A contaminação por hidrocarbonetos é uma questão importante para o equilíbrio dos ecossistemas e resulta em problemas ecológicos e sociais. Os derrames de petróleo, em particular, são uma das principais fontes de contaminação de ambientes marinhos com hidrocarbonetos. Neste contexto, várias estratégias de remediação de águas contaminadas por petróleo foram desenvolvidas sendo mais frequentes a remoção física e o uso de surfactantes. Os surfactantes químicos são moléculas anfifílicas que apresentam capacidade emulsificante que reduzem a tensão superficial entre dois fluidos de diferentes polaridades. No entanto, estes compostos não são biodegradáveis e podem ser tóxicos para o meio ambiente. Uma alternativa é o uso de biossurfactantes, que são compostos sintetizados por microrganismos como subprodutos metabólicos. Os biossurfactantes apresentam vantagens quando comparados aos surfactantes tradicionais, principalmente a baixa toxicidade e a excelente biodegradabilidade. Podem ser obtidos por fermentação usando substratos de baixo custo, como açúcares e óleo vegetal como fontes de carbono. Nesse trabalho foi realizado um estudo para a identificação e a caracterização de biossurfactantes pela triagem de microrganismos isolados de ambientes contaminados com petróleo. Cinco entre 200 isolados testados foram positivos para os testes de colapso da gota, espalhamento de óleo, ensaios de emulsificação e diminuição significativa da tensão superficial abaixo de 30 mN/m. Os biossurfactantes produzidos por esses microrganismos foram caracterizados e sua identificação revelou que são bactérias do gênero Bacillus. Os biossurfactantes produzidos foram quimicamente caracterizados por análise por UHPLC-HRMS, indicando a produção de homólogos de surfactinas, destacando uma nova classe dessas moléculas. Cabe salientar que a bactéria Bacillus amyloliquefaciens MO4B se destacou por ser um produtor de biossurfactantes muito promissor para a reparação de danos ambientais causados por derramamentos de petróleo, através de processos de biorremediação e lavagem do solo, mesmo quando as amostras foram submetidas a alterações de pH ou expostos a elevadas temperaturas. / Oil pollution is an important issue for marine and terrestrial ecosystems and is responsible for major ecological and social problems. Oil spills, in particular, are a major source of contamination of marine environments with hydrocarbons. In this context, several strategies to clean water contaminated by oil were developed and the two most recent ones are the physical removal and the use of surfactants. Surfactants are amphiphilic molecules that have an emulsifying capacity and are capable of reducing the surface tension between two fluids of different polarities. However, these compounds are not biodegradable and may be toxic to the environment. An alternative is the use of biosurfactants, which are compounds synthesized by microorganisms as metabolic byproducts. Biosurfactants have a number of advantages when compared to surfactants, mainly low toxicity and excellent biodegradability. In addition, they can be fermented using low cost substrates such as sugars and vegetable oil as carbon sources. In this work, a study was carried out to identify and characterize biosurfactants through the screening of microorganisms isolated from environments contaminated with petroleum. Five out of 200 tested positive in drop collapse test, oil spreading, emulsification and reduction of surface tension below 30 mN/m assays. The biosurfactants produced were further investigated and have been identified as being related to the Bacillus genus. Additionally, the biosurfactants produced were chemically characterized via UHPLC-HRMS experiments, indicating the production of surfactin homologues, including a new class of these molecules. Worth pointing out is that Bacillus amyloliquefaciens MO4B has shownto be a very promising biosurfactant producer, potentially useful for the repair of environmental damage caused by oil spills, through bioremediation and soil washing processes, even when the samples were submitted to pH changes or exposed to high temperatures.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-02-02T16:28:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1522665 bytes, checksum: 58e369104aa4e0c485fa0b5e6d290b0a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-02T16:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1522665 bytes, checksum: 58e369104aa4e0c485fa0b5e6d290b0a (MD5) Previous issue date: 2017-10-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A PhaP é uma pequena molécula proteica com característica anfifílica, localizada na superfície de grânulos de polihidroxialcanoatos (PHA) e a sua habilidade em interagir com superfícies hidrofóbicas despertou interesse pela sua atividade como biosurfactante. Durante experimentos de expressão heteróloga da proteína PhaP em Escherichia coli, fora observado a “solubilização” atípica dos componentes celulares após a lise pelo processo de sonicação; entretanto, os métodos de ruptura de célula para liberação das moléculas produzidas por E. coli recombinante levam a liberação de grandes quantidades de LPS. Dessa forma, os produtos provenientes dessa bactéria, precisam passar por processos de purificação. Neste trabalho foi avaliado a toxicidade do biossurfactante PhaP de Azotobacter sp. FA8, expresso em E. coli, e três diferentes metodologias de purificação, sendo, aquecimento (AQ), precipitação fracionada (S.A) e cromatografia de afinidade (C.A) e, ao final, as proteínas foram liofilizadas, diluídas na quantidade de 50 mg/kg e utilizadas para o teste de toxicidade in vivo. Não ocorreu a morte de nenhum animal durante os 14 dias de tratamento diário, entretanto, a partir do 4o dia de tratamento alguns animais apresentaram diarreia. Tanto a série vermelha (RBC, HGB e HCT) quanto a série branca (WBC, LYM, MID e GRA) se mantiveram inalteradas em relação à quantidade e morfologia nos diferentes tratamentos. Não foi observada diferença nos níveis de creatinina, ureia e no perfil lipídico dos animais (colesterol total, triglicerídeos, HDL, VLDL e LDL). A quantidade de albumina foi maior no grupo C.A em relação ao grupo S.A, a quantidade de ALT e AST foi maior em relação aos grupos C.A e S.A e C.A, S.A e controle, respectivamente. Não foram observadas diferenças na morfologia nos órgãos dos animais tratados durante 14 dias consecutivos com a PhaP. Dessa forma concluí-se que através da associação da análises histológica, ausência na alteração dos valores do hemograma, da creatinina e da ureia que o biossurfactante PhaP, assim como possíveis vestígios de LPS presentes na amostra, não foram capazes de alterar a estrutura morfológica das células, o funcionamento dos órgãos associados ao metabolismo e digestão de substâncias ingeridas pelo trato gastro-intestinal, nem provocaram intoxicação nos animais. / PhaP is a small amphiphilic protein molecule located on the surface of polyhydroxyalkanoate (PHA) granules and its ability to interact with hydrophobic surfaces has aroused interest in its activity as biosurfactants. During experiments of heterologous expression of the PhaP protein in Escherichia coli, our research group observed atypical "solubilization" of the cellular components after lysis by the sonication process, however, the cell rupture methods for release of the molecules produced by E. coli recombinant cells lead to the release of large amounts of LPS. In this way, the products derived from this bacterium must undergo purification processes. The low toxicity of Azotobacter sp. Biosurfactant PhaP was tested. (AQ), fractional precipitation (SA) and affinity chromatography (CA), and, finally, the proteins were lyophilized, diluted in the amount of 50 mg / kg and used for the in vivo toxicity test. No animals died during the 14 days of daily treatment, however, from the 4th day of treatment, some animals presented diarrhea. Both the red series (RBC, HGB and HCT) and the white series (WBC, LYM, MID and GRA) remained unchanged in relation to the quantity and morphology in the different treatments. No difference was observed in creatinine, urea and lipid profile of the animals (total cholesterol, triglycerides, HDL, VLDL and LDL). The amount of albumin was higher in group C.A compared to group S.A, the ALT and AST was higher in groups C.A and S.A or C.A, S.A and control, respectively. No difference was observed in the morphology of the organs of the animals treated for 14 consecutive days with PhaP. In this way, was concluded by associating histological analysis, absence of changes in hemogram, creatinine and urea values, that the PhaP biosurfactant, as well as possible traces of LPS present in the sample, were not able to alter the morphological structure of the cells. functioning of the organs associated with the metabolism and digestion of substances ingested by the gastro-intestinal tract and did not provoke intoxication in the animals.

SOUSA, M. Bioconversão do glicerol para produção de biossurfactantes: aplicação no preparo de emulsões. 120 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T11:54:41Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_msousa.pdf: 1738023 bytes, checksum: 89ec24a2badc64edd76637d06afaa722 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T14:08:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_msousa.pdf: 1738023 bytes, checksum: 89ec24a2badc64edd76637d06afaa722 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T14:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_msousa.pdf: 1738023 bytes, checksum: 89ec24a2badc64edd76637d06afaa722 (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / Biosurfactants are amphipathic molecules, which possess in their chemical structure hydrophobic and hydrophilic segments, separated spatially, that favor the formation of emulsions and improve the availability of compounds to microbial cell. Given these characteristics, emulsifiers reduce surface tension at the interface of immiscible phases, thereby allowing them to blend in, forming an emulsion. Thus, this study was divided into six stages: the first stage aimed at studying the biosurfactant producers using glycerol, a co-product of biodiesel production from soybean oil, the commercial strain of Bacillus subtilis ATCC 6633, a known biosurfactant-producing was selected due their ability to synthesize biosurfactants from different carbon sources; the second stage aimed at studying the potential of Bacillus sp. strains, isolated from the tank of chlorination, at the Wastewater Treatment Plant on the “Campus do Pici” (WWTP-PICI), at the Federal University of Ceará, in producing biosurfactants; the third step was to experimentally evaluate and optimize the production of biosurfactant in shaker, using the strains selected during the screening; the fourth step was the process by using a 4 L batch bioreactor; the fifth step was to characterize the biosurfactant produced by determining the functional groups through studies of conformation and structure of compounds; and the sixth, to study the emulsifying power of the biosurfactant produced by the construction of phase diagrams for a subsequent application of the surfactant. Initially, a biosurfactant-producing strain of Bacillus subtilis (ATCC 6633) was cultived in a culture medium containing glycerin, a residue of the biodiesel industry, as carbon and energy source, in order to evaluate the viability of this raw material in the synthesis of biosurfactants. A maximum concentration of surfactin of 158.14 mg. L-1 was achieved. Next, a screening with seven strains of Bacillus sp. was performed aiming to study growth and biosurfactant production from glycerin. Only two strains (LAMI005 and LAMI009) were selected through two indirect methods, surface tension reduction and the ability to emulsify three hydrophobic sources (kerosene, soybean oil and n-hexadecane). Kinetics of growth and biosurfactant production was evaluated for the selected strains and best results in Erlenmeyer flasks was achieved with Bacillus subtilis LAMI005, 441.06 mg.L-1 of surfactin concentration and the surface tension remained stable in the range of 28.8 ± 0.05 mN.m-1 with a critical micelle concentration (CMC) of 19.8 mg.L-1. Later, tests were conducted in 4L bioreactor, but the concentration of surfactin obtained during grothw in shaker flasks were not achieved probably due to different aeration condition. The surfactin produced in bioreactor was subjected to analysis of the vibrational spectroscopy of Fourier transform infrared (FTIR), the spectra confirmed that the biosurfactant produced had similar characteristics to a standard of surfactin from Sigma. The behavior of phase diagrams showed the potential of the biosurfactant produced for emulsification, which is very encouraging regarding the possibility of biosurfactant applications in many industrial sectors. / Os biossurfactantes formam moléculas anfipáticas, que possuem em sua estrutura química segmentos hidrofóbicos e hidrofílicos, espacialmente separados que auxiliam a formação de emulsões e disponibilizam compostos à célula microbiana. Em função dessas características, os emulsificantes reduzem a tensão superficial na interface das fases imiscíveis, permitindo, portanto, que elas se misturem, formando a emulsão. Com isso, este trabalho foi dividido em seis etapas: a primeira tendo como objetivo avaliar a produção de biossurfactante a partir da glicerina, proveniente da produção do biodiesel de soja, pela cepa comercial de Bacillus subtilis ATCC 6633, possível produtora de biossurfactante que foi selecionada devido a sua habilidade em sintetizar biossurfactantes a partir de diferentes fontes de carbono; a segunda, resolveu-se avaliar o potencial de produção de surfactina por cepas de Bacillus sp. não patogênicas isoladas da Estação de Tratamento de Efluentes da Universidade Federal do Ceará, com propósito de avaliar o maior potencial de produção do biossurfactante; a terceira, avaliar e otimizar experimentalmente a produção de biossurfactante em mesa agitadora, utilizando a cepa selecionada durante o screening; a quarta, produção do biossurfactante utilizando biorreator de 4 L; a quinta, caracterizar o biossurfactante produzido, determinando os grupos funcionais, os estudos de conformação e estrutura dos compostos; a sexta, estudar o poder de emulsificação do biossurfactante através da construção de diagramas de fases para uma posterior aplicação do emulsificante. Inicialmente, foi analisada uma cepa produtora de biossurfactante de Bacillus subtilis (ATCC 6633), cultivada em meio de cultura contendo glicerina, um resíduo da indústria do biodiesel, como fonte de carbono e energia, a fim de avaliar a viabilidade desta matéria-prima na síntese de biossurfactante. Uma concentração máxima de surfactina de 158,14 mg.L-1 foi obtida. Posteriormente, um screening com sete cepas isoladas de Bacillus sp. foi realizado quanto ao crescimento e produção de biossurfactante a partir da glicerina. Apenas duas cepas (LAMI005 e LAMI009) foram selecionadas através de dois métodos indiretos, quanto a redução da tensão superficial e a capacidade de emulsionar três fontes hidrofóbicas (querosene, óleo de soja e n-hexadecano). Foi avaliada a cinética de crescimento e a produção de biossurfactante para as cepas selecionadas e o melhor resultado em frascos de Erlenmeyer foi realizado com Bacillus subtilis LAMI005, com concentração de surfactina de 441,06 mg.L-1 e tensão superficial que manteve-se numa faixa estável de 28,8 ± 0,05 mN.m-1 com uma concentração micelar crítica (CMC) de 19,8 mg.L-1. Posteriormente, ensaios foram realizados em biorreator de 4L, porém não se atingiu a concentração de surfactina produzida em mesa agitadora, devido, provavelmente, a condições de aeração, que não foi monitorada quando os ensaios foram realizados em frascos agitados. A surfactina produzida em biorreator foi submetida a análises de espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), através destes espectros foi confirmado que o biossurfactante produzido tinha características similares a surfactina padrão da Sigma. O comportamento dos diagramas de fases demonstrou o potencial de emulsificação do biossurfactante produzido nestes experimentos, que é bastante positivo em relação à possibilidade de aplicações do biossurfactante analisado em diversos setores industriais.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-05T22:29:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jaceline Maria de Negreiros Lima.pdf: 2733702 bytes, checksum: b599ee3401d4f544794e12a75df3a808 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-14T21:38:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jaceline Maria de Negreiros Lima.pdf: 2733702 bytes, checksum: b599ee3401d4f544794e12a75df3a808 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T21:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jaceline Maria de Negreiros Lima.pdf: 2733702 bytes, checksum: b599ee3401d4f544794e12a75df3a808 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / CAPES / Os lipídios são substâncias biológicas importantes, quimicamente constituídas moléculas polares e não polares, que podem ligar-se covalentemente a carboidratos e ou proteínas para formar glicolipídios e lipoproteínas, respectivamente. Em micro-organismos considerados acumuladores de lipídeos, constituem uma alternativa promissora na produção de insumos com alto valor agregado para as áreas médicas e farmacêutica, na indústria química, de tintas, de combustíveis, e como substratos para a produção de biossurfactantes. Neste sentido, estudos foram realizados com estirpes de Rhizopus isoladas de solos da caatinga de Pernambuco, Brasil, para a identificação morfológica, molecular, com a habilidade de crescimento em diferentes condições de pH, temperatura e salinidade, assimilação e fermentação das fontes de carbono e nitrogênio, detecção enzimática (amilase, protease, lipase, polifenoloxidase e tanase) pelo halo de produção e avaliação da produção de biomassa, lipídios e biossurfactante. A identificação foi através da visualização de esporângios, com amadurecimento, hifas não septadas, estolões e esporangiósporos com a presença dos rizóides. No teste de assimilação, observou-se a habilidade do Rhizopus microsporus var. chinensis, Rhizopus stolonifer e o Rhizopus microsporus var. microsporus em degradar e fermemntar várias fontes de carbono e nitrogênio apresentando baixa degradação e produção de gás. As amostras de Rhizopus apresentaram maior crescimento no meio com pH 4,7 e 9, com diâmetro máxima de 82mm e na presença de 2,5% do NaCl observou-se o crescimento máximo de 52mm, a temperatura de 28ªC. As amostras Rhizopus microsporus var. chinensis, R. stolonifer e R. microsporus var. microsporus para a detecção de lipase foi observada apenas para R. stolonifer com índice enzimático de 1,4mm e 1,13mm, tendo como substratos os indutores Tween 20 e 80, respectivamente. A maior produção de biomassa, lipídios totais e biossurfactante foi apresentado por R. microsporus com a formulação do meio para 20% de milhocina, 3% de farelo de trigo e 5% de manipueira, apresentando 5,5g/L de biomassa, 69% de acumulação de lipídios. A composição química dos ácidos graxos indicou a presença dos ácidos palmítico (23,6%), esteárico (5,5%), oléico (27,2%), linoléico (37,6%) e gama-linolênico ( 6,2%). A produção do biossurfactante foi evidenciada pela redução da tensão superficial da água de 72 para 28,50 mN/mL, indice de emulsifição (E24) de 90%, utilizando óleo de motor queimado, composição química por 59% de lipídeos, 20,90% de carboidratos e 16% de proteínas, tensão de superfície do biotensoativo produzido foram estáveis as temperaturas que variam de 0-100 (° C), pH (2-12) e os valores de concentração de NaCl (2-12% w / v) e o rendimento foi estimado em 3,64g / L. Os resultados obtidos indicaram que R. microsporus, é um micro-organismos promissor, considerando o potencial lipolítico, como fungo oleaginoso e produtor de molécula tensoativa, empregando meio de composição química alternativa, de baixo custo devido ao uso de substratos agroindustriais, além ampla aplicabilidade biotecnológica dos bioprodutos. / Lipids are important biological substances, chemically constituted polar and non-polar molecules, which can covalently bind to carbohydrates and or proteins to form glycolipids and lipoproteins, respectively. In microorganisms considered as lipid accumulators, they are a promising alternative in the production of high value-added inputs for the medical and pharmaceutical areas, the chemical industry, paints, fuels, and as substrates for the production of biosurfactants. In this sense, studies were carried out with Rhizopus strains isolated from soils of the caatinga of Pernambuco, Brazil, for morphological and molecular identification, with the ability to grow in different pH, temperature and salinity conditions, assimilation and fermentation of carbon sources and nitrogen, enzymatic detection (amylase, protease, lipase, polyphenoloxidase and tannase) by the production halo and evaluation of the production of biomass, lipids and biosurfactant. The identification was through the visualization of sporangia, with maturation, non-septate hyphae, stolons and sporangiospores with the presence of rhizomes. In the assimilation test, the ability of Rhizopus microsporus var. chinensis, Rhizopus stolonifer and Rhizopus microsporus var. microsporus to degrade and fermemntar several carbon and nitrogen sources presenting low degradation and gas production. Rhizopus samples presented higher growth in the medium with pH 4.7 and 9, with a maximum diameter of 82mm and in the presence of 2.5% of NaCl, the maximum growth of 52mm was observed, at 28ºC. The samples Rhizopus microsporus var. chinensis, R. stolonifer and R. microsporus var. microsporus for the detection of lipase was observed only for R. stolonifer with enzymatic index of 1.4mm and 1.13mm, having as substrates the Tween 20 and 80 inducers, respectively. The highest production of biomass, total lipids and biosurfactant was presented by R. microsporus with the formulation of the medium for 20% of corncine, 3% of wheat bran and 5% of mango tree, presenting 5.5g / L of biomass, 69% accumulation of lipids. The chemical composition of fatty acids indicated palmitic (23.6%), stearic (5.5%), oleic (27.2%), linoleic (37.6%) and gamma-linolenic acids %). The production of biosurfactant was evidenced by the reduction of the water surface tension from 72 to 28.50 mN / mL, emulsification index (E24) of 90%, using engine oil burned, chemical composition by 59% of lipids, 20,90 % of carbohydrates and 16% of proteins, surface tension of the biotensoativo produced were stable at temperatures ranging from 0-100 (° C), pH (2-12), and NaCl concentration values (2-12% w / The results indicated that R. microsporus is a promising microorganism, considering the lipolytic potential, as oleaginous fungus and tensoactive molecule producer, using an alternative chemical composition medium , low cost due to the use of agroindustrial substrates, and broad biotechnological applicability of bioproducts.

LIMA, L. B. Frequência de bactérias produtoras de biossurfactantes lipopeptídeos em sedimentos de manguezais do Ceará. 2013. 54 f. Dissertação (mestrado em Ciências Marinhas Tropicias) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2015-04-17T16:08:06Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_lblima.pdf: 1244329 bytes, checksum: 08b0d768517c37f790e3a264b1bcf376 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2015-04-17T16:08:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_lblima.pdf: 1244329 bytes, checksum: 08b0d768517c37f790e3a264b1bcf376 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T16:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_lblima.pdf: 1244329 bytes, checksum: 08b0d768517c37f790e3a264b1bcf376 (MD5) Previous issue date: 2013 / Biosurfactants are surface-active molecules with amphipathic character and natural origin, with an important physiological role for the producing organisms. These compounds have a wide range of industrial applications and there is a continuous search for new molecules. High diversity environments and still poorly understood, such as mangroves, represent promising sources of those metabolites producers. In this study, sediment samples from Timonha and Icapuí mangroves were used for the isolation of biosurfactant producing bacteria. The samples were heated at 60 °C/1 h to promote selection of spore-producing bacteria, which comprises the genus Bacillus, known to produce biosurfactants. Then, 200 microorganisms were selected and studied for biosurfactant production by cultivation in Surfactin Broth at 30 °C for 48 h. The cultures were centrifuged to separate the supernatant of cells, which were washed and eluted with distilled water. The screening for biosurfactant producing bacteria was performed using the emulsification test (E24) with the cells and supernatants, medium’s surface tension reduction, search for genes related to the production of surfactin and iturin, dispersant activities and productivity. From the hundred isolated from mangrove Timonha, 28 had emulsification index above 50% with the supernatants, and only 6 had good rates with cells. In Icapuí mangrove, 18 isolates had good rates with the supernatants, and only 4 with cells. No difference can be attributed to the different impact degrees of mangroves. The genes studied were found as follows: sfp - present in seven isolates from Timonha, and eleven from Icapuí; ituD and lpa14– detected in five isolates from Timonha and five from Icapuí. Bacteria with good results in E24 and surface tension reduction, but negative for the genes tested may consist of sources of new biomolecules. Thirteen isolates showed excellent oil dispersant activity, with formation of halos with the maximum size allowed by the petri dish. The present results show the great potential existing in mangroves microbiota for the production of surfactants lipopeptide and suggest an intrinsic role of these compounds in producing populations. / Biossurfactantes são moléculas de caráter anfipático, que apresentam características tensoativas importantes para os organismos produtores. Esses compostos apresentam um vasto campo de aplicação industrial, havendo uma contínua busca por novas moléculas. Ambientes de alta diversidade e ainda pouco estudados, como os manguezais, representam fontes promissoras de micro-organismos produtores desses metabólitos. Nesse trabalho, amostras de sedimentos de dois manguezais do Ceará, Timonha e Icapuí, foram utilizadas para o isolamento de bactérias produtoras de biossurfactantes, com o intuito de verificar a frequência desses compostos em sedimentos de manguezais e uma possível correlação com o grau de impactação do ambiente. Amostras de sedimentos foram aquecidas a 60 °C por 1 h, para promover a seleção de bactérias produtoras de esporos, conhecidas por produzirem biossurfactantes. Ao final do processo de isolamento foram selecionados 200 isolados que foram cultivados em Caldo Surfactina a 30 °C por 48 h. As culturas foram então centrifugadas, para separar o sobrenadante das células, que foram lavadas e eluidas em água destilada. O estudo da produção de biossurfactantes envolveu ensaios de emulsificação (E24), determinação da redução da tensão superficial, pesquisa dos genes para surfactina e iturina, capacidade de dispersão de óleo e determinação da concentração de biossurfactantes. Dos 100 isolados provenientes do manguezal de Timonha, 28 produziram índices de emulsificação acima de 50%, contra 18 dos 100 isolados do manguezal de Icapuí. O gene para surfactina (sfp) foi detectado em 7 isolados de Timonha e em 11 de Icapuí, enquanto os genes para iturina (ituD e lpa14) foram detectados em 5 isolados de Timonha e em 5 de Icapuí. Também foram encontrados isolados capazes de promover emulsificação e de reduzir a tensão superficial, que não carregavam os genes para surfactina e iturina, sugerindo a produção de outros tensoativos. Treze isolados se destacaram pela excelente capacidade de dispersar óleo derramado em água. Não se obsevou nenhuma correlação entre o grau de impactação dos manguezais estudados com a produção de biossurfactantes. Os resultados obtidos nesse trabalho revelam o grande potencial existente na microbiota dos manguezais para a produção de surfactantes lipopeptídeos e sugerem um papel intrínseco desses compostos nas populações produtoras.

MENESES, D. P. Produção de biossurfactante por Aureobasidium thailandense utilizando resíduos agroindustriais. 72 f. 2016. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-29T11:50:00Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_dpmeneses.pdf: 1810525 bytes, checksum: 20b371c4de55c1fdd9e19bd81763165d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T14:10:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_dpmeneses.pdf: 1810525 bytes, checksum: 20b371c4de55c1fdd9e19bd81763165d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T14:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_dpmeneses.pdf: 1810525 bytes, checksum: 20b371c4de55c1fdd9e19bd81763165d (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Biosurfactants are natural amphipathic molecules thus they can reduce the surface and interfacial tensions. They are produced by a variety of microorganisms, mostly by bacteria and yeasts. The aim of this study was to evaluate the biosurfactant production from the submerged fermentation process by Aureobasidium thailandense, isolated from Cashew stalk (Anacardium occidentale L.) using organic residues as carbon and nitrogen source. The first experiments were conducted in order to select the sources of nutrients from the following sources: molasses, waste water from the production of olive oil (olive mill wastewater - OMW), glucose, yeast extract and corn steep liquor (CSL). The study conducted using a fractional factorial 23-1 to analyze the effect of nitrogen sources (yeast extract and corn steep liquor) and olive mill wastewater concentrations in the medium. CSL obtained negative effect on the production of the biosurfactant. A central composite rotated design (CCRD - 22) including 4 trials in the axial conditions and three repetitions at the central point, was performed to optimize the yeast extract and olive mill wastewater concentration. The real values obtained from fermentation using the concentrations of 2 g/L of yeast extract, 1.5% (v/v) of OMW, 6 g/L of glucose and 1 g/L of KH2PO4 were 27 ± 2 5 mN/m and 28 ± 2.6 mN/m at 24 and 48 h, respectively. The maximum reduction in surface tension values of the fermentation broth generated were estimated at 27 mN/m (24 hours) and 28.2 mN/m (48 hours).The biosurfactant produced by A. thailandense showed a critical micelar concentration (CMC) of 550 mg/L, reducing the water surface tension from 72 ± 0.8 mN/m to 33 mN/m. The structure of the molecule represents CH3 – (CH2)10 –, where its ester portion has not yet been identified. The emulsifying ability was verified comparing the produced surfactant against the synthetic surfactant SDS (E24 = 57 ± 0.57%) at 10 mg/mL. It was obtained a E24 = 49 ± 0.4%. The surfactant produced by A. thailandense caused a 86% dispersion of crude oil in plate and its action after 24 hours remained stable, SDS surfactant showed no dispersion in the same time interval. / Os biossurfactantes são moléculas anfipáticas que atuam na redução da tensão superficial e interfacial de líquidos. São produzidos por uma diversidade de microrganismos, em sua maioria por bactérias e leveduras. O objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de biossurfactante por Aureobasidium thailandense isolado do pedúnculo do caju (Anacardium occidentale L.) utilizando resíduos agroindustriais como fonte de carbono e nitrogênio a partir do processo de fermentação submersa. Os primeiros experimentos foram realizados a fim de selecionar as fontes de nutrientes a partir: melaço, água residual da produção de azeite (olive mill wastewater - OMW), glicose, extrato de levedura e água de maceração de milho (CSL). A partir desse estudo preliminar foi realizado um fatorial fracionado 23-1, incluindo 3 repetições no ponto central, totalizando 7 ensaios para selecionar a fonte de nitrogênio (CSL e extrato de levedura). O CSL obteve efeito negativo na produção do biossurfactante. Dessa forma pode-se realizar um planejamento fatorial completo (DCCR- 22) para otimizar as concentrações de extrato de levedura e de OMW. Os valores obtidos para redução de tensão superficial do caldo fermentado foram 27 ± 2,5 mN/m e 28 ± 2,6 mN/m em 24 e 48 h, respectivamente e os estimados pelo planejamento foram de 27 mN/m (24 horas) e 28,2 mN/m (48 horas). Dessa forma o meio de fermentação foi otimizado nas seguintes concentrações: 2 g/L de extrato de levedura, 1,5% (v/v) de OMW, 6 g/L de glicose e 1 g/LKH2PO4. O biossurfactante produzido por A. thailandense apresentou uma concentração micelar crítica (CMC) de 550 mg/L, reduzindo a tensão superficial da água de 72 ± 0,8 mN/m para 33 mN/m. A estrutura da molécula não foi completamente elucidada, sabe-se que a cadeia carbônica CH3 – (CH2)10 – liga-se a uma porção éster. A ação emulsificante foi comparada ao surfactante sintético SDS (E24 = 57 ± 0,57 %) na concentração de 10 mg/mL, obtendo um E24 de 49 ± 0,4 %. O surfactante produzido por A. thailandense promoveu a dispersão de 86% do petróleo bruto em placa e após 24 horas sua ação manteve-se estável, o surfactante SDS não apresentou a dispersão nesse mesmo intervalo de tempo.

Orientador: Ederio Dino Bidoia / Banca: Marcia Nitschke / Banca: Adriano Pinto Mariano / Banca: Roberta Barros Lovaglio / Banca: Maria Aparecida Marin Morales / Resumo: Grande atenção vem sendo dada a contaminação por hidrocarbonetos resultante das atividades da indústria petroquímica. Dentre as tecnologias utilizadas na remediação e tratamento de áreas impactadas, a biodegradação vem despontando como um dos principais campos de pesquisa em microbiologia, se apresentando como uma técnica bastante eficaz. Dessa forma, o presente trabalho visou estudar a biodegradação de gasolina, óleo diesel e dos compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e o-xileno (BTE(o-)X) por Pseudomonas putida CCMI 852 com plasmídeo TOL pWW0, com aplicação de biossurfactante, para aumentar a biodisponibilidade de compostos hidrofóbicos, produzido por Pseudomonas aeruginosa LBI a partir do soro de ricota, como fonte de carbono e com avaliação da toxicidade com sementes de alface (Lactuca sativa) e genotoxicidade com sementes de cebola (Allium cepa), antes e após a biodegradação. Foi observado um potencial de produção de biossurfactantes do tipo ramnolipídios em soro de ricota como substrato alternativo para produção, com rendimento de 0,45 g L-1 . O monitoramento da biodegradação dos hidrocarbonetos, foi realizado por ensaios colorimétricos utilizando os indicadores redox DCPIP e TTC e a quantificação foi realizada por cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massa (CG/MS). Os testes colorimétricos foram eficientes e bastante eficaz para verificar a atividade bacteriana, indicando o potencial do microorganismo em degradar esses compostos, fato este que comprovou... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Great attention has been given to the contamination by hydrocarbons from the petrochemical industry. Among the technologies used in the remediation and treatment of impacted areas, biodegradation has emerged as a very effective technique, which is now among the main research fields in microbiology. Thus, this thesis aimed to study the biodegradation of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene (BTE(o-)X) by Pseudomonas putida CCMI 852 with the TOL pWW0 plasmid, as well as biosurfactant application to increase the bioavailability of hydrophobic compounds produced by Pseudomonas aeruginosa LBI using ricotta serum as the source of carbon. The evaluation of toxicity with lettuce seeds (Lactuca sativa) and genotoxicity with onion seeds (Allium cepa), before and after biodegradation, was also considered. The potential production of rhamnolipidic biosurfactants in ricotta whey as an alternative substrate yielded 0.45 g L-1. Monitoring the biodegradation of hydrocarbons was performed by colorimetric assays using the both DCPIP and TTC redox indicators. Quantification was performed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC / MS). The colorimetric tests were efficient and quite effective to verify the bacterial activity, indicating the potential of the microorganism to degrade these compounds. This fact was evidenced by GC / MS analysis. The plasmid TOL pWW0 found naturally in the bacterial line P. putida CCMI 852, gives the cells the ability to degrade hydrocarbons present in gasoline more easily relative to diesel oil. P. putida CCMI 852 was not able to metabolize benzene, nor individually, or in mixtures, indicating that the route of degradation of this specific strain is the TOL route. In the BTE(o-)X mixture, benzene caused a negative effect on the degradation of toluene, which had a degradation rate of 33.5% lower than its individual ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-13T19:39:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1166776 bytes, checksum: 11dd9b16e2d384140dca5dd1a52031b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T19:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1166776 bytes, checksum: 11dd9b16e2d384140dca5dd1a52031b2 (MD5) Previous issue date: 2003-08-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente estudo objetivou otimizar a produção de biossurfactantes por diferentes culturas bacterianas, em diferentes meios de cultura e com diferentes fontes de carbono, para aplicação no tratamento da borra oleosa sedimentada nos tanques de armazenamento de óleo combustível da RECAP (SP), pertencentes à Petróleo Brasileiro S/A (). Trinta e seis isolados, sendo 15 pertencentes ao Laboratório de Biodiversidade e Biotecnologia para o Meio Ambiente (BBMA) e 21 isolados da amostra de borra, foram avaliados quanto à produção de biossurfactantes. Dentre os 15 isolados com essa característica, foram selecionados cinco para a realização dos ensaios de otimização da produção de biossurfactantes. Os isolados foram identificados pela análise de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) utilizando o sistema Sherlock da Microbial Identification System (MIDI, Newark, DE, EUA) como Pseudomonas aeruginosa (88A), Bacillus subtilis (155) e Arthrobacter sp. (201). Os isolados 111A e 191 não foram reconhecidos pelo sistema Sherlock. A concentração micelar crítica (CMC) dos biossurfactantes nos meios de cultura, após a remoção das células, foi estimada por quantificação da tensão superficial pelo método de du Nouy. A diluição micelar crítica ficou entre 0,01% e 1% do meio, indicando que as concentrações dos biossurfactantes nos meios estavam de 100 a 10.000 vezes acima de suas CMCs. A estabilidade das emulsões água- querosene, na presença dos biossurfactantes, variou de 30 a 70% após 42 horas, enquanto a estabilidade da emulsão formada pela mistura do surfactante sintético SDS e querosene foi de 45%. A produção de biossurfactantes variou significativamente com a composição do meio de cultura. A borra oleosa foi um indutor efetivo da produção de biossurfactantes. Os biossurfactantes produzidos na fase anterior foram utilizados para tratar a borra oleosa, visando a separação do óleo e do material inerte. O processo mostrou-se altamente eficiente em recuperar o óleo retido, chegando-se a 95% de redução do volume da borra. Os resultados mostraram que a utilização de biossurfactantes para o tratamento de borras oleosas pode ser uma tecnologia econômica e ambientalmente viável, considerando o pequeno volume de cultura microbiana requerido para o tratamento. / This work aimed at optimizing the production of biosurfactants by bacterial cultures for the treatment of oily sludge from fuel oil storage tanks at Capuava Refinery (RECAP-SP), Petróleo Brasileiro S.A. (PETROBRAS). Fifteen strains of the belonging to the collection of Laboratório de Biodiversidade e Biotecnologia para o Meio Ambiente (BBMA) and 21 strains isolated from oily sludge samples were evaluated for biosurfactant production. Among the biosurfactant producing isolates, five were chosen for the optimization of biosurfactant production. The isolates were identified as Pseudomonas aeruginosa (88A), Bacillus subtilis (155), and Arthrobacter sp. (201). The isolates 111A and 191 could not be identified. The critical micelar concentration (CMC) of biosurfactants in the culture media after cell removal was estimated by measuring surface tension of diluted samples by the du Nouy method. The critical micelar dilution ranged from 0.01% to 1%, indicating that the biosurfactant concentration in the medium was 100 to 10.000 times higher than its CMC. The stability of water-querosene emulsions in the presence of biosurfactants ranged from 30% to 70% after 42 hours, while the stability of the mixture of the synthetic surfactant SDS with kerosene was 45%. The xcomposition of the culture medium significantly affected the production of biosurfactants. The oily sludge was an effective inducer of biosurfactant production. The biosurfactants produced by the five isolates were used for oily sludge treatment, aiming at the separation of oil from inert materials. The process was highly efficient, resulting in 95% reduction of the oily sludge volume. The results showed that the use of biosurfactants for oily sludge cleanup operations can be an economically and environmentally attractive technology.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-02T13:41:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1452750 bytes, checksum: 7baac87b3c69d1ac1f3266ebf2b62ff3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T13:41:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1452750 bytes, checksum: 7baac87b3c69d1ac1f3266ebf2b62ff3 (MD5) Previous issue date: 2014-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os biossurfactantes são compostos anfipáticos que possuem aplicações potenciais em diversas áreas. São considerados atóxicos e biodegradáveis, além de exibirem ótimas propriedades de superfície, como abaixamento de tensão superficial e da tensão entre duas fases imiscíveis (tensão interfacial) e excelente capacidade de emulsificação. Esses compostos têm composição variada, a qual depende do tipo de microrganismo que os produz e das condições de cultivo. O presente trabalho visou o isolamento e a triagem de microrganismos extremófilos obtidos a partir de material de compostagem de resíduos sólidos urbanos com potencial para a produção de biossurfactantes Foram obtidos 340 isolados, dos quais 37 produziram biossurfactante, em temperatura que variou de 40 oC a 70 oC e em meio de cultivo com concentração de NaCl de 50 g L–1. Foi estimada a velocidade específica de crescimento dos quatro isolados que apresentaram maior capacidade de produção de biossurfactantes, sendo que o isolado T1A63D apresentou maior velocidade de crescimento (μ = 0,83). A maior concentração de biossurfactantes, expressa como surfactina equivalente, foi detectado no isolado S1A1C (1295 mg L–1) em meio TSB. O uso dos solutos compatíveis mostrou-se eficiente para o isolamento de hipertermófilos que crescem a 70 oC, demonstrando que esses osmoprotetores desempenham papel relevante na sobrevivência dos microrganismos crescendo em altas temperaturas. / Biosurfactants are amphipathic compounds that have potential applications in various fields, considered non-toxic and biodegradable, and exhibit excellent surface properties such as surface tension and lowering the tension between two immiscible phases (interfacial tension) and excellent emulsifying capacity. These compounds are of variable composition which depends on the type of microorganism which produces and cultivation conditions. This study aimed at the isolation and screening extremophile microorganisms obtained from compost of municipal solid waste with potential for the production of biosurfactants were obtained 340 isolates, of which 37 produced biosurfactant in temperature ranging from 40 ° C to 70 oC and in culture medium with a concentration of 50 g L-1 NaCl. The specific growth rate was estimated from the four isolates had higher biosurfactants production capacity, and the isolated T1A63D had the highest growth rate (μ = 0.83). The highest concentration of biosurfactants, expressed as equivalent surfactin, was detected in isolated S1A1C (1295 mg L-1) in TSB medium. The use of compatible solutes was efficient for the isolation of hyperthermophilic growing at 70 ° C, showing that these osmoprotectors play an important role in the survival of microorganisms growing at high temperatures.

SILVA, F. S. F. da. Efluente da agroindústria do caju e óleo vegetal residual como matérias-primas para produção de biossurfactantes por bactérias de origem marinha. 2017. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2017-08-30T13:11:48Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_fsfdasilva.pdf: 2675497 bytes, checksum: baab360bb6280732dd280c6b83861d34 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2017-08-31T12:36:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_fsfdasilva.pdf: 2675497 bytes, checksum: baab360bb6280732dd280c6b83861d34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T12:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_fsfdasilva.pdf: 2675497 bytes, checksum: baab360bb6280732dd280c6b83861d34 (MD5) Previous issue date: 2017 / Biosurfactants are tensoative compounds produced by microorganisms that have the ability to solubilize substances with different polarities. These compounds can be produced from different substrates and can be applied in different industrial areas. Thus, the aim of this research was to investigate the potential of marine bacteria to produce biosurfactants using effluent from processing of cashew nut (CNE) and residual vegetable oil as a carbon source. Twenty bacterial strains from the bacteriological collection of the Laboratory of Fish and Environmental Microbiology (LAMAP) were tested. The strains were identified by 16S rRNA sequencing. Hemolytic activity and rhamnolipids production were performed as an indicative of biosurfactant biosynthesis. Then, fermentations were realized using both substrates and the metabolites produced were submitted to the following tests: droplet collapse, emulsion index, emulsification activity and antimicrobial activity. The samples that showed the best results were submitted to the ecotoxicological test using cucumber seeds (Cucumis sativus L.) as indicator organism. The strains were identified as species from the genus: Pseudomonas, Bacillus, Staphylococcus, Vibrio, Zobelella, Oceanimonas e Brachybacterium. Of the 20 strains tested, 65% showed hemolytic activity while 40% produced rhamnolipids. From the metabolization of the agroindustrial effluent and the residual oil, respectively, 90% and 70% of bacterial strains showed activity in drop collapse, while 60% and 20% produced emulsions with good quality and stability. In addition, 50% of the metabolites produced from CNE and 5% from residual oil showed antimicrobial activity against standard strain Staphylococcus aureus (ATCC 25923). The metabolites produced with both substrates showed toxic effects against cucumber seeds. These results showed the potential to produce good quality biosurfactant compounds from pollutant residues. However, a better characterization of these bioproducts, isolation and evaluation of their toxic effects on the environment is necessary. / Os biossurfactantes são compostos tensoativos produzidos por microrganismos que apresentam a capacidade de solubilizar substâncias de diferentes polaridades. Tais compostos podem ser produzidos a partir de diferentes substratos e possuem aplicação em diferentes setores industriais. O objetivo desta pesquisa foi verificar o potencial de produção de biossurfactantes por bactérias marinhas utilizando efluente de uma indústria de beneficiamento da castanha do caju (ECC) e óleo vegetal residual como matérias-primas. Foram testadas 20 cepas bacterianas pertencentes ao acervo do Laboratório de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP). As cepas foram identificadas através de sequenciamento da região do 16S do rDNA. Foram realizados testes de hemólise e produção de ramnolipídeos, indicativos da biossíntese de biossurfactantes. Em seguida, foram realizadas fermentações utilizando ambos os substratos e os metabólitos produzidos foram submetidos aos testes do colapso da gota, volume de emulsificação, estabilidade da emulsão, atividade de emulsificação e antimicrobiana. As amostras que apresentaram os melhores resultados foram submetidas ao teste ecotoxicológico utilizando sementes de pepino (Cucumis sativus L.) como organismo indicador. As cepas foram identificadas como espécies dos gêneros: Pseudomonas, Bacillus, Staphylococcus, Vibrio, Zobelella, Oceanimonas e Brachybacterium. Das 20 cepas testadas, 65% apresentaram atividade hemolítica enquanto 40% produziram ramnolipídeos. A partir da metabolização do efluente agroindustrial e óleo residual pelas cepas, respectivamente, 90% e 70% apresentaram atividade no teste do colapso da gota; 60% e 20% produziram emulsões com qualidade e boa estabilidade. Foi verificado que 50% dos metabólitos produzidos a partir do ECC e 5% do óleo residual apresentaram atividade antimicrobiana frente a bactéria Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Os metabólitos produzidos a partir dos dois substratos apresentaram efeitos tóxicos contra sementes de pepino. Esses resultados evidenciam o potencial para produção de biossurfactantes de boa qualidade a partir de resíduos poluentes. Contudo, existe a necessidade de uma melhor caracterização desses bioprodutos, isolamento e avaliação de seus efeitos tóxicos no ambiente.