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Previous issue date: 2017-02-22 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Financiadora de Estudos e Projetos - Finep / Contamination by petroleum and its by-products causes serious damage, which has awakened great attention to the development and application of innovative technologies for the removal of these contaminants. In this sense, this work aimed to produce a biosurfactant of Candida tropicalis UCP0996 from industrial residues as substrates for application as a remediation agent. Biosurfactant production optimization was evaluated for the influence of the variables concentrations of molasses, corn steep liquor, residual canola oil and inoculum size on the response variables of surface tension and biosurfactant yield. The optimum conditions selected for the fermentative process were 2.5% of residual canola oil, 2.5% of corn steep liquor, 2.5% of molasses and 2% of inoculum size, with reduction of surface tension and yield of 29.98 mN/m and 4.19 g/L, respectively. The biosurfactant was produced in bioreactors, yielding yields of 5.87 g/L (2 L bioreactor) and 7.36 g/L (50 L bioreactor). The tensioactive and emulsifying capacity of the biosurfactant was investigated under extreme conditions of temperature, salinity, pH and heating time, indicating their stability. Chemical composition investigation of the by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) revealed that the biosurfactant studied is an anionic glycolipid with critical micelle concentration (CMC) of 600 mg/L and low hydrophobicity. After the characterization, the biomolecule had its toxicity investigated against the microcrustacean Artemia salina, proving to be innocuous against this environmental indicator. The biosurfactant was then subjected to different methodologies for the formulation of a commercial additive. The biomolecule remained stable for 120 days at room temperature after addition of potassium sorbate as a preservative. The application of the biomolecule in petroderivative removal and degradation processes demonstrated its ability to disperse about 71% of the motor oil into seawater, to remove 67% of the oil adsorbed on a porous surface and to increase the degradation of the oil by microorganisms. Based on the results, it was possible to establish the biotechnological potential of the product obtained for application in the industrial and environmental area, replacing the synthetic surfactants. / A contaminação por petróleo e seus derivados causam prejuízos graves, o que tem despertado grande atenção para o desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras para a remoção desses contaminantes. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo produzir um biossurfactante de Candida tropicalis UCP0996 a partir de resíduos industriais como substratos para aplicação como agente de remediação. A otimização da produção do biossurfactante foi avaliada quanto à influência das variáveis concentrações de melaço, milhocina, óleo de canola residual e tamanho do inóculo sobre as variáveis resposta tensão superficial e rendimento em biossurfactante. As condições ótimas selecionadas para o processo fermentativo foram 2,5% de óleo de canola residual, 2,5% de milhocina, 2,5% de melaço e tamanho do inóculo de 2%, com redução da tensão superficial e rendimento de 29,98 mN/m e 4,19 g/L, respectivamente. O biossurfactante foi produzido em biorreatores, alcançando rendimentos de 5,87 g/L (biorreator de 2 L) e 7,36 g/L (biorreator de 50 L). A capacidade tensoativa e emulsificante do biossurfactante foi investigada sob condições extremas de temperatura, salinidade, pH e tempo de aquecimento, indicando sua estabilidade. A investigação da composição química por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de prótons (1H RMN) e cromatografia gasosa e acoplada a espectroscopia de massa (GC-MS) revelou que o biossurfactante estudado é um glicolipídeo de natureza aniônica com concentração micelar crítica (CMC) de 600 mg/L e de baixa hidrofobicidade. Após a caracterização, a biomolécula teve sua toxicidade investigada frente ao microcrustáceo Artemia salina, demonstrando ser inócua frente a este indicador ambiental. Em seguida, o biossurfactante foi submetido a diferentes metodologias para ser formulado como aditivo comercial. A biomolécula manteve-se estável ao longo de 120 dias à temperatura ambiente após adição de sorbato de potássio como conservante. A aplicação da biomolécula em processos de remoção e degradação de petroderivado demonstrou sua capacidade de dispersar cerca de 71% do óleo de motor em água do mar, de remover 67% do óleo adsorvido em superfície porosa e de aumentar a degradação do óleo pelos micro-organismos marinhos autóctones. Com base nos resultados, foi possível estabelecer o potencial biotecnológico do produto obtido para aplicação na área industrial e ambiental, em substituição aos surfactantes sintéticos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/7175 |
| Date | 22 February 2017 |
| Creators | ALMEIDA, Darne Germano de |
| Contributors | SARUBBO, Leonie Asfora, LUNA, Juliana Moura de, PORTO, Ana Lúcia Figueiredo, SANTOS, Valdemir Alexandre dos, RUFINO, Raquel Diniz, PESSOA JUNIOR, Adalberto |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio), UFRPE, Brasil, Rede Nordeste de Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7794227690756777355, 600, 600, 600, 600, 600, -8104576588452276421, 6209957791494323825, -2555911436985713659, -1790502019031048300 |
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