AgÃncia Nacional do PetrÃleo / A grande procura por surfactantes quÃmicos no mercado tem aumentado o interesse em biossurfactantes, substÃncias biodegradÃveis produzidas por bactÃrias, leveduras e fungos. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar a produÃÃo de biossurfactante por cepa isolada de manguezal cearense, bem como avaliar as propriedades funcionais e aplicabilidade do produto formado. Os resultados mostraram que o biossurfactante produzido pela cepa ICA56, em meio mineral, foi capaz de reduzir a tensÃo superficial da Ãgua de 72 para 30 mN.m-1 e interfacial de um sistema Ãgua/gasolina de 15 para 3 mN.m-1, mostrando sua eficiÃncia como tensoativo. O biossurfactante produzido foi capaz de produzir emulsÃo estÃvel em algumas fontes hidrofÃbicas, tais como, Ãleo de motor, Ãleo de soja, hexano e querosene. As propriedades emulsificante e tensoativas do bioproduto formado no cultivo da cepa ICA56 mostraram-se estÃveis frente Ãs variaÃÃes de pH, temperatura e concentraÃÃo salina, mostrando indÃcios de sua ampla aplicabilidade. Outro resultado que comprova a eficiÃncia do biossurfactante produzido à a sua concentraÃÃo micelar crÃtica em torno de 25 mg.L-1. O biossurfactante produzido foi capaz de remover hidrocarbonetos e metais pesados em sistemas que simulavam ambientes contaminados, apresentando eficiÃncia, quando comparado aos surfactantes quÃmicos. Apesar da eficiÃncia das propriedades funcionais e aplicabilidade do biossurfactante, a produÃÃo em meio mineral era em torno de 200 mg.L-1, sendo esta uma concentraÃÃo razoÃvel. Foram avaliadas duas alternativas para o aumento da produÃÃo de biossurfactante: a influÃncia transferÃncia de oxigÃnio em biorreator de bancada e a utilizaÃÃo de substratos nÃo convencionais. A variaÃÃo da agitaÃÃo e aeraÃÃo em biorreator de bancada nÃo apresentou um resultado tÃo significativo, mostrando que a condiÃÃo operacional de 200 rpm de agitaÃÃo e 1 L.min-1 de aeraÃÃo foi a melhor, dentre as avaliadas, para a produÃÃo de biossurfactante. Jà a utilizaÃÃo de substratos nÃo convencionais mostrou-se como uma melhor alternativa para aumentar a produÃÃo, pois alÃm de reduzir custos no processo, foram observados maiores rendimentos do que no meio sintÃtico. Substratos como Ãleo de girassol e glicerol sÃo apresentados como potenciais fontes de carbono para produÃÃo de biossurfactante pela cepa ICA56, obtendo concentraÃÃes de 870 mg.L-1 e 1420 mg.L-1 do produto de interesse, na sua forma bruta, respectivamente. / The high demand for chemical surfactants in the worldwide market has increased the interest on biosurfactants, which are biodegradable substances produced by bacteria, yeasts and fungi. In this context, this work aims to study the biosurfactant production by a strain isolated from a Brazilian mangrove, as well evaluate its functional properties and applicability. The results has presented that the biosurfactant produced by strain ICA56, in mineral medium, was capable to reduce the surface tension of water from 72 to 30 mN.m-1 and interfacial tension on a water/gasoline system from 15 to 3 mN.m-1, showing its efficiency as a tensoative. The biosurfactant was capable to produce stable emulsion on some hydrophobic sources, as motor oil, soybean oil, hexane and kerosene. The emulsifying and tensoative properties of the bioproduct formed on ICA56âs cultivation have showed some stability through the environmental variations of pH, temperature and saline concentration, presenting some evidences of its wide applicability. Another result which proves the efficiency for the biosurfactant produced is the critical micelle concentration around 25 mg.L-1. The biosurfactant produced was able to remove hydrocarbons and heavy metals in contaminated environments simulating systems, presenting efficiency when itâs compared to chemical surfactants. Despite the efficiency of the functional properties and applicability of the biosurfactant, the production in mineral medium was around 200 mg.L-1, which is a reasonable concentration. So, it was evaluated 2 alternatives in order to increase the biosurfactant production: the influence of oxygen transfer and the use of unconventional substrates. The variation of agitation and aeration in bioreactor didnât seemed to present such a significant result, showing that the operational condition of 200 rpm for agitation and 1 L.min-1 for aeration was the best among the tested conditions for biosurfactant production. However, the use of unconventional substrates proved to be a better alternative in order to increase the biosurfactant production, as well as reducing costs in the process, as higher yields were observed in comparison to mineral medium. Substrates such as sunflower oil and glycerol are presented as potential carbon sources for biosurfactant production by strain ICA56, obtaining concentrations of 870 mg.L-1 and 1420 mg.L-1 of the product of interest, in its raw form, respectively.

Os surfatantes, moléculas anfipáticas compostas por uma porção polar e outra apolar, constituem um grupo heterogêneo de compostos de superfície ativa. Sua porção polar pode ser formada por peptídeos, ânions ou cátions, por mono, di ou polissacarídeos, enquanto sua porção apolar pode ser formada por estruturas saturadas, insaturadas ou ácidos graxos hidroxilados, ou ainda peptídeos hidrofóbicos. Essas substâncias podem ser sintéticas, obtidas a partir de síntese química, ou produzidas por micro-organismos, principalmente, bactérias e leveduras, passando a ser denominadas biossurfatantes (BS). O BS representa uma alternativa aos tensoativos sintéticos utilizados em diversos seguimentos da indústria devido a sua baixa toxicidade e alta biodegradabilidade, além de aplicabilidade na descontaminação ambiental. Bactérias isoladas em diversos biomas têm sido muito exploradas para produção de BS, enquanto ecossistemas marinhos ainda são pouco explorados, apesar do grande potencial existente. Os micro-organismos marinhos quando expostos a condições extremas de pressão, salinidade e temperatura produzem compostos estáveis e, portanto, úteis em aplicações industriais. O presente trabalho objetivou investigar novos BS produzidos por bactérias de origem marinha capazes de produzir tal substância a partir de fontes de carbono de baixo custo (glicerol, óleo de soja, vaselina e sacarose). Foram analisados 59 isolados bacterianos marinhos, as bactérias selecionadas foram identificadas e a produção do BS foi estudada em escala laboratorial. Após a extração do BS, suas propriedades físico-química como tensão superficial (TS), tensão interfacial (IT) e concentração micelar crítica (CMC) foram determinadas; além disso, foi realizada a caracterização estrutural preliminar e o seu potencial de aplicação para biorremediação de petróleo e como agente emulsificador. Os resultados identificaram a produção de BS por três bactérias marinhas: Arthrobacter defluvii, Brevibacterium luteolum e Gordonia sp. A partir das análises químicas foi possível identificar dois BS lipopepítidicos (A. Defluvii e B. luteolum) e um BS com grupos glicosídicos (Gordonia sp.). O BS produzido por A. defluvii apresentou tensão superficial TS = 34,5 mN m-1; TI = 15 mN m-1; e CMC = 129 mg L-1 crescendo em óleo de soja, B. luteolum TS = 27 mN m-1; TI = 0,84 mN m-1; e CMC = 40 mg L-1 crescendo em vaselina e Gordonia sp. TS = 33 mN m-1; TI = 1,4 mN m-1; e CMC = 85 mg L-1 crescendo em óleo de soja. Os BS estudados apresentaram capacidade de remoção de petróleo de areia contaminada, assim como atividade emulsificante frente a diferentes substâncias ( óleo de soja, vaselina, decano, querosene, hexadecano e gordura vegetal). Os testes de estabilidade realizados para BS produzido por B. luteolum indicaram que: o BS é estável quando submetido a temperaturas até 60oC por 24 h e até 121oC por 20 min; a maior atividade tensoativa para o BS é encontrada em solução com pH entre 6 e 8; e a força iônica não afeta a atividade tensoativa até concentrações salinas abaixo de 16%. Portanto, os três micro-organismos marinhos selecionados foram capazes de produzir compostos com relevante atividade tensoativa utilizando substratos de baixo custo. / The surfactants, amphipathic molecules containing both polar and nonpolar portions, are a heterogeneous group of surface-active compounds. Its polar portion may be composed by peptides, anions or cations, mono, di, or polysaccharides, while its polar portion may contain saturated, unsaturated or hydroxylated fatty acids or hydrophobic peptides. These molecules may be synthetic, derived from chemical synthesis, or produced by microorganisms, mainly bacteria and yeast, and also known as biosurfactants (BS). The BS represent an alternative to synthetic surfactants used in various segments of industry due to their low toxicity and high biodegradability. The major classes of BS include glycolipids, lipopeptides, lipoproteins, phospholipids, fatty acids and polymeric surfactants. Bacteria isolated from different biomes have been heavily exploited for BS production, while marine ecosystems are still poorly explored, despite its great potential. The marine microorganisms when exposed to extremes of pressure, temperature and salinity, produce stable compounds and, therefore, useful in industrial applications. The aim of this study was to investigate new BS produced by marine bacteria capable of producing such molecules growing in low-cost carbon sources (mineral oil, sucrose, soybean oil and glycerol). The selected bacterial isolates were identified and the biosurfactant production was studied in laboratory scale. After extraction of BS their physicochemical properties as surface tension (ST), interfacial tension (IT) and critical micelle concentration (CMC) were determined; preliminary structural characterization evaluated by FTIR and TLC and their potential application in bioremediation of crude oil and as emulsifier was also investigated. The results identified the BS production by three marine bacteria Arthrobacter defluvii, Brevibacterium luteolum and Gordonia sp. Based on the chemical analysis it was possible to identify two lipopeptides BS (A. defluvii and B. luteolum) and a BS with glycosides groups (Gordonia sp.). The BS produced by A. defluvii growing in soybean oil showed ST = 34,5 mNm-1; IT = 15 mNm-1 and CMC = 129 mgL-1; B. luteolum growing in mineral oil showed a ST = 27 mNm-1, IT = 0,84 mNm-1 and CMC = 40 mgL-1 and Gordonia sp. growing in soybean oil showed ST = 33 mNm-1, IT = 1,4 mNm-1 and CMC = 85 mgL-1. The BS obtained exhibited capacity to remove crude oil from contaminated sand as well as emulsifying activity against different hydrophobic substances (soybean oil, mineral oil, decane, kerosene, animal fat and hexadecane). Stability tests carried out to BS produced by B. luteolum indicated that: the BS is stable when submitted to temperatures down to 60° C for 24 h to 121° C for 20 min; the higher activity to the BS is found in solution with pH between 6 and 8; and the ionic strength does not affect the surfactant activity until salt concentrations under 16%. Therefore, the three selected marine micro-organisms were able to produce compounds with significant surfactant activity using low cost substrates.

Os surfatantes, moléculas anfipáticas compostas por uma porção polar e outra apolar, constituem um grupo heterogêneo de compostos de superfície ativa. Sua porção polar pode ser formada por peptídeos, ânions ou cátions, por mono, di ou polissacarídeos, enquanto sua porção apolar pode ser formada por estruturas saturadas, insaturadas ou ácidos graxos hidroxilados, ou ainda peptídeos hidrofóbicos. Essas substâncias podem ser sintéticas, obtidas a partir de síntese química, ou produzidas por micro-organismos, principalmente, bactérias e leveduras, passando a ser denominadas biossurfatantes (BS). O BS representa uma alternativa aos tensoativos sintéticos utilizados em diversos seguimentos da indústria devido a sua baixa toxicidade e alta biodegradabilidade, além de aplicabilidade na descontaminação ambiental. Bactérias isoladas em diversos biomas têm sido muito exploradas para produção de BS, enquanto ecossistemas marinhos ainda são pouco explorados, apesar do grande potencial existente. Os micro-organismos marinhos quando expostos a condições extremas de pressão, salinidade e temperatura produzem compostos estáveis e, portanto, úteis em aplicações industriais. O presente trabalho objetivou investigar novos BS produzidos por bactérias de origem marinha capazes de produzir tal substância a partir de fontes de carbono de baixo custo (glicerol, óleo de soja, vaselina e sacarose). Foram analisados 59 isolados bacterianos marinhos, as bactérias selecionadas foram identificadas e a produção do BS foi estudada em escala laboratorial. Após a extração do BS, suas propriedades físico-química como tensão superficial (TS), tensão interfacial (IT) e concentração micelar crítica (CMC) foram determinadas; além disso, foi realizada a caracterização estrutural preliminar e o seu potencial de aplicação para biorremediação de petróleo e como agente emulsificador. Os resultados identificaram a produção de BS por três bactérias marinhas: Arthrobacter defluvii, Brevibacterium luteolum e Gordonia sp. A partir das análises químicas foi possível identificar dois BS lipopepítidicos (A. Defluvii e B. luteolum) e um BS com grupos glicosídicos (Gordonia sp.). O BS produzido por A. defluvii apresentou tensão superficial TS = 34,5 mN m-1; TI = 15 mN m-1; e CMC = 129 mg L-1 crescendo em óleo de soja, B. luteolum TS = 27 mN m-1; TI = 0,84 mN m-1; e CMC = 40 mg L-1 crescendo em vaselina e Gordonia sp. TS = 33 mN m-1; TI = 1,4 mN m-1; e CMC = 85 mg L-1 crescendo em óleo de soja. Os BS estudados apresentaram capacidade de remoção de petróleo de areia contaminada, assim como atividade emulsificante frente a diferentes substâncias ( óleo de soja, vaselina, decano, querosene, hexadecano e gordura vegetal). Os testes de estabilidade realizados para BS produzido por B. luteolum indicaram que: o BS é estável quando submetido a temperaturas até 60oC por 24 h e até 121oC por 20 min; a maior atividade tensoativa para o BS é encontrada em solução com pH entre 6 e 8; e a força iônica não afeta a atividade tensoativa até concentrações salinas abaixo de 16%. Portanto, os três micro-organismos marinhos selecionados foram capazes de produzir compostos com relevante atividade tensoativa utilizando substratos de baixo custo. / The surfactants, amphipathic molecules containing both polar and nonpolar portions, are a heterogeneous group of surface-active compounds. Its polar portion may be composed by peptides, anions or cations, mono, di, or polysaccharides, while its polar portion may contain saturated, unsaturated or hydroxylated fatty acids or hydrophobic peptides. These molecules may be synthetic, derived from chemical synthesis, or produced by microorganisms, mainly bacteria and yeast, and also known as biosurfactants (BS). The BS represent an alternative to synthetic surfactants used in various segments of industry due to their low toxicity and high biodegradability. The major classes of BS include glycolipids, lipopeptides, lipoproteins, phospholipids, fatty acids and polymeric surfactants. Bacteria isolated from different biomes have been heavily exploited for BS production, while marine ecosystems are still poorly explored, despite its great potential. The marine microorganisms when exposed to extremes of pressure, temperature and salinity, produce stable compounds and, therefore, useful in industrial applications. The aim of this study was to investigate new BS produced by marine bacteria capable of producing such molecules growing in low-cost carbon sources (mineral oil, sucrose, soybean oil and glycerol). The selected bacterial isolates were identified and the biosurfactant production was studied in laboratory scale. After extraction of BS their physicochemical properties as surface tension (ST), interfacial tension (IT) and critical micelle concentration (CMC) were determined; preliminary structural characterization evaluated by FTIR and TLC and their potential application in bioremediation of crude oil and as emulsifier was also investigated. The results identified the BS production by three marine bacteria Arthrobacter defluvii, Brevibacterium luteolum and Gordonia sp. Based on the chemical analysis it was possible to identify two lipopeptides BS (A. defluvii and B. luteolum) and a BS with glycosides groups (Gordonia sp.). The BS produced by A. defluvii growing in soybean oil showed ST = 34,5 mNm-1; IT = 15 mNm-1 and CMC = 129 mgL-1; B. luteolum growing in mineral oil showed a ST = 27 mNm-1, IT = 0,84 mNm-1 and CMC = 40 mgL-1 and Gordonia sp. growing in soybean oil showed ST = 33 mNm-1, IT = 1,4 mNm-1 and CMC = 85 mgL-1. The BS obtained exhibited capacity to remove crude oil from contaminated sand as well as emulsifying activity against different hydrophobic substances (soybean oil, mineral oil, decane, kerosene, animal fat and hexadecane). Stability tests carried out to BS produced by B. luteolum indicated that: the BS is stable when submitted to temperatures down to 60° C for 24 h to 121° C for 20 min; the higher activity to the BS is found in solution with pH between 6 and 8; and the ionic strength does not affect the surfactant activity until salt concentrations under 16%. Therefore, the three selected marine micro-organisms were able to produce compounds with significant surfactant activity using low cost substrates.