Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os biossurfactantes são biopolímeros utilizados em vários setores industriais, porém ainda, não são economicamente competitivos com os surfactantes sintéticos, devido aos elevados custos de produção, onde o substrato representa 30% dos custos finais. Na busca de fontes alternativas e de baixo custo, no presente trabalho foi investigada as fontes agroindustriais, farelo de arroz (Oryza sativa), batata inglesa (Solanum tuberosum) e soja (Sorghum vulgare), como meio líquido para produção de biossurfactante por Bacillus subtilis UCP0999. Os ensaios foram realizados com e sem a adição de (2g/L) de peptona, sulfato de amônia e ou (0,01mL/L) de micro nutrientes, os quais foram inoculados com 5% de uma cultura de B. subtilis (106 UFC/mL), mantidos sob agitação orbital de 200rpm, por 30oC por 72 h. Ao final da fermentação, as células coletadas corresponderam a biomassa e do liquido metabólico livre de células foram avaliados pH, tensão superficial, índice de emulsificação (óleo de motor, diesel e querosene) e extração do biossurfactante produzido. Os resultados demonstraram que a bactéria utilizou o farelo de arroz e soja suplementado com peptona, produzindo um surfactante que reduziu a tensão superficial da água 72 mN/m para 37,80 mN/m e 37,70, respectivamente. A soja suplementada com micro nutrientes reduziu a tensão para 35,60 Mn/m. Por outro lado, quando utilizou o farelo de arroz suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia, produziram uma maior quantidade de biossurfactante, com 8,60 e 6,1 g/L, respectivamente, não apresentando resultados significativos quanto a redução da tensão superficial. Os biossurfactantes produzidos apresentaram altos índices de emulsificação em óleo de motor, querosene e diesel com valores de 30 a 100%, sendo os mais altos índices com caldo de batata e de soja, suplementados com micro nutrientes e sulfato de amônia. O biossurfactante produzido nos diferentes meios formulados demonstrou grande potencial de emulsificação de substancias hidrofóbicas e redução da tensão superficial, possibilitando utilização futura nos processos de biorremediação. / The biosurfactants biopolymers are used in various industrial sectors, but still, are not economically competitive with synthetic surfactants, due to high production costs, where the substrate is 30% of the final costs. In search of alternative and low cost in the present study, we investigated the sources agribusiness, rice bran (Oryza sativa), potato (Solanum tuberosum) and soybean (Sorghum vulgare), as a liquid medium for biosurfactant production by Bacillus subtilis UCP0999. Assays were performed with and without the addition of (2g / L), peptone, ammonium sulfate and either (0.01 mL / L) of micro-nutrients, which were inoculated with 5% of a culture of B. subtilis (106 CFU / mL), kept under orbital agitation of 200 rpm for 30 C for 72 h. At the end of fermentation, the cells collected corresponded to biomass and metabolic cell-free liquid were evaluated pH, surface tension, emulsification index (motor oil, diesel and kerosene) and extracting the biosurfactant produced. The results showed that the bacteria used and the rice bran supplemented with soy peptone, producing a surfactant to reduce surface tension of water to 72 mN / m to 37.80 mN / m and 37.70, respectively. The soy supplemented with micronutrients to reduce the tension 35.60 mN / m. On the other hand, when the used rice bran supplemented with nutrients and micro ammonium sulfate produced a greater quantity of biosurfactant with 8.60 and 6.1 g / L, respectively, showing no significant results regarding the reduction of surface tension . The biosurfactants produced showed high emulsification in motor oil, kerosene and diesel with values from 30 to 100%, with the highest rates with potato broth and soy supplemented with micronutrients and ammonium sulphate. The biosurfactant produced in the different media formulated demonstrated great potential for emulsification of hydrophobic substance and surface tension reduction, allowing for future use in bioremediation processes.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os biossurfactantes são compostos anfipáticos capazes de exibir uma variedade de propriedades tensoativas que, entre outras funções, auxiliam os micro-organismos a solubilizar e degradar substratos hidrofóbicos. Nos últimos anos, os biossurfactantes têm sido investigados como possíveis substitutos para os surfactantes sintéticos, especialmente por possuírem vastas aplicações ambientais. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi caracterizar o biossurfactante produzido pela bactéria Pseudomonas cepacia CCT6659 cultivada em 2% de óleo de soja residual e 2% de milhocina e aplicar a biomolécula na remediação de solo contaminado por derivados de petróleo. O biossurfactante foi inicialmente produzido, isolado e submetido à técnica de Cromatografia em Camada Delgada, sendo classificado como uma biomolécula predominantemente hidrofóbica e aniônica contendo lipídeos e carboidratos nas proporções de 75 e 25%, respectivamente. A caracterização por Ressonância Magnética Nuclear (1H e 13C NMR) revelou a presença de grupos carbonílicos, olefínicos e alifáticos, tipicamente observados em espectros de lipídeos. Experimentos de biodegradação foram posteriormente conduzidos em solo contaminado com compostos orgânicos hidrofóbicos coletado de uma antiga região portuária na presença de um consórcio autóctone. As amostras de solo, enriquecidas inicialmente com melaço de cana, foram submetidas aos seguintes tratamentos: condição 1 solo + células bacterianas, condição 2 solo + biossurfactante, condição 3 solo + células bacterianas + biossurfactante, condição 4 solo sem adição de células e biossurfactante (controle). Os resultados obtidos demonstraram 83% de degradação dos contaminantes na presença de ambos surfactante e micro-organismo produtor (condição 3) após os primeiros dez dias de experimento, enquanto que percentuais de degradação acima de 95% foram observados nas condições 1, 2 e 3 entre 35 e 60 dias. Os resultados obtidos demonstram o potencial do biosssurfactante e de seu micro-organismo produtor como coadjuvantes dos processos de remediação em solos contaminados com derivados de petróleo. / Biosurfactants are amphipathic compounds capable of displaying a variety of surface-active properties that, among other functions, assist microorganisms that degrade and solubilize hydrophobic substrates. In recent years, the biosurfactants have been investigated as possible replacements for synthetic surfactants, especially because they have large environmental applications. In this sense, the bacterium Pseudomonas cepacia CCT6659 cultured with 2% soybean waste frying oil and 2% corn steep liquor as substrates produced a biosurfactant with potential to be applied in bioremediation of soils. Firstly, the biosurfactant was produced, isolated and submitted to Thin Layer Chromatography, being classified as an anionic biomolecule with lipid and carbohydrate combination of 75 and 25% respectively. The characterization by proton nuclear magnetic resonance (1H and 13C NMR) revealed the presence of carbonyl, olefinic and aliphatic groups, being observed typical spectra of lipids. Four sets of biodegradation experiments were carried out with a soil contaminated by hydrophobic organic compounds amended with sugar cane molasses in the presence of indigenous consortium as follows: set 1 soil + bacterial cells, set 2 soil + biosurfactant, set 3 soil + bacterial cells + biosurfactant, set 4 soil without bacterial cells and biosurfactant (control). Interestingly, when biosurfactant and bacterial cells were used (set 3), significant oil biodegradation activity occurred (83%) in the first ten days of experiments, while maximum degradation of the organic compounds (above 95%) was observed in sets 1 , 2 and 3 between 35 and 60 days. It is evident from the results that the biosurfactant alone or its producer specie is capable of promoting biodegradation to a large extent.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biossurfactantes são metabólitos secundários de origem microbiana com propriedades tensoativas capazes de atuar como solubilizantes, dispersantes, formadores de espuma e agentes molhantes. Surfactantes de origem biológica são mais vantajosos do que os sintéticos, visto que exibem pouca toxicidade, biodegradabilidade e alta eficiência. Os surfactantes de origem biológica podem ser classificadas de acordo com alguns critérios como, por exemplo, seu peso molecular, carga iônica e tipo de secreção. Contudo, o princípio fundamental de classificação continua a ser a sua estrutura química, o que lhes permite ser divididos nas seguintes classes: glicolipídicos, lipopeptídicos, surfactantes particulares, ácidos graxos, fosfolipídios, lipídios neutros e biossurfactantes poliméricos. Essas biomoléculas possuem uma vasta gama de aplicações na indústria de alimentos, na agricultura, em couro, em cosméticos, na área têxtil, recuperação avançada do petróleo e na biorremediação. A contaminação de solos e águas subterrâneas por hidrocarbonetos tornou-se um foco de grande preocupação, a principal fonte destes poluentes provém de operações rotineiras de lavagem de navios, vazamentos de óleo no mar e, especialmente acidentes relacionados a exploração e transporte de petróleo. O uso de biossurfactante tornou-se uma ferramenta essencial na biorremediação de áreas impactadas por petróleo e seus derivados, estes hidrocarbonetos tornam-se mais acessíveis para degradação microbiana local quando tratados com agentes tensoativos. O biossurfactante lipopeptídico produzido por M. circinelloides apresentou atividade superficial de 26 mN/m relativamente estável em condições ambientais adversas, com uma CMC de 1,5% e rendimento de 6 g/L. O tensioativo exibiu semelhança aos surfactantes químicos por apresentar uma área de deslocamento de óleo de 50 cm2 em dispersão de água-óleo, bem como reduzir a viscosidade do óleo de 843,6 cP para 14,7 cP. Além disso, o biossurfactante foi capaz de recuperar 95,9% de óleo de motor adsorvido em uma amostra de solo argiloso, apresentando considerável potencial para uso em processos de biorremediação, especialmente na indústria de petróleo. / Biosurfactants are secondary metabolites of microbial origin with tensoactive properties capable of acting as solubilizers, dispersants, foaming agents and wetting agents. Surfactants of biological origin are more advantageous than synthetic ones, since they exhibit little toxicity, biodegradability and high efficiency. Surfactants of biological origin can be classified according to some criteria such as, for example, their molecular weight, ionic charge and type of secretion. However, the fundamental principle of classification remains their chemical structure, which allows them to be divided into the following classes: glycolipids, lipopeptides, particular surfactants, fatty acids, phospholipids, neutral lipids and polymeric biosurfactants. These biomolecules have a wide range of applications in the food industry, agriculture, leather, cosmetics, textiles, advanced oil recovery and bioremediation. Contamination of soils and groundwater by hydrocarbons has become a focus of major concern, most in developing countries, because of their wide environmental distribution, which can reach the ground, groundwater and air. Consequently, these toxic compounds are the leading causes of death from toxicity. However, the main source of hydrocarbons in the environment comes from routine shipwreck operations, oil leaks in the seabed and especially accidents related to the exploration and transportation of oil. The use of biosurfactant has become an essential tool in the bioremediation of areas impacted by oil and its derivatives, these hydrocarbons become more compatible for microbial degradation when treated with surfactants. The lipopeptide biosurfactant produced by M. circinelloides showed a relatively stable surface activity of 26 mN / m in adverse environmental conditions, with a CMC of 1.5% and yield of 6 g / L. The surfactant exhibited similarity to chemical surfactants by having a 50 cm2 oil displacement area in water-oil dispersion, as well as reducing the oil viscosity from 843.6 cP to 14.7 cP. The biosurfactant was able to recover 95.9% of adsorbed motor oil in a clayey soil sample, presenting considerable potential for use in bioremediation processes, especially in the petroleum industry.

Orientador: Vanildo Luiz Del Bianchi / Coorientador: Angeles Manresa Presas / Banca: Jonas Contiero / Banca: Iracema de Oliveira Moraes / Banca: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Roberto da Silva / Resumo: Os biossurfactantes são produzidos por micro-organismos e são compostos com baixa toxicidade e alta biodegradabilidade com capacidade de reduzir as tensões superficial e interfacial. Devido à vantagem de serem mais biodegradáveis quando comparados com os surfactantes de origem química, eles são mais apropriados para serem empregados em diversas aplicações. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a produção de biossurfactante por Bacillus subtillis e Bacillus amyloliquefaciens através de substratos distintos em fermentação em estado sólido e utilizar o biossurfactante produzido no tratamento biológico de efluentes industriais que contenham óleos e gorduras. Foram realizadas as fermentações com Bacillus subtillis e Bacillus amyloliquefaciens utilizando os substratos sólidos: farelo de trigo, crueira e bagaço de cana. As fermentações ocorreram em sacos de polietileno com 10 gramas de substrato sólido, acrescidos de solução tampão fosfato, manipueira e água destilada (como solução umedecedora na concentração para se obter 40, 60 e 80% de umidade) e 1 mL de glicerol ou óleo de fritura (como solução indutora) ou água destilada e foram incubados a 37°C por 48, 72 e 96 horas. Foram efetuadas análises de tensão superficial, índice de emulsificação, atividade emulsificante e produção bruta do biossurfactante (peso). Os resultados encontrados indicam que o micro-organismo Bacillus amyloliquefaciens produz biossurfactante e é capaz de reduzir a tensão superficial com valores próximos e até melhores do que o microorganismo Bacillus subtilis. Com relação a sua utilização em sistemas de tratamento de águas residuárias, não foram verificados resultados satisfatórios, porém não devem ser descartados estudos posteriores para melhores adequações das metodologias empregadas / Abstract: Biosurfactants are produced from microorganisms and are compounds with low toxicity and high biodegradability with ability to reduce surface and interfacial tensions. Due to the advantage of being more biodegradable compared to the chemical origin ones, they are more suitable to be used in different applications. This study aimed to evaluate the biosurfactant production by Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens through distinct substrates in solid state fermentation and use the biosurfactant produced in the biological treatment of industrial wastewater containing oil and grease. Fermentations were performed by Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens using wheat bran, crueira and sugar cane bagasse as solid substrates. Fermentations took place in plastic bags with 10 grams of solid substrate plus phosphate buffer, manipueira and distilled water (as humidifier solution in order to obtain 40, 60 and 80% humidity) and 1 mL of glycerol or an oil frying (as inductor solution) or distilled water and incubated at 37°C for 48, 72 and 96 hours. Analysis of surface tension, emulsification index, emulsifying activity and crude biosurfactant production (weight) were performed. The results indicate that the microorganism Bacillus amyloliquefaciens produces biosurfactant and is capable of reducing the surface tension to near and even better values than the microorganism Bacillus subtilis. With respect to their use in wastewater treatment systems, no satisfactory results were observed, but no further studies should be discarded for better adaptations to the employed methodologies / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-20Bitstream added on 2014-06-13T19:56:01Z : No. of bitstreams: 1 accorsini_fr_me_jabo.pdf: 1065382 bytes, checksum: cbf0a6376043b3af50a6c426c03f04d1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Biossurfactantes são compostos tensoativos produzidos por vários microrganismos, dentre esses microrganismos as leveduras se destacam por produzi-los em ampla escala. Para que a produção seja economicamente viável é sugerido o uso de fontes de carbono alternativas. O presente trabalho teve por objetivo isolar leveduras e verificar a capacidade de produção de biossurfactantes em fontes de carbono convencionais e alternativas. A partir de um consórcio microbiano enriquecido, foram isoladas sete leveduras e todas apresentaram potencial de produção de biossurfactantes em óleo de soja. O isolado LBPF 3, caracterizado como Candida antarctica, obteve o maior rendimento de produto com uma produção final de 13,86 g/L. Os isolados LBPF 7, caracterizado como Candida albicans, LBPF 9, LBPF 10, caracterizados como Candida glabrata, e LBPF 15, caracterizado como Candida albicans apresentaram potencial de produção de biossurfactantes em resíduos agroindustriais, com destaque para LBPF 9 que obteve a maior redução na tensão superficial do seu meio utilizando glicerol como substrato, aproximadamente 43% com 24 horas de incubação. A caracterização presuntiva dos isolados através da utilização de meios cromogênicos evidenciou a predominância do gênero Candida. Os produtos obtidos pelos isolados apresentaram atividade surfactante reduzindo a tensão superficial da água para valores que variaram de 34 mN/m para os produtos produzidos pelos isolados LBPF 3 e LBPF 7, a 43 mN/m para o isolado LPPF 9, utilizando glicerol como substrato. Conclui-se que o enriquecimento e posterior “screening” realizados para obtenção das leveduras foram eficientes. Os isolados demonstraram possuírem potencial para produção de biossurfactantes tanto em fontes de carbono convencionais como em resíduos... / Biosurfactants are bioactive agents that can be produced by many different microorganisms. Of these, yeasts stand out since they can produce these bioproducts in large scale. For this production to be economically viable, the use of alternative carbon sources is recommended. In the present study, different yeast strains were isolated to verify their capacity for producing biosurfactants using conventional and alternative carbon sources. From a enriched microbial consortium, seven different yeasts were isolated, and all showed potential for the production of biosurfactants in soybean oil. Isolate LBPF 3, characterized as species Candida antarctica, obtained the highest production: 13.86 g/L. Isolate LBPF 7, characterized as Candida albicans, isolates LBPF 9 and LBPF 10, each characterized as Candida glabrata, and yet LBPF 15, characterized as Candida albicans, all presented potential for the production of biosurfactants in agroindustrial residue. Of these, LBPF 9 stood out by obtaining the highest reduction of surface tension in its medium, approximately 43% after 24 hours, using glycerol as substrate. Presumptive characterization of the isolates was done by chromogenic analysis and showed a predominance of the Candida genera. The products obtained by the isolates presented surfactant activity which reduced the surface tension of water to values that varied from 34 mN/m, for the product obtained from isolates LBPF 3 and LBPF 7, to 43 mN/m for the isolate LBPF 9, all using glycerol as substrate. The obtained results led to the conclusion that the processes of enrichment and posterior screening, used for obtaining the yeasts, were efficient. The assessed isolates all showed potential for the production of biosurfactants in conventional sources of carbon as well as in agroindustrial waste, especially in glycerol. Therefore, the considered... (Summary complete electronic access click below)

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-04T13:42:04Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1325395 bytes, checksum: 78cd9c8200516699f0b0083ff622ab87 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T13:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1325395 bytes, checksum: 78cd9c8200516699f0b0083ff622ab87 (MD5) Previous issue date: 2017-06-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Several microorganisms have the capacity to produce biosurfactants and to degrade petroleum hydrocarbons, which can be used in the bioremediation strategies for the recovery of environments polluted by petroleum and its derivatives. The present work aimed to evaluate the potential of biosurfactants production and degradation of diesel oil by bacteria isolates, as well as to evaluate the growth dynamics of bacteria introduced into seawater and soil with addition of diesel oil in laboratory conditions (microcosm experiment). Phylogenetic analysis of the isolates was performed on the basis of 16S rRNA sequences. The biosurfactant production capacity was analyzed by diesel oil emulsification, hemolysis and rhamnolipid production tests on the medium with cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) and methylene blue. The presence of the genes rhlAB, involved in the synthesis of rhamnolipids and alkB, involved in the degradation of alkanes of diesel oil was evaluated by Polymerase Chain Reaction (PCR). The microcosm experiments were carried out using soil and seawater contaminated by diesel oil. Phylogenetic analysis of ten isolates of bacteria revealed that five isolates belonged to the genus Bacillus and five to the genus Pseudomonas. Emulsification of diesel oil was observed in four isolates in the Bushnell and Haas medium and in the nutrient broth. All isolates showed hemolytic activity and eight isolates produced rhamnolipids in medium with CTAB and methylene blue. The rhlAB gene was detected in four isolates, all belonging to the genus Pseudomonas, and the alkB gene in nine isolates. The results of the microcosm experiment with two isolates of P. aeruginosa introduced into soil and seawater containing 1% of diesel oil showed that their density increased from the fifth day of incubation indicating that the presence of diesel oil stimulated the growth of bacteria tested. The bacterial isolates analyzed in this study showed potential of application in bioremediation processes of environments contaminated by petroleum. / Vários microrganismos possuem a capacidade de produzir biossurfactantes e de degradar hidrocarbonetos do petróleo, os quais podem ser utilizados em estratégias de biorremediação para recuperação de ambientes poluídos pelo petróleo e seus derivados. No presente trabalho objetivou-se avaliar a produção de biossurfactantes e potencial de degradação do óleo diesel por bactérias, bem como a dinâmica de crescimento de bactérias introduzidas em água do mar e no solo com adição do óleo diesel em condições laboratoriais (experimento microcosmo). A análise filogenética dos isolados foi realizada com base de sequencias de RNAr 16S. A capacidade de produção de biossurfactantes foi analisada através dos testes de emulsificação do óleo diesel, hemólise e teste de produção de ramnolipídeos no meio com brometo de cetiltrimeltilamônio (CTAB) e azul de metileno. A presença do gene rhlAB, envolvido na síntese de ramnolipídeos e do gene alkB, envolvido na degradação de alcanos do óleo diesel foi avaliada pela Reação de Polimerase em Cadeia (PCR). Os experimentos microcosmo foram realizados utilizando solo e água do mar com adição do óleo diesel. Analise filogenética de dez isolados de bactérias revelou que cinco isolados pertenceram ao gênero Bacillus e cinco ao gênero Pseudomonas. A emulsificação do óleo diesel foi observada em quatro isolados no meio de Bushnell e Haas e no caldo nutriente. Todos os isolados apresentaram atividade hemolítica e oito isolados produziram ramnolipídeos em meio com CTAB e azul de metileno. O gene rhlAB foi detectado em quatro isolados, todos pertencentes ao gênero Pseudomonas, e gene alkB em nove isolados. Os resultados do experimento microcosmo mostraram que os dois isolados de P. aeruginosa introduzidos no solo e na água do mar contendo 1% de óleo diesel apresentaram aumento de densidade a partir do quinto dia de incubação indicando que a presença de óleo diesel estimulou o crescimento das bactérias testadas. Os isolados de bactérias analisados neste estudo exibiram potencial de aplicação em processos de biorremediação de ambientes contaminados por petróleo.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-04T14:12:32Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 832786 bytes, checksum: 68ea68627a9e9ff3af199ea5e374439a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 832786 bytes, checksum: 68ea68627a9e9ff3af199ea5e374439a (MD5) Previous issue date: 2015-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The biosurfactants are microbial secondary metabolites that decrease the surface tension and have emulsifying capacity. Among biossurfactants the rhamnolipids are the most studied. Generally, the biosurfactant production is induced by hydrocarbons or other oily substrates. In this study we analyzed the production of biosurfactants, with emphasis on rhamnolipids, and diesel oil degradation by 18 strains of bacteria isolated from the waste landfill soil contaminated by petroleum. Among the studied bacteria were found Gram-positive endospore-forming rods (39%), Gram-positive rods, without endospore (17%) and Gram-negatives rods (44%). The following methods were used to test for biosurfactants production: oil spreading, emulsification and hemolytic activity. All strains showed the ability to disperse the diesel oil, while 77% and 44% of the strains showed hemolysis and emulsification of diesel oil, respectively. Rhamnolipids production was observed in four strains which were classified basing on the 16S rRNA sequences as Pseudomonas aeruginosa. Only those strains showed gene rhlAB, involved in rhamnolipids synthesis, and antibacterial activity against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Erwinia carotovora and Ralstonia solanacearum. The higher production of rhamnolipids was 565.7 mg/L observed in mineral medium with olive oil (pH 8). With regard to the diesel oil degradation capacity, 7 strains were positive in reduction of the dye 2,6-dichlorophenolindophenol (DCPIP), while 16 had the gene alkane monooxygenase (alkB), and the producers of rhamnolipids were positive in both tests. The P. aeruginosa strains analyzed in this study have a potential to be applied in the bioremediation of petroleum contaminated environments and for biotechnological purposes. / Os biossurfactantes são metabolitos secundários produzidos por microrganismos, sendo os ramnolipídeos os mais estudados entres eles. Esses compostos diminuem a tensão superficial e possuem capacidade emulsificante. Geralmente, a produção de biossurfactantes é induzida por hidrocarbonetos ou por outros substratos oleosos. Neste trabalho foi analisada a produção de biossurfactantes, com ênfase nos ramnolipídeos, e a degradação de óleo diesel por 18 linhagens de bactérias isoladas do solo do aterro de resíduos contaminados por petréolo. Dentre as bactérias estudadas foram encontradas bastonetes Gram positivas formadoras de endósporos (39%), bastonetes Gram positivas, sem endospóros (17%) e bastonetes Gram negativas (44%). Diferentes testes foram utilizados para detectar a produção de biossurfactantes sendo eles: dispersão de óleo diesel, atividade hemolítica e capacidade de emulsificação. Todas as linhagens mostraram a capacidade de dispersar o óleo diesel, enquanto 78% e 44% das linhagens apresentaram hemólise e emulsificação do óleo diesel, respectivamente. A produção de ramnolipídeos foi observada em quatro linhagens que foram classificadas na base de sequencias de 16S rRNA como Pseudomonas aeruginosa. Apenas estas linhagens apresentaram o gene rhlAB, envolvido na síntese de ramnolipídeos, bem como a atividade antibacteriana frente a Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Erwinia carotovora e Ralstonia solanacearum. A maior produção de ramnolipídeos foi de 565,7 mg/L observada em meio mineral contendo azeite de oliva (pH 8). Com relação à capacidade de degradação do óleo diesel, foi observado que 7 linhagens foram positivas no teste de redução de 2,6 diclorofenol-indofenol (DCPIP), enquanto 16 apresentaram o gene alcano monoxigenase (alkB), sendo que os produtores de ramnolipídeos foram positivos em ambos os testes. As linhagens de P. aeruginosa analisadas neste estudo apresentam um potencial de aplicação nos processos de biorremediação de ambientes contaminados por petróleo e para os fins biotecnológicos.

Made available in DSpace on 2015-04-01T14:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2215115 bytes, checksum: 40dd5f4fb946f6f9e74f8da93471a174 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The lipases and biosurfactants produced by microorganisms are involved in the metabolism of oil substrates and they receive great biotechnological interest. In this work the production of lipases and biosurfactants by bacteria isolated from soil used for discard of the residual vegetable oil was analyzed. The 66 strains tested demonstrated lipolytic activity on the tributirine agar. In the rhodamine B agar medium with olive oil or soy oil, the number of lipolytic strains varied from 31,8% to 37,8%, depending on the substrate and medium pH. Lipolytic activity of the 25 positive strains in the rhodamine B agar with olive oil, analyzed by titrimetric method varied from 0.62 U/mL/min to 12.4 U/mL/min. The most active strain in the lipases production, identified as the species belonging to the Burkholderia cepacia complex by 16S rRNA gene sequencing analysis, was submitted to the Surface Respond Methodology analysis to determine the optimal conditions of pH and temperature. The Burkholderia sp. O19 strain showed high lipolytic activity in wide range of pH and temperature, and the highest activity was predicted for pH and temperature above 8.5 and 65oC. All of the bacterial strains showed to produce biosurfactants in at least one of the three analyzed methods. The test of dispersion of the diesel oil allowed the biosurfactants detection in all of the strains, while the oil emulsification and hemolytic activity were observed in 73% and 59% of the strains, respectively. The soil used for the disposal of vegetable oil proved conducive to prospecting of lipolytic microorganisms and producers biosurfactants. / As lipases e os biossurfactantes produzidos por microrganismos estão envolvidos no metabolismo de substratos oleosos e despertam grande interesse biotecnológico. Neste trabalho foi analisada a produção de lipases e biossurfactantes por bactérias isoladas de um solo utilizado para descarte do óleo vegetal residual. As 66 linhagens isoladas demonstraram atividade lipolítica quando incubadas no meio ágar tributirina. No meio contendo ágar rodamina B, com azeite de oliva ou óleo de soja, o número de linhagens lipolíticas variou de 31,8% a 37,8%, dependendo do substrato e do pH do meio. Atividade lipolítica das 25 linhagens positivas no ágar rodamina B com azeite de oliva, avaliada pelo método titulométrico, variou de 0,62 U/mL/min a 12,4 U/mL/min. A linhagem mais ativa na produção de lipases foi identificada, com o seqüenciamento do gene 16S rRNA, como espécie do complexo Burkholderia cepacia, e submetida à análise da Metodologia de Superfície de Resposta, para determinar as condições ótimas de pH e temperatura. A linhagem Burkholderia sp. O19 apresentou alta atividade lipolítica em ampla faixa de pH e temperatura, sendo que a maior atividade foi prevista para pH e temperatura superiores a 8,5 e 65oC. Todas as linhagens demonstraram produzir biossurfactantes com pelo menos um dos três métodos avaliados. O teste de dispersão do óleo diesel permitiu a detecção de biossurfactantes em todas as linhagens, enquanto a emulsificação e atividade hemolítica foram observadas em 73% e 59% das linhagens, respectivamente. O solo usado para o descarte de óleo vegetal mostrou-se propício à prospecção de microrganismos lipolíticos e produtores de biossurfactantes.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-15T17:45:12Z No. of bitstreams: 1 SinaraCarlaDaSilvaAraujo_DISSERT.pdf: 1885448 bytes, checksum: b4a8226a4f1778e4f626da3394657f9a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-29T20:51:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SinaraCarlaDaSilvaAraujo_DISSERT.pdf: 1885448 bytes, checksum: b4a8226a4f1778e4f626da3394657f9a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-29T20:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SinaraCarlaDaSilvaAraujo_DISSERT.pdf: 1885448 bytes, checksum: b4a8226a4f1778e4f626da3394657f9a (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Os microrganismos apresentam uma imensa diversidade gen?tica e est?o presentes em toda biosfera, no entanto cerca de 1% das esp?cies pode ser cultivada por t?cnicas laboratoriais padr?o. A metagen?mica tornou poss?vel o acesso direto ao genoma microbiano derivado de amostras ambientais, utilizando t?cnicas independentes de cultivo. A metodologia permite obter informa??o funcional de prote?nas, assim como a identifica??o de potenciais produtos com interesse biotecnol?gico e de novos recursos biol?gicos industrialmente explor?veis, a exemplo novas solu??es para impactos ambientais. ?reas contaminadas com petr?leo s?o caracterizadas por um grande ac?mulo de hidrocarbonetos e surfactantes s?o utilizados para sua biorremedia??o. Sendo assim, a abordagem metagen?nima foi utilizada para selecionar genes envolvidos no processo de degrada??o e biossurfacta??o de hidrocarbonetos. Em um trabalho anterior, o DNA ambiental (eDNA) foi extra?do de amostras de solo coletadas em duas diferentes ?reas (Caatinga e rio salino) do Rio Grande do Norte (Brasil), as bibliotecas metagen?micas foram constru?das e analisadas funcionalmente. Os clones capazes de degradar o ?leo foram avaliados quanto ? capacidade de sintetizar biossurfactante. O clone foi sequenciado e an?lise da sequencia revelou uma ORF com 897 pb, 298 amino?cidos e prote?na de peso molecular pr?ximo a 34 kDa. A busca por homologia no GenBank revelou similaridade com a sequ?ncia que codifica uma prote?na hipot?tica de representantes da fam?lia Halobacteriaceae, que foram mostradas recentemente como produtoras de biossurfactantes. A presen?a da sequ?ncia codificante inserida e do fen?tipo adquirido foram confirmadas. Primers foram desenhados e suas ORFs amplificadas por PCR. Em seguida, foram subclonadas em vetor de express?o pETDuet-1, contendo uma cauda de histidina, para express?o e posterior purifica??o da prote?na de interesse. Os testes foram realizados para confirma??o da atividade de biossurfactante e degrada??o de hidrocarbonetos e apresentaram resultados positivos. O ensaio de imunodetec??o (western blot) com a utiliza??o do anticorpo monoclonal Anti-His? confirmou a presen?a da prote?na ambiental. Esse estudo foi o primeiro a relatar uma poss?vel prote?na com atividade biossurfactante obtida a partir de uma abordagem metagen?mica. / The microorganisms have a vast genetic diversity and they are present throughout the biosphere, however, only about 1% of the species can be cultivated by traditional cultivation techniques. Within this diversity there is a huge pool genetic and biological being explored. The metagenomics has enabled direct access to microbial genome derived from environmental samples using independent methods of cultivation. The methodology enables to obtain functional information about the proteins, as well as identify potential products with biotechnological interest and new industrially exploitable biological resources, such as new solutions to environmental impacts. Oil-contaminated areas are characterized by a large accumulation of hydrocarbons and surfactants may be used for bioremediation. Thus, the metagenomic approach was used in this study in order to select genes involved in the degradation and hydrocarbon emulsification. In a previous work, the environmental DNA (eDNA) was extracted from soil samples collected from two different areas (Caatinga and Saline River) of Rio Grande do Norte (Brazil), the metagenomic libraries were constructed and functionally analyzed. The clone able to degrade the oil was evaluated for the ability to synthesize biosurfactants. The sequence analysis revealed an ORF with 897 bp, 298 amino acids and a protein with around 34 kDa. The search for homology in GenBank revealed sequence similarity with a hypothetical protein of representatives Halobacteriaceae family, who were recently shown as strains producing biosurfactants. The presence of the inserted coding sequence and the acquired phenotype was confirmed. Primers were designed and the ORF amplified by PCR. The ORF was subcloned into pETDuet-1 expression vector for subsequent purification of the protein of interest containing a histidine tail. The tests performed to confirm the biosurfactant activity and the ability of hydrocarbon degradation showed positive results. The immunodetection test (western blot) using the monoclonal AntiHis? confirmed the presence of the environmental protein. This study was the first to report a possible protein with biosurfactant activity obtained from a metagenomic approach

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