CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biossurfactantes são moléculas de origem microbiana que possuem importante ação na redução tensão superficial. Dentre os biossurfactantes mais efetivos estão os lipopeptídeos produzidos por bactérias do gênero Bacillus, especialmente a Surfactina. Estes biocompostos apresentam uma série de vantagens que potencializam suas aplicações, tais como: estabilidade frente a condições extremas (pH, temperatura), diversidade de estruturas químicas, excelentes propriedades superficiais e ecológicas, ação antibiótica frente a microrganismos patógenos, dentre outras. Diante deste contexto, neste trabalho foi avaliada a produção de biossurfactantes totais e a Surfactina por Bacillus amyloliquefaciens IT45, quando variada a concentração dos reagentes presentes no meio de cultivo. As fermentações submersas foram realizadas em mesa agitadora industrial e em biorreator piloto de capacidade 40 litros. Para aperfeiçoar a concentração dos reagentes presentes no meio de cultura, um Planejamento Composto Central foi desenvolvido com propósito de avaliar a influência de três variáveis (xarope de glicose, extrato de levedura e cloreto de cálcio) na tensão superficial, na produção de biossurfactantes totais e no açúcar residual. Depois das análises estatísticas, quando as variáveis estavam nas concentrações (g.L-1) de 20 para xarope de glicose, 15 para extrato de levedura e 4 para cloreto de cálcio, a tensão superficial (mN/m) foi reduzida de valores acima de 50 para 30, o açúcar residual foi mínimo e igual a 31% e a produção de biossurfactantes totais foi máxima e igual a 5,5 g.L-1, depois de um período de cultivo de 48 horas. A caracterização do biossurfactante sugeriu a presença da Surfactina e este composto foi quantificado no tempo de retenção de 13,5 minutos. Com intuito de saber a real produção de Surfactina e crescimento biomassa celular, foram feitas fermentações em biorreator piloto de 40 litros e os resultados mostraram bastantes favoráveis. O tratamento com maior destaque foi referente à receita sugerida pelo Planejamento Composto Central em que o xarope de glicose, extrato de levedura e cloreto de cálcio estavam nas concentrações (g.L-1) de 20, 15 e 4, respectivamente. Neste cultivo o crescimento celular de 6,0 x 109 CFU.mL-1, produção de Surfactina de 0,63 g.L-1 e açúcar residual de 28%. Também foi realizado teste de atividade antimicrobiana contra 5 fungos patogênicos de diferentes gêneros. O caldo fermentado livre de células mostrou-se promissor, pois causou inibição em 4 fungos dos 5 estudos. Portanto, os resultados demonstram que o Bacillus amyloliquefaciens IT45 tem potencial para produção de biocompostos, uma vez que não necessita de altas concentrações de fonte de carbono e nitrogênio para seu desenvolvimento. / Biosurfactants are molecules of microbial origin that have superficial action. Among the most effective are the lipopeptide biosurfactants produced by Bacillus, especially surfactin. These biological products have a number of advantages that potentiate their applications, such as: stability to extreme conditions (pH, temperature), diversity of chemical structures, excellent surface and ecological properties, antibiotic action against pathogenic microorganisms, etc. In this context, the productions of total biosurfactants and Surfactin by Bacillus amyloliquefaciens IT45 were evaluated when the reagents concentration present in the culture medium varied. The submerged fermentations were carried out in an industrial shaker and in a pilot bioreactor of 40 liters capacity. In order to improve the reactants concentration, a Central Composite Design was developed to evaluate the influence of three variables (glucose syrup – Glucodry, yeast extract and calcium chloride) on superficial tension, total biosurfactant production and residual sugar. After statistical analyzes, when the variables were in the concentrations (g.L-1) of 20 for Glucodry, 15 for yeast extract and 4 for calcium chloride, the superficial tension (mN/m) reduces values above 50 to about 30, the residual sugar was minimal, around 31% and the total biosurfactant production was maximum, around 5.5 gL-1, after a period of 48 hours. The characterization of the biosurfactant identified Surfactin presence that was quantified in the retention time of 13.5 minutes. In order to know the real production of Surfactin and cellular biomass growth, fermentations were made in a 40 liter pilot bioreactor and the results were quite favorable. The most important culture medium suggested by the Central Composite Design, where glucose syrup, yeast extract and calcium chloride were in the concentrations (g.L-1) of 20, 15 and 4, respectively. For this fermentation, the cellular growth was 6.0 x 109 CFU.mL-1, Surfactin production was 0.63 g.L-1 and residual sugar was 28%. The results demonstrate that Bacillus amyloliquefaciens IT45 has potential to produce biosurfactants and does not require high concentrations of carbon and nitrogen sources for its development. / Dissertação (Mestrado)
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/20665 |
| Date | 14 July 2017 |
| Creators | Lima, Frederico Alves |
| Contributors | Ribeiro, Eloizio Júlio, Resende, Miriam Maria de, Pomella, Alan Willian Vilela, Santos, Líbia Diniz, Coutinho Filho, Ubirajara |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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