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Previous issue date: 2017-10-23 / Serratia marcescens UCP 1549 foi investigada quanto à produção de prodigiosina e biossurfactante, considerando a sua habilidade de biotransformar substratos agroindustriais. A produção simultânea dessas biomoléculas por fermentação em estado sólido (FES), foi avaliada utilizando um planejamento fatorial 2². O máximo rendimento de pigmento vermelho (33,99 g/kg de substrato seco) e menor valor de tensão superficial (27,9 mN/m) foram evidenciados no ensaio 2 do planejamento, no meio constituído de 10 g de farelo de trigo e solução umedecedora contendo sais (KH₂PO₄, K₂HPO₄, MgSO₄.7H₂O e (NH₄)₂SO₄) e 5% de óleo de soja pós-fritura. O pigmento foi caracterizado como prodigiosina pelo pico máximo de absorbância a 536 nm e valor de R de 0.9 em CCD. Um estudo subsequente utilizando este meio permitiu obter 39,81 g/kg do pigmento, que foi identificado como prodigiosina pelo resultado positivo em teste presuntivo. O pico máximo de absorbância a 537.1 nm, valor de R de 0.89 em CCD e massa molecular de 323,199 m/z verificaram a presença da prodigiosina, e foi demonstrado seu potencial para tingimento de tecidos e velas. A produção simultânea de prodigiosina e biossurfactante foi estudada por fermentação submersa utilizando diferentes substratos agroindustriais e os melhores resultados foram obtidos no meio constituído por farelo de milho 1%. Uma fermentação adicional neste meio foi desenvolvida e o pigmento vermelho produzido foi extraído e identificado como prodigiosina pelo pico máximo de absorbância a 535 nm e valor de Rf de 0.9 em CCD. A prodigiosina presente no meio de cultivo demonstrou maior efetividade no tingimento de tecidos e velas, quando comparado com o pigmento extraído em metanol. O biossurfactante produzido foi extraído por precipitação ácida seguida de precipitação com etanol (2,15 g/l) e caracterizado como um composto aniônico com capacidade de reduzir a tensão superficial e interfacial a 29,3 mN/m e 9,4 mN/m, respectivamente. O biossurfactante mostrou estabilidade em diferentes valores de pH, temperatura e concentração de NaCl, além de excelentes propriedades para a emulsificação, dispersão e o incremento da viscosidade de diferentes substratos hidrofóbicos, o que sugere sua potencial aplicação em diversas indústrias. Portanto, os resultados obtidos evidenciam o potencial biotecnológico de S. marcescens UCP 1549 na produção de prodigiosina e biosurfactante por fermentações em estado sólido e submersa utilizando substratos agroindustriais, o que minimiza os elevados custos de produção das duas biomoléculas. / Serratia marcescens UCP 1549 was investigated for the production of prodigiosin and biosurfactant, considering its ability to biotransform agroindustrial substrates. The simultaneous production of both biomolecules by solid state fermentation (SSF) was evaluated using a 2² factorial design. The maximum yield of red pigment (33.99 g/kg of dry substrate) and lower value of surface tension (27.9 mNm) were evidenced in the assay 2 of the design, in medium constituted of 10 g of wheat bran and impregnating solution containing salts (KH₂PO₄, K₂HPO₄, MgSO₄.7H₂O and (NH₄)₂SO₄) and 5% waste soybean oil. The pigment was characterized as prodigiosin by the maximum absorbance peak at 536 nm and R value of 0.9 in TLC. A subsequent study using this medium yielded 39.81 g/kg of the pigment, which was identified as prodigiosin by the positive result in presumptive test. The maximum absorbance peak at 537.1 nm, R value of 0.89 in TLC and molecular mass of 323.199 m/z verified the presence of prodigiosin, and its potential for dyeing of textile and candles was demonstrated. Simultaneous production of prodigiosin and biosurfactant was studied by submerged fermentation using different agroindustrial substrates and the best results were obtained in a medium consisting of 1% corn bran. Further fermentation was carried out using this medium and the red pigment obtained was extracted and identified as prodigiosin by the maximum absorbance peak at 535 nm and Rf value of 0.9 in TLC. The prodigiosin present in the culture medium showed greater effectiveness in the dyeing of textile and candles when compared to the pigment extracted in methanol. The biosurfactant produced was extracted by acid precipitation followed by precipitation with ethanol (2.15 g/l) and characterized as an anionic compound able to reduce surface and interfacial tension at 29.3 mN/m and 9.4 mN/m, respectively. The biosurfactant showed stability at different values of pH, temperature and NaCl concentration, as well as excellent properties for the emulsification, dispersion and increase of the viscosity of different hydrophobic substrates, which suggests its potential application in several industries. Therefore, the results obtained evidenced the biotechnological potential of S. marcescens UCP 1549 in the production of prodigiosin and biosurfactant by solid state and submerged fermentations using agroindustrial substrates, which minimizes the high production costs of the two biomolecules.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/27703 |
| Date | 23 October 2017 |
| Creators | RODRÍGUEZ, Dayana Montero |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/0974509229906743, CAMPOS-TAKAKI, Galba Maria de, ARAÚJO, Hélvia Waleska Casullo de |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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