Orientador: Edério Dino Bidóia / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Banca: Maria Aparecida Marin Morales / Resumo: A biodegradação tem sido há muito tempo um dos principais campos de pesquisa em microbiologia, cuja utilidade inclui a biodegradação de substâncias orgânicas e inorgânicas. Microrganismos podem ser ótimas ferramentas de remoção de poluentes em solo, água e sedimentos pelas suas inúmeras vantagens sobre outros processos. Para a limpeza de ambientes com hidrocarbonetos pela biorremediação deve-se explorar a habilidade dos microrganismos e compreender a maneira pela qual o processo ocorre em diferentes derivados do petróleo. Existem estudos que propõem a biorremediação de ambientes contaminados por hidrocarbonetos pela inoculação de microrganismos com potencial biodegradador e a adição de biossurfactantes. O presente trabalho estudou a biodegradação de diferentes derivados do petróleo com a proposta de aprimorar o processo pelo uso de biossurfactante produzido por Bacillus subtilis. Também foi avaliada a toxicidade das substâncias antes e depois da biodegradação. Os biossurfactantes produzidos foram adicionados aos ensaios de biodegradação de diferentes tipos de derivados do petróleo, incluindo óleo cru, compostos fenólicos, querosene, gasolina e óleos lubrificantes automotivos sintéticos e usados. Foram utilizados também, como comparação, óleos vegetais de soja e biodiesel. O estudo foi desenvolvido utilizando a técnica de respirometria a qual monitora a formação de CO2. Também foi utilizada a técnica de colorimetria pela análise da coloração do indicador redox DCPIP. Assim, a partir dos dados obtidos foram observados os diferentes perfis de biodegradação das diferentes substâncias, a fim de obter uma descrição de como a aplicação de biossurfactante produzido por B. subtilis afeta a biodegradação dos derivados do petróleo. Observou-se que a biodegradação dos derivados do petróleo ocorreu pela ação de consórcio de microrganismos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biodegradation has been for a long time a main field of study in microbiology whose application includes organic and inorganic substances biodegradation. Microorganisms can be great pollutant removal tools in soil, water and sediments due to their advantages compared to other processes. In order to accomplish hydrocarbon-polluted environments cleanup by bioremediation, the microorganisms' capabilities must be exploited and studied, so then information on different petroleum byproducts can be achieved. Some studies propose environmental biorremediation not only by hydrocarbon-degrading microorganisms' insertion, but also by adding biossurfactants. In this work, different petroleum byproducts biodegradation was studied, aiming a biodegradation improvement through inclusion of a Bacillus subtilis produced biosurfactant. Biosurfactant production was also evaluated, as well as the substances toxicity before and after biodegradation. The biossurfactant produced was added to biodegradation assays of many different substances: crude oil, phenolic compounds, kerosene, gasoline and automotive lubricant oils. As a comparison, vegetable soy oils and biodiesel had their biodegradation performance evaluated. This study was developed by using the respirometric technique which is capable of evaluate CO2 production during biodegradation. Also, another biodegradation monitoring technique was used with a redox dye and colorimetry. Thus, from data obtained, different biodegradation profiles were estabilished and a precise description on how the biossurfactant affects petroleum byproducts biodegradation could be designed. It was observed that biodegradation occurred through microorganism consortium and B. subtilis. Also, the biossurfactant application yielded a better biodegradation. The mathematical modeling of the biodegradation process was also possible... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jonas Contiero / Banca: Henrique Ferreira / Banca: Francisco José dos Santos / Banca: José Gregório Cabrera Gomez / Banca: Humberto Marcio Santos Milagre / Resumo: Os biossurfactantes são metabólitos secundários que apresentam atividade de superfície, podendo ser aplicados em diferentes processos industriais, como produção de fármacos, compostos químicos, cosméticos, biorremediação de ambientes poluídos por petróleo e derivados e recuperação terciária do petróleo. A maior vantagem destes compostos quando comparado aos surfactantes sintéticos reside na sua diversidade estrutural, baixa toxicidade e alta biodegradabilidade. Apesar das inúmeras vantagens apresentadas pelos biotensoativos, eles não são comercialmente utilizados devido ao alto custo de produção. O objetivo deste trabalho foi estudar a produção de ramnolipídios por mutantes de P. aeruginosa a partir de resíduos industriais e óleos vegetais, bem como caracterizar as propriedades de solução desses biossurfactante, além de verificar a influência da fonte de carbono na produção de homólogos de ramnolipídios por P. aeruginosa. Na primeira etapa as fermentações foram conduzidas em tubos de ensaio, após a seleção dos micro-organismos com potencial para alta produção, os mesmos foram testados em frascos Erlenmeyer. O mutante com potencial para elevada produção foi avaliado, junto com a linhagem selvagem, em fermentadores. A linhagem selecionada e a utilização do meio de cultura livre de cálcio contendo óleo de girassol como fonte de carbono acarretou em um aumento de 70% na produção de ramnolipídios. A adição de etanol às soluções de ramnolipídios comprovou o potencial desse tensoativo para serem aplicados na indústria de cosméticos, já que as propriedades de tensão superficial, agregação e emulsificação foram mantidas nas três concentrações de álcool adicionadas. Além disso, verificou-se que a mudança da fonte de carbono acarreta alteração nos tipos ácidos graxos e proporções de homólogos de ramnolipídios produzidos por P. aeruginosa LBI 2A1 / Abstract: The biosurfactants are secondary metabolites that exhibit surface activity and can be applied in different industrial processes such as production of pharmaceuticals, chemicals, cosmetics, bioremediation of environments polluted by oil and derivatives and tertiary recovery of oil. The greatest advantage of these compounds compared to synthetic surfactants lies in their structural diversity, low toxicity and high biodegradability. Despite the numerous advantages provided by biosurfactants, they are not commercially used due to the high cost of production. The present study aimed to evaluate the production of rhamnolipids by mutants of P. aeruginosa using industrial waste and vegetable oils as carbon source, as well as to characterize the properties of these biosurfactant solutions and investigate the influence of carbon source in the production of homologous rhamnolipds by P. aeruginosa. In the first stage fermentations were conducted in test tubes, after selection of microorganisms with potential for high production they were tested in Erlenmeyer flasks. The mutant with the potential for increased production was assessed, along with the wild strain in bioreactors. The selected strain and the calcium free medium used with sunflower oil as carbon source resulted in an 70% increase in the production of rhamnolipids. The addition of ethanol to the rhamnolipids solutions proved the potential of this biosurfactant to be applied in the cosmetic industry, since the properties of surface tension, emulsification and aggregation were held in all three concentrations of ethanol added. Moreover, it was found that changing the carbon source caused alteration in the types of fatty acids and rhamnolipids counterparts proportions produced by P. aeruginosa LBI 2A1 / Doutor

Orientador: Crispin Humbero Garcia Cruz / Banca: Benício Alves de Abreu Filho / Banca: Eleni Gomes / Resumo: Surfactantes são moléculas que por apresentarem porções hidrofílicas e hidrofóbicas são capazes de reduzir a tensão superficial de um meio fluido. Esta característica é importante para aplicações industriais fazendo destes tenso-ativos compostos de alto interesse. Compostos de origem microbiana que apresentam características surfactantes são denominados biossurfactantes e apresentam vantagens de serem produzidos a partir de substratos renováveis, serem biodegradáveis, apresentarem baixa toxicidade e especificidade química. O objetivo desse trabalho foi verificar a produção de biossurfactante pela bactéria Bacillus pumilus utilizando glicose, sacarose, vinhaça, óleo residual de fritura e melaço como substrato e avaliar o potencial para aplicação na biorremediação envolvendo óleo residual de fritura. O microrganismo foi mantido em meio ágar nutriente, para a produção de biossurfactante foi utilizado um meio mínimo basal composto por sais e óleo diesel acrescido de concentrações de 1 a 5% de glicose, sacarose, vinhaça, óleo residual de fritura e melaço, o pH foi ajustado a 7,0. A fermentação ocorreu em agitador orbital rotatório a 200 rpm em 30 ºC, e foi verificada a produção de biossurfactante após 24, 48, 72 e 96h de fermentação. Foi verificada a variação do pH após cada período de fermentação. O caldo fermentado foi centrifugado a 7077 x g a 4 ºC por 15 minutos. O crescimento celular foi determinado pela massa celular seca. A presença de biossurfactante foi verificada no caldo livre de células através da medição da tensão superficial, índice de emulsificação e concentração micelar crítica (CMC). O biossurfactante foi precipitado com etanol absoluto. A partir do melhor parâmetro de produção foi verificada a atividade emulsificante, atividade antimicrobiana e potencial para remoção do óleo residual de fritura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Surfactants are molecules that make portions of hydrophilic and hydrophobic are able to reduce the surface tension of a fluid medium. This feature is very important for industrial applications by making these surface-active compounds of high interest. Compounds of microbial origin that has characteristics surfactants are called biosurfactants and have advantages to be produced from renewable substrates, are biodegradable, they exhibit low toxicity and chemical specificity. The aim of the present study was to evaluate the biosurfactant production by Bacillus pumilus using glucose, sucrose, vinassa, waste frying oil and molasses as substrate and evaluate the potential for application in bioremediation involving residual oil frying. The bacterium organism was maintained on nutrient agar for biosurfactant production, it was used a minimal medium composed of salts and diesel oil increased by concentrations of 1 to 5% glucose, sucrose, vinassa, waste frying oil and molasses, pH was adjusted to 7,0. Fermentation occurred in an orbital shaker rotating at 200 rpm at 30 º C, and was evaluated the production of biosurfactant after 24, 48, 72 and 96 hours of fermentation. The change in pH was observed after each period of fermentation. The fermented broth was centrifuged at 7077 x g at 4 ° C for 15 minutes. The cell growth was determined by dry mass. The presence of biosurfactant was found in the cell-free broth by measuring the surface tension, emulsification index and critical micelle concentration (CMC). The biosurfactant was precipitated with absolute ethanol. From the best measure of production was checked emulsifying activity, antimicrobial activity and potential for removal of residual oil from frying the water and sand. Sucrose was the best substrate, it showed the highest biosurfactant production (26.83 g / L) and greater reduction of surface tension (32 mN / m)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre