogenicity, others were submitted to biosurfactant production by assessing the emulsification index, which both had a IE between 20 and 30%. After initial testing, five micro-organisms were selected to compose the first consortium to be used in bioaugmentation experiment (P. mendocina (BPB 1.6), B. cereus (BPB 1.15), A. calcoaceticus (BPB 1:2) B. subtilis (BPB 1.13) and B. cereus (BPB 1.26). For the experiments were mounted the natural attenuation treatments, bioaugmentation / biostimulation and biostimulation, used 300 g of contaminated soil removed from a gas station, which presented an initial contamination of 134.49 mg kg-1 soil. At the end of the experiment (60 days), the treatments showed a 84% reduction for the treatment of natural attenuation, 90% for the biostimulation treatment, bioaugmentation/ and 91% for the biostimulation treatment. After these results a new experiment was conducted on a large scale, using 300 kg of contaminated soil, where treatments of natural attenuation, bioaugmentation / biostimulation and biostimulation were monitored with and without the injection of air. The consortium used was produced on an industrial scale (100 L) and consists of four micro-organisms, P. mendocina (BPB 1.8), B. cereus (BPB 1.20), B. cereus (BPB 1.26), B. sphaericus (BPB 1.35). The degradation of contaminants in different fractions was analyzed: C8–C11, C11–C14, C14–C20 and C20–C40, by gas chromatography. The results showed that treatment of natural attenuation with aeration reduced 98% of contaminants. Already the biostimulation treatment did not obtain reductions both with air and with no application, and treatment of bioaugmentation / biestimualação with no air obtained a reduction of 85%. For these treatment were also monitored the production of CO2, which did not have significant differences between treatments, as well as electrophoresis in denaturing gradient gel.
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Estudo da produção e aplicabilidade de biossurfactante bacteriano produzido por Cepa isolada de manguezal cearense / Study of production and aplicability of bacterial biosurfactantant produced by a strain isolated from a mangrove in Ceara

França, Ítalo Waldimiro Lima de 03 February 2014 (has links)
FRANÇA, I. W. L. Estudo da produção e aplicabilidade de biossurfactante bacteriano produzido por Cepa isolada de manguezal cearense. 2014. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-05T18:32:29Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_iwlfrança.pdf: 2592610 bytes, checksum: 0884f5777c3b6a3b2aaba073b1978bf4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-10T14:46:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_iwlfrança.pdf: 2592610 bytes, checksum: 0884f5777c3b6a3b2aaba073b1978bf4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-10T14:46:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_iwlfrança.pdf: 2592610 bytes, checksum: 0884f5777c3b6a3b2aaba073b1978bf4 (MD5) Previous issue date: 2014-02-03 / The high demand for chemical surfactants in the worldwide market has increased the interest on biosurfactants, which are biodegradable substances produced by bacteria, yeasts and fungi. In this context, this work aims to study the biosurfactant production by a strain isolated from a Brazilian mangrove, as well evaluate its functional properties and applicability. The results has presented that the biosurfactant produced by strain ICA56, in mineral medium, was capable to reduce the surface tension of water from 72 to 30 mN.m-1 and interfacial tension on a water/gasoline system from 15 to 3 mN.m-1, showing its efficiency as a tensoative. The biosurfactant was capable to produce stable emulsion on some hydrophobic sources, as motor oil, soybean oil, hexane and kerosene. The emulsifying and tensoative properties of the bioproduct formed on ICA56’s cultivation have showed some stability through the environmental variations of pH, temperature and saline concentration, presenting some evidences of its wide applicability. Another result which proves the efficiency for the biosurfactant produced is the critical micelle concentration around 25 mg.L-1. The biosurfactant produced was able to remove hydrocarbons and heavy metals in contaminated environments simulating systems, presenting efficiency when it’s compared to chemical surfactants. Despite the efficiency of the functional properties and applicability of the biosurfactant, the production in mineral medium was around 200 mg.L-1, which is a reasonable concentration. So, it was evaluated 2 alternatives in order to increase the biosurfactant production: the influence of oxygen transfer and the use of unconventional substrates. The variation of agitation and aeration in bioreactor didn’t seemed to present such a significant result, showing that the operational condition of 200 rpm for agitation and 1 L.min-1 for aeration was the best among the tested conditions for biosurfactant production. However, the use of unconventional substrates proved to be a better alternative in order to increase the biosurfactant production, as well as reducing costs in the process, as higher yields were observed in comparison to mineral medium. Substrates such as sunflower oil and glycerol are presented as potential carbon sources for biosurfactant production by strain ICA56, obtaining concentrations of 870 mg.L-1 and 1420 mg.L-1 of the product of interest, in its raw form, respectively. / A grande procura por surfactantes químicos no mercado tem aumentado o interesse em biossurfactantes, substâncias biodegradáveis produzidas por bactérias, leveduras e fungos. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar a produção de biossurfactante por cepa isolada de manguezal cearense, bem como avaliar as propriedades funcionais e aplicabilidade do produto formado. Os resultados mostraram que o biossurfactante produzido pela cepa ICA56, em meio mineral, foi capaz de reduzir a tensão superficial da água de 72 para 30 mN.m-1 e interfacial de um sistema água/gasolina de 15 para 3 mN.m-1, mostrando sua eficiência como tensoativo. O biossurfactante produzido foi capaz de produzir emulsão estável em algumas fontes hidrofóbicas, tais como, óleo de motor, óleo de soja, hexano e querosene. As propriedades emulsificante e tensoativas do bioproduto formado no cultivo da cepa ICA56 mostraram-se estáveis frente às variações de pH, temperatura e concentração salina, mostrando indícios de sua ampla aplicabilidade. Outro resultado que comprova a eficiência do biossurfactante produzido é a sua concentração micelar crítica em torno de 25 mg.L-1. O biossurfactante produzido foi capaz de remover hidrocarbonetos e metais pesados em sistemas que simulavam ambientes contaminados, apresentando eficiência, quando comparado aos surfactantes químicos. Apesar da eficiência das propriedades funcionais e aplicabilidade do biossurfactante, a produção em meio mineral era em torno de 200 mg.L-1, sendo esta uma concentração razoável. Foram avaliadas duas alternativas para o aumento da produção de biossurfactante: a influência transferência de oxigênio em biorreator de bancada e a utilização de substratos não convencionais. A variação da agitação e aeração em biorreator de bancada não apresentou um resultado tão significativo, mostrando que a condição operacional de 200 rpm de agitação e 1 L.min-1 de aeração foi a melhor, dentre as avaliadas, para a produção de biossurfactante. Já a utilização de substratos não convencionais mostrou-se como uma melhor alternativa para aumentar a produção, pois além de reduzir custos no processo, foram observados maiores rendimentos do que no meio sintético. Substratos como óleo de girassol e glicerol são apresentados como potenciais fontes de carbono para produção de biossurfactante pela cepa ICA56, obtendo concentrações de 870 mg.L-1 e 1420 mg.L-1 do produto de interesse, na sua forma bruta, respectivamente.
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Biomateriais à base de quitosana de camarão e bactérias para remoçao de metais traços e petróleo / Biomaterials based on chitosan of shrimp and bacteria to remove trace metals and oil

Carvalho, Técia Vieira January 2006 (has links)
CARVALHO, Técia Vieira. Biomateriais à base de quitosana de camarão e bactérias para remoçao de metais traços e petróleo. 2006. 98f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Debora Oliveira (deby_borboletinha@hotmail.com) on 2011-12-22T14:16:11Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2012-01-23T16:57:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-23T16:57:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) Previous issue date: 2006 / As the environmental problems caused by the impacts of industrial activities increase the man tries to improve or to develop new descontamination techniques. The bioremediation stands out for a wide range of microorganisms that can metabolize many of the pollutants, besides not leaving residues or recalcitrant by-products, as it usually happens with other techniques. One of the most recent innovations in this concern is the use of immobilized microorganisms. The immobilization has many advantages besides facilitating the control of the process and the microorganisms. The chitosan, a natural polysaccharide that can be obtained from crustacea shells, presents several characteristics that turn it an ideal support for immobilization of certain microorganisms such as its biodegradability, lipofilic properties, capacity to form gel and beads and it can be reticulated. In this work was prepared a chitosan starting from chitin of shrimp shells with degree of desacetilation of 78% and molar mass of 117.000 Da. This polymer was used for immobilization of the Staphylococcus saprophyticus subsp. saprophyticus strain, selected by the cell-wall hydrophobicity, what turns it an emulsificant. Beads, membranes, films and hydrogels were produced with and without immobilized bacteria. The products were tested for oil-water emulsification, removal of copper and lead from contaminated water and as clotting of oil in water. The products were also available for the mechanical resistance, uniformity, solubility and analyzed by electronic microscopy of varredure. The results showed that the incorporation of the bacteria into chitosan improved significantly the resistance of this polymer. The chitosan membrane supported up to 53.62 Mpa while a similar membrane containing immobilized bacteria supported up to 73.96 Mpa. The beads with the bacterium also stood out for the uniformity and mechanical resistance during the tests of oil-water emulsification. The beads with cells unlike the beads without cells promoted the hydrocarbon emulsification, reaching of 60%. The films obtained by the treatment of the membranes with glycerol 20% behaved very different far from the membranes. The films were less resistant to traction, supporting 20.50 Mpa and 8.91 Mpa, for films without cells and with cells respectively. On the other hand, the films were significantly more elastic than the membranes, as proven by the values of the Young modules, 146.4 Mpa and 222.8 Mpa, for films without cells and with cells, respectively. The membranes with immobilized bacteria removed copper and lead more efficiently than the membranes without cells, while the films showed the same result independently of having or not immobilized cells. Both films were impermeable to the passage of copper and lead solutions. The beads containing cells were significantly more efficient for metal adsorption from samples of polluted waters. Comparatively, the copper was better adsorpted than the lead. There were not observed any difference on the removal of 200 μg/g of copper and lead that should be attributed to the differences of fresh and sea water. The copper and lead adsorption was of 20mg/g of chitosan while the desorption was more than 90% for the copper and more than 80% for the lead. No differences were observed among the petroleum coagulation spilled in water with chitosan gels with or without cells. In conclusion, the products developed and tested in this work showed great potential for bioremediation applications. / Ao mesmo tempo em que se avolumam os problemas ambientais causados pelos impactos de atividades industriais o homem tenta aperfeiçoar ou desenvolver novas técnicas de descontaminação. A biorremediação se destaca pela ampla gama de microrganismos que podem metabolizar muitos dos principais poluentes, além de não deixar resíduos ou subprodutos recalcitrantes, como geralmente ocorre com outras técnicas. Uma das mais recentes inovações nesta área diz respeito ao uso de microrganismos simobilizados. A imobilização traz uma serie de vantagens, além de facilitar o controle do processo e dos microrganismos. A quitosana, um polissacarídeo natural que pode ser obtido de carapaças de crustáceos, agrega várias características que o tornam um suporte ideal para imobilização de certos organismos. Destaca-se sua biodegradabilidade, lipofilicidade, capacidade de formar gel e microesferas, além de poder ser reticulado. Neste trabalho foi preparada uma quitosana a partir de quitina de carapaças de camarão com grau de desacetilação de 78% e massa molar média de 117.000 Da. Esse polímero serviu de matriz para imobilização de uma cepa da bactéria Staphylococcus saprophyticus subsp. saprophyticus, selecionada pela hidrofobicidade de sua parede celular, o que a torna um emulsificante. Foram produzidos esferas, membranas, filmes e hidrogéis de quitosana sem e com a bactéria imobilizada. Os produtos foram testados quanto à capacidade de emulsificação de misturas óleo-água, remoção de cobre e chumbo de amostras de águas contaminadas e como coagulantes de óleo em água. Os produtos também foram avaliados quanto à resistência mecânica, uniformidade, solubilidade, além de serem analisados por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a incorporação da bactéria a quitosana melhorou significativamente a resistência desse polímero. A membrana de quitosana suportou até 53,62 Mpa enquanto uma membrana semelhante contendo bactérias imobilizadas suportou até 73,96 Mpa. As esferas com a bactéria também se destacaram pela uniformidade e resistência a agitação mecânica durante os testes de emulsificação de misturas óleo-água. As esferas com células ao contrário das esferas sem células promoveram a emulsificação de hidrocarbonetos, atingindo um percentual de 60% de emulsificação. Os filmes obtidos pelo tratamento das membranas comglicerol 20% se comportaram bem diferentes das membranas. Os filmes foram menos resistentes a tração, suportando 20,50 Mpa e 8,91 Mpa, para filmes sem células e com células respectivamente. Por outro lado, foram significativamente mais elásticos do que as membranas, como provado pelos valores dos módulos de Young, 146,4 Mpa e 222,8 Mpa, para filmes sem células e com células, respectivamente. As membranas com bactérias imobilizadas removeram mais eficientemente cobre e chumbo do que as membranas sem células, enquanto os filmes independentemente de terem ou não células imobilizadas foram impermeáveis à passagem dessas soluções. As esferas de quitosana contendo células foram significativamente mais eficientes para adsorver cobre e chumbo de amostras de águas contaminadas. Comparativamente, o cobre foi melhor adsorvido do que o chumbo nas esferas. Não foram observadas diferenças na remoção de até 200 μg/g de cobre e chumbo atribuíveis às diferenças da água doce e água do mar. A adsorção de cobre e chumbo foi da ordem de 20 mg/g de quitosana enquanto a capacidade de dessorção foi de mais de 90% para o cobre e mais de 80% para o chumbo. Não foram observadas diferenças entre a coagulação de amostras de petróleo derramadas em água com géis de quitosana sem células ou com células. Conclusivamente, os produtos desenvolvidos e testados neste trabalho possuem grande potencial para emprego em atividades de biorremediação.
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Caracterização de consórcio e isolados bacterianos associados a biorremediação do manganês.

Barboza, Natália Rocha January 2015 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-14T17:55:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-15T16:51:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T17:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) Previous issue date: 2015 / O manganês é um contaminante comum em águas residuárias e drenagens produzidas por várias atividades mineradoras. A remoção deste metal é notoriamente difícil, devido à elevada estabilidade do íon Mn(II) em soluções aquosas. Uma alternativa para remoção do íon Mn(II) destes efluentes é a utilização de micro-organismos. Assim, a hipótese desse trabalho foi que espécies bacterianas presentes em água residuárias com elevada concentração de Mn(II) são capazes promoverem a elevação do pH do meio de cultura e, por sua vez, catalisar a oxidação do íon Mn(II) pelo oxigênio. Além disso, também foi objetivo determinar a participação ou não de enzimas pertencentes à família multicobre oxidase (MCO), como observado em alguns estudos. Dessa forma, nós investigamos o potencial de oxidação indireta do Mn(II) por um consórcio e por isolados bacterianos obtidos a partir de duas amostras de água de minas denominadas: (i) CL e (ii) BIA. O consórcio bacteriano, enriquecido a partir da água CL, utilizando-se meio K, foi capaz de remover 99,7% do Mn(II) do meio de cultura. A análise filogenética dos isolados obtidos a partir do consórcio CL demonstrou a predominância de membros dos gêneros Stenotrophomonas, Bacillus e Lysinibacillus. Foram observadas remoções de Mn(II) entre 58,5% e 82,7%, em sete dias de experimento para os isolados selecionados. Além disso, dois isolados bacterianos foram obtidos durante o isolamento de fungos a partir da amostra de água CL. Ambos foram identificados como Serratia marcescens através de abordagens moleculares e bioquímicas. A remoção do Mn(II) obtida por esses isolados foi 55% em sete dias de experimento, a partir de uma solução contendo 45 mg L-1 do íon Mn(II). Posteriormente, quatro cepas foram isoladas da amostra de água BIA e identificados como Klebsiella oxytoca. Dentre eles, o isolado SA8 foi testado quanto à sua capacidade para remover o íon Mn(II) a partir do meio de cultura, obtendo-se 82,7% de remoção. A oxidação catalítica de Mn(II) mediada por enzimas MOC e o envolvimento de proteínas extracelulares não foram detectados para todos os isolados estudados nesta tese. Experimentos realizados em condições aeróbicas demonstraram que a oxidação do Mn(II) não foi relacionada a presença de bactérias, uma vez que o reagente azul Leucoberbelin I revelou a presença de manganês oxidado em ambas as condições bióticas e abióticas, desde que o pH estivesse acima de 8,0. No entanto, em todas os experimentos bióticos, foi detectado um aumento significativo no pH do meio de cultura, o que não ocorreu nos frascos de controle, sugerindo um mecanismo indireto. Análises das células microbianas por microscopia eletrônica não indicaram a presença de manganês no interior das células, mas demonstraram depósitos de manganês em estruturas em torno dos isolados 13P, CL11 e CL35. Em resumo, esta tese identificou novas espécies (Stenotrophomonas, Lysinibacillus, Serratia e Klebsiella) com a capacidade de oxidar o íon Mn(II) através de um mecanismo sem a participação de MCO em que tanto o metabolismo quanto o crescimento bacteriano resultaram no aumento do pH da solução, catalisando a remoção do íon Mn(II) por um mecanismo químico. ____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Manganese is a contaminant in wastewaters and drainages produced in several mining operations. The removal of this metal is notoriously difficult because of the high stability of the Mn(II) ion in aqueous solutions. An alternative for Mn(II) removal from effluents is the use of microorganisms. Thus, the hypothesis of this thesis was that bacterial species present in wastewaters with high Mn(II) concentrations are able to increase the pH of the culture medium and, in turn catalyze Mn(II) oxidation by oxygen. Another objective was to determine whether the bacterial manganese oxidation mechanism involved the participation of enzymes belonging to the multicopper oxidase family (MCO), as was observed in some studies. We investigated the potential for indirect Mn(II) oxidation by a consortium and bacterial isolates obtained from two mine water samples named: (i) CL and (ii) BIA. The bacterial consortium enriched from the CL water, using K medium was able to remove 99.7% of the Mn(II) from a solution containing 45 mg.L-1. A phylogenetic analysis of the isolates from the consortium CL demonstrated the predominance of members of the Stenotrophomonas, Bacillus and Lysinibacillus genera. Mn(II) removal between 58.5% and 82.7% were observed in a seven-day-long experiment with selected isolates. In addition, two bacterial isolates were found during fungal isolation from the water sample CL. Both were identified as Serratia marcescens by a phylogenetic analysis and biochemical tests. Both isolates promoted 55% of Mn(II) removal in a seven-day-long experiment, from a solution containing 45 mg.L-1 of Mn(II). Subsequently, four strains were isolated from the water sample BIA and identified as Klebsiella oxytoca. Among them, the isolated SA8 was tested for its ability to remove the Mn(II) ion from the culture medium and the outcome was 82.7% removal. The catalytic oxidation of Mn(II) mediated by MCO and the involvement of extracellular proteins were not detected for all isolates studied in the current thesis. In the aerobic conditions of the experiments, Mn(II) oxidation was not bacterially related because the Leucoberbelin blue I reagent revealed oxidized manganese in both abiotic and biotic conditions provided the pH was above 8.0. However, in all of the biotic experiments, a significant increase in the pH of the culture medium was detected, which did not occur in the control flasks, hence suggesting an indirect mechanism. The observation of microbial cells in electron microscopy did not indicate the presence of manganese inside the cells but showed manganese deposits in the structures around isolates 13P, CL11 and CL35. Summarizing, this thesis identified new species (Stenotrophomonas, Lysinibacillus, Serratia and Klebsiella) with the ability to oxidize the Mn(II) ion by a non-MCO-driven mechanism in which either bacterial growth or cell metabolism resulted in the increase of solution pH, which catalyzed Mn(II) removal by a chemical mechanism.
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Suporte cerâmico para imobilização de basidiomicetos em biorremediação de solos.

Compart, Luciana Cristina Amaral January 2004 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-02-29T12:41:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_SuporteCerâmicoImobilização.pdf: 1573561 bytes, checksum: 17913c0266fe0cce055fa399b92bc745 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-11T13:22:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_SuporteCerâmicoImobilização.pdf: 1573561 bytes, checksum: 17913c0266fe0cce055fa399b92bc745 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T13:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_SuporteCerâmicoImobilização.pdf: 1573561 bytes, checksum: 17913c0266fe0cce055fa399b92bc745 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2004 / Entre os compostos sintéticos mais poluentes, podemos citar os organoclorados. A vida extremamente longa desses compostos, em ambientes naturais, amplifica a sua toxicidade e os problemas de riscos à saúde humana. No Brasil, fungos basidiomicetos estão sendo avaliados para a biorremediação de solos contaminados com organoclorados empregando-se biorreatores com 400kg de solo. Na etapa da inoculação ocorre perda de 70% da viabilidade do inóculo, devido ao atrito ocasionado pela mistura do micélio ao solo. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar um suporte para a imobilização do inóculo fúngico, visando diminuir o atrito e manter a viabilidade do inóculo. Dentre as diversas matérias-primas avaliadas (bucha vegetal, compósito celulose/caramelo, pó de ardósia e de alumina) foi selecionado o pó de ardósia. A forma de esfera oca (de ~16mm, ~22mm e ~49mm de diâmetro) foi considerada a mais apropriada para a elaboração dos suportes. A densidade real da ardósia estudada foi de 2,70g/cm3. As barbotinas (suspensão de pó de ardósia em água) nas concentrações de sólido de 40% e 50% v/v foram analisadas quanto à viscosidade e ao potencial Zeta, sendo a concentração de 40% v/v a que apresentou menor viscosidade e maior valor de potencial Zeta. A sinterização foi realizada nas temperaturas de 850°C, 950°C, 1000°C, 1050°C e 1070°C. O produto sinterizado foi analisado por difração de Raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), e porosidade por intrusão de mercúrio (PIM). O DRX mostrou que as fases presentes no pó de ardósia são quartzo, clorita, moscovita e albita, enquanto nas peças sinterizadas a 1050°C são quartzo, microclínio e albita. A temperatura de 1050°C é a mais indicada para a sinterização dos suportes cerâmicos, porque permite a obtenção dos suportes com porosidade menor que 1%, sem que ocorra a deformação dos mesmos. A imobilização de Psilocybe castanella CCB444 foi realizada por meio da inoculação de discos de crescimento obtidos em meio agar extrato de malte (MEA) nos suportes contendo o substrato lignocelulósico, previamente esterilizado. Os suportes colonizados foram incubados a 28°C. A biomassa fúngica foi estimada pela quantificação do ergosterol (conversão ergosterol-biomassa). O crescimento exponencial de P. castanella, imobilizado nos suportes, foi observado a partir do 14° dia. As atividades de fenoloxidases e de lacases foram determinadas em diferentes tempos de cultivo, empregando-se metodologias padronizadas. Estas atividades foram detectadas a partir do quinto dia de crescimento do inóculo imobilizado. Os suportes colonizados foram submetidos a teste de eficiência mecânica em moinho (75rpm), contendo areia grossa. O desgaste dos suportes, determinado por avaliação visual antes e após o teste, não foi influenciado pelo tamanho da esfera, nem pelo tempo de duração do ensaio. O teste de viabilidade consistiu em colocar o suporte (na proporção de 3%) no moinho contendo areia, por 45’ a 75rpm, e determinar a biomassa fúngica e as atividades enzimáticas, antes e após o ensaio. O inoculo não imobilizado também foi avaliado. O fungo imobilizado no suporte cerâmico teve uma perda de atividade enzimática de 5%, enquanto para o fungo não imobilizado esta perda foi de 88%. Os resultados evidenciaram o potencial dos suportes cerâmicos, produzidos com o pó de ardósia, para imobilização de inóculo fúngico, visando sua utilização em processos de biorremediação de solos. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Among the most pollutant synthetic compounds we can mention the organochlorines. The extremely long duration of these substances in the environment amplifies their toxicity and the risks for the human health. In Brazil, the basidiomycetes fungi are being evaluated for the bioremediation of contaminated soil using bioreactors with capacity of handling 400kg of soil. During the inoculation stage there is a loss of ~70% of the inoculum due to friction during mixing of the mycelia to the soil. The objective of the present work was to develop and characterize a support for fungi inoculum immobilization aiming to avoid the direct friction between inoculum and soil. We have investigated some raw materials (vegetable sponge, cellulose/caramel composite, alumina and slate powder for ceramics) for the support prodution. The slate powder was selected as the raw material for the ceramic support. The hollow sphere form (of ~16mm, ~22mm and ~49mm of diameter) was considered the most appropriate for the ceramic supports. The true density of the slate powder was mesured as 2.7g/cm3. The viscosity and the Zeta potential of the slips made with concentrations of 40% and 50% v/v of the slate powder were measured. The 40% v/v slip presented the lowest viscosity and the highest module of Zeta potential. The sintering was performed in an eletric muffle at 850°C, 950°C, 1000°C, 1050°C and 1070°C during 60 minutes. The sintered materials were analyzed used X-ray diffraction (XRD), scanning eletron microscopy (SEM) and mercury intrusion porosimetry (MIP). The XRD showed that the phases in the slate powder are quartz, chlorite, muscovite and albite while in the ceramic sample sinterized at 1050°C the phases were quartz, microcline and albite. The sintering temperature of 1050°C was selected for the production of ceramic support since we obtained samples with porosity < 1% and no cracks or warping. The immobilization of the Psilocybe castanella CCB444 was made by inoculating the mycelial disks into the ceramic supports with lignocellulose substrate. Colonized supports were incubated at 28°C. The fungal biomass was calculated by the quantification of ergosterol (ergosterol-to-biomass conversion). The exponential growth of P. castanella immobilized in the supports was observed after the day 14. The phenoloxidases and laccases activities have been determined at different time intervals and these activities have been detected after the 5th day of growth of immobilized inoculum. The colonized supports have been tested for mechanic resistence in a milling mill (75rpm) containing coarse sand. The abrasion of the supports determined by visual inspection before and after the test was not influenced neither by the size of the sphere nor by the testing time duration. In the viability test we have added 3% of the support spheres in the milling mill (75rpm during 45'). The determination of the fungic biomass and the enzymatic activities were measured before and after the assay. Immobilized fungus in the ceramic support had a 5% loss in the enzymatic activity while not immobilized fungus had a 88% loss. The results commfirm the great potential of the ceramic supports for fungal inoculum immobilization.
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Potencial de isolados bacterianos para uso em processos biotecnológicos e agroindustriais / Potential of bacterial isolates for use in biotechnological and agribusiness processes

Sacco, Laís Postai [UNESP] 09 June 2017 (has links)
Submitted by LAÍS POSTAI SACCO null (31625110898) on 2017-06-21T15:01:55Z No. of bitstreams: 1 Tese_Lais_Postai_Sacco.pdf: 14011418 bytes, checksum: e592a0bb9ebe0abbea9792c3fcc13a2e (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-21T16:09:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sacco_lp_dr_jabo.pdf: 14011418 bytes, checksum: e592a0bb9ebe0abbea9792c3fcc13a2e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T16:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sacco_lp_dr_jabo.pdf: 14011418 bytes, checksum: e592a0bb9ebe0abbea9792c3fcc13a2e (MD5) Previous issue date: 2017-06-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Consórcios de bactérias se constituem em comunidades microbianas que podem possuir um conjunto de diferentes vias metabólicas que podem mediar a degradação das diferentes moléculas. Além disso, esses consórcios de micro- organismos podem fornecer enzimas com grande utilidade em processos biotecnológicos aplicados a indústria. Estas enzimas estão sendo amplamente aplicadas em diversos setores da indústria, devido às vantagens como especificidade das enzimas catalizadoras, o baixo custo e, a facilidade de sua produção em larga escala, não produzir efeitos tóxicos nem gerar resíduos tóxicos ao ambiente. Levando em consideração o potencial dos consórcios microbianos e as vantagens das enzimas microbianas em processos biotecnológicos, esse trabalho teve como objetivo a aplicação de bactérias isoladas dos consórcios, em diversos processos biotecnológicos e agroindústriais. Foram utilizados dois consórcios para o isolamento dos micro-organismos provenientes de solo com alta taxa de degradação de biomassa. Os consórcios foram cultivados em bagaço de cana-de-açúcar e carboximetilcelulose (CMC), assim como em outros resíduos da agroindustria como palha de milho, casca de amendoim, originando desta forma outras comunidades as quais foram utilizadas no isolamento de bactérias. Foram estudados dois isolados bacterianos produtores de exopolissacarídeos (EPS), a caracterização destes EPS e aplicação deles em biorremediação ou como agente antibiofilme. Além de serem isoladas bactérias produtoras de proteases, uma enzima muito utilizada na indústria. Foi realizado um screening destes isolados bacterianos com atividade proteolítica alcalina e se observou que 4 isolados possuem atividade para ser explorada em diferentes segmentos da industria e em processos de biorremediação. Observou-se ainda que os isolados bacterianos obtidos têm capacidade de solubilizar fosfato insolúvel, portanto foi realizada a aplicação de bactérias solubilizadoras de fosfato e produtoras de auxinas em sementes de feijão guandu, o que permitiu a seleção de dois isolados promissores para a utilização como inoculantes. / Bacteria consortia have different microbial communities, which may possess a set of different metabolic pathways that can mediate the degradation of different molecules. In addition, these consortia of microorganisms can provide enzymes with great utility in biotechnological processes applied to industry. These enzymes are being widely applied in various industry sectors, due to the advantages such as the specificity of the catalytic enzymes, the low cost, the ease of its large scale production, and because they do not produce toxic effects nor generate toxic waste to the environment. Taking into account the potential of microbial consortia and the advantages of microbial enzymes in biotechnological processes this study aimed to apply bacteria isolated from the consortia in various biotechnological and agribusiness processes. Two consortia were used to isolate microorganisms isolated from soil with high rate of biomass degradation. The consortia were cultivated in sugarcane bagasse and carboxymethyl cellulose (CMC), as well as other agribusiness residues such as maize straw and peanut shells, thus originating other communities that were used for the isolation of bacteria. The characterization of two bacterial isolates producing exopolysaccharides (EPS), the characterization of these EPS and the application in bioremediation or as an anti biofilm agent were carried out. In addition to being isolated producing-proteases bacteria, it is an enzyme widely used in industry. A screening of these bacterial isolates with alkaline proteolytic activity was carried out and as a result the 4 isolates have activity to be exploited in different segments of the industry and in bioremediation processes. These bacterial isolates have the ability to solubilize insoluble phosphate, therefore the application of phosphate-solubilizing bacteria and auxin producers in pigeon bean seeds were carried out, which allowed the selection of two promising isolates for use as inoculants.
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Aplicação de micro-organismos para remediação de áreas contaminadas com hidrocarbonetos

Allebrandt, Sara Regina January 2015 (has links)
A contaminação de solos e águas subterrâneas com hidrocarbonetos de petróleo tem sido objeto de muita preocupação nas ultimas décadas. E embora as indústrias petrolíferas ocupem um grande espaço na mídia com os grandes vazamentos acidentais, os postos de combustíveis em situação irregular demonstram na maioria das vezes uma contaminação silenciosa e que quando descobertos já ocasionaram um dano ambiental de grande extensão. Essas condições somadas a banalização dos procedimentos operacionais em instalações e a implementação tardia de uma legislação ambiental específica, fazem com que os pequenos e contínuos vazamentos apresentem elevados potenciais poluidores, colocando os postos de combustíveis na lista dos responsáveis pelo maior número de áreas contaminadas. Desta forma, tornam-se necessárias alternativas para mitigar esses impactos ambientais, sociais e econômicos e as técnicas de biorremediação surgem como uma solução de baixo custo, eficiência e viabilidade. Estas técnicas se baseiam na utilização de micro-organismos com potencial de biodegradar compostos, sendo práticas ambientalmente corretas e sustentáveis. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação comercial utilizando micro-organismos isolados do solo contaminado com hidrocarbonetos e comparar a aplicação desta formulação aos tratamentos de atenuação natural e bioestimulação. Para isso, 34 micro-organismos foram isolados de solo contaminado removidos de postos de combustíveis. Para avaliar a capacidade de biodegradação destes isolados, os mesmos foram submetidos a um teste prévio com indicador redox TTC, onde 24 foram positivos e então identificados através do sequenciamento do 16 S rRNA. O sequenciamento identificou 12 P. aeruginosa (99% de similaridade), três P. mendocina (99% de similaridade), uma P. pseudoalcaligenes (99% de similaridade) uma P. putida (97% de similaridade), uma P. stutzeri (99% de similaridade), três B. cereus (99% de similaridade), dois B. subtilis (99% de similaridade) e uma A. calcoaceticus (99% de similaridade). Os isolados identificados como P. aeruginosa não foram utilizados devido a sua patogenicidade, os demais foram submetidos a produção de biossurfactantes através da avaliação do índice de emulsificação, onde ambos tiveram uma IE entre 20 e 30%. Após os testes iniciais, cinco micro-organismos foram selecionados para compor o primeiro consórcio a ser utilizado no experimento de bioaumentação (P. mendocina (BPB 1.6), B. cereus (BPB 1.15), A. calcoaceticus (BPB 1.22), B. subtilis (BPB 1.13) e B. cereus (BPB 1.26). Para os experimentos foram montados os tratamentos de atenuação natural, bioaumentação/bioestimulação e bioestimulação, utilizado 300 g de um solo contaminado removido de um posto de combustível, o qual apresentou uma contaminação inicial de 134,49 mg Kg-1 de solo. Ao final do experimento (60 dias), os tratamentos mostraram uma redução de 84% para o tratamento de atenuação natural, 90% para o tratamento de bioaumentação/bioestimulação e 91% para o tratamento de bioestimulação. Após estes resultados um novo experimento foi montado em grande escala, utilizando 300 Kg de solo contaminado, onde os tratamentos de atenuação natural, bioaumentação/bioestimulação e bioestimulação foram monitorados com e sem a injeção de ar. O consórcio utilizado foi produzido em escala industrial (100 L) e composto por quatro micro-organismos, P. mendocina (BPB 1.8), B. cereus (BPB 1.20), B. cereus (BPB 1.26), B. sphaericus (BPB 1.35). A degradação dos contaminantes foram analisadas nas diferentes frações: C8–C11, C11–C14, C14–C20 e C20–C40, por cromatografia gasosa. Os resultados mostraram que o tratamento de atenuação natural com aeração reduziu 98% dos contaminantes. Já o tratamento de bioestimulação não obteve redução, tanto com a aplicação de ar quanto sem, e o tratamento de bioaumentação/biestimualação sem ar obteve uma redução de 85%. Para estes tratamento também foram monitorados a produção de CO2, o qual não obteve diferenças significativas entre os tratamentos, assim como a eletroforese em gel de gradiente desnaturante. / Contamination of soil and groundwater with petroleum hydrocarbons has been the subject of much concern in recent decades. And although oil industries occupy a large space in the media with large accidental spills, gas stations illegally staying show in most cases a silent contamination and when discovered already caused environmental damage of large extent. These conditions added the trivialization of operational procedures in facilities and the late implementation of a specific environmental legislation, make small continuous leaks and show high potential polluters, putting the gas stations in the list of the highest number of contaminated sites. Thus become necessary alternatives to mitigate these environmental, social and economic impacts and bioremediation techniques emerge as a low-cost solution, efficiency and viability. These techniques based on the use of microorganisms with potential to biodegrade compounds, being environmentally friendly and sustainable practices. Therefore, the objective of this study was to develop a commercial formulation using isolated from soil microorganisms contaminated with hydrocarbons and compare the application of this formulation to natural attenuation and biostimulation treatments. For this, 34 microorganisms were isolated from contaminated soil removed from gas stations. To evaluate the biodegradability of these isolates, they were subjected to a pretest with TTC redox indicator, where positive and 24 were then identified through the sequencing of the 16 S rRNA. The sequencing identified 12 P. aeruginosa (99% similarity), three P. mendocina (99% similarity), one P. pseudoalcaligenes (99% similarity), one P. putida (97% similarity), one P. stutzeri (99% similarity) three B. cereus (99% similarity), two B. subtilis (99% similarity) and one A. calcoaceticus (99% similarity). The isolates identified as P. aeruginosa were not used because of their pathogenicity, others were submitted to biosurfactant production by assessing the emulsification index, which both had a IE between 20 and 30%. After initial testing, five micro-organisms were selected to compose the first consortium to be used in bioaugmentation experiment (P. mendocina (BPB 1.6), B. cereus (BPB 1.15), A. calcoaceticus (BPB 1:2) B. subtilis (BPB 1.13) and B. cereus (BPB 1.26). For the experiments were mounted the natural attenuation treatments, bioaugmentation / biostimulation and biostimulation, used 300 g of contaminated soil removed from a gas station, which presented an initial contamination of 134.49 mg kg-1 soil. At the end of the experiment (60 days), the treatments showed a 84% reduction for the treatment of natural attenuation, 90% for the biostimulation treatment, bioaugmentation/ and 91% for the biostimulation treatment. After these results a new experiment was conducted on a large scale, using 300 kg of contaminated soil, where treatments of natural attenuation, bioaugmentation / biostimulation and biostimulation were monitored with and without the injection of air. The consortium used was produced on an industrial scale (100 L) and consists of four micro-organisms, P. mendocina (BPB 1.8), B. cereus (BPB 1.20), B. cereus (BPB 1.26), B. sphaericus (BPB 1.35). The degradation of contaminants in different fractions was analyzed: C8–C11, C11–C14, C14–C20 and C20–C40, by gas chromatography. The results showed that treatment of natural attenuation with aeration reduced 98% of contaminants. Already the biostimulation treatment did not obtain reductions both with air and with no application, and treatment of bioaugmentation / biestimualação with no air obtained a reduction of 85%. For these treatment were also monitored the production of CO2, which did not have significant differences between treatments, as well as electrophoresis in denaturing gradient gel.

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