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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Produção de biossurfactantes extracelulares por saccharomyces cerevisiae e sua aplicação em biorremediação
Other Titles: Production of extracellular biosurfactants by saccharomyces cerevisiae and its application in bioremediation
???metadata.dc.creator???: Kreling, Naiara Elisa 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Colla, Luciana Maria
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: Thomé, Antônio
???metadata.dc.description.resumo???: Os biossurfactantes são compostos produzidos por microrganismos com capacidade de realizar a emulsificação de compostos oleosos durante processos de biorremediação, promovendo a absorção das fontes de carbono disponíveis, e por consequência a biodegradação. Esses compostos podem ser produzidos por uma diversidade de microrganismos em bioprocessos industriais, nos quais se realiza a seleção de meios de cultivo e indutores apropriados para a produção do biocomposto de interesse. A Saccharomyces cerevisiae é uma levedura muito utilizada em bioprocessos industriais já estabelecidos, como a produção de bebidas alcoólicas, entretanto, a produção de biossurfactantes extracelulares por este microrganismo não tem sido explorada. A utilização de biossurfactantes intracelulares é melhor referenciada, possuindo como desvantagem a necessidade de operações unitárias de alto custo nos processos de rompimento celular e extração do biocomposto da célula microbiana. Objetivou-se avaliar o potencial de produção de biossurfactantes extracelulares pela levedura Saccharomyces cerevisiae, bem como testar a sua aplicação em processo de biorremediação de solo contaminado com biodiesel. Ao longo dos cultivos, foram selecionadas cepas de leveduras que apresentaram melhores resultados de produção de biossurfactantes em meios com diferentes concentrações (5, 20 e 35 g/L) de indutores oleosos (glicerol, óleo diesel e óleo de soja). As cepas mais produtoras foram testadas em ensaios com variação pH (4,0, 5,5 e 7,0) e temperatura (20ºC, 30ºC e 40ºC), adaptando-se para os cultivos subsequentes as cepas que apresentaram os melhores resultados de produção de biossurfactantes. A melhor condição de cultivo e cepa selecionadas foram utilizadas para a ampliação de escala em biorreator, a fim de purificar, caracterizar o biossurfactante e aplicar o biocomposto (0,05%, 0,1% e 0,5%) obtido em processo de biorremediação de solo contaminado com 20 % de biodiesel, avaliando-se também a influência da presença do contaminante na retenção do contaminante no solo, através da realização de ensaios em solo estéril. A produção de biossurfactantes extracelulares nos meios livres de células foi avaliada diariamente através da determinação da atividade emulsificante do acompanhamento da tensão superficial. Os indutores que promoveram a maior produção de biossurfactantes foram óleo de soja e glicerol, nas concentrações de 20 g/L (4,80 UE/d) para o indutor óleo de soja e 5 g/L para o indutor glicerol (4,45 UE/d). A acidificação do meio para um pH de 5,5 e cultivo em 30ºC promoveu um aumento na produtividade de emulsões (6,95 UE/d) quando utilizado o indutor glicerol na concentração de 5 g/L, sendo esta condição selecionada para a ampliação de escala em biorreator de 5 L. Na escala de 5 L, a produção de biossurfactantes promoveu atividades de emulsificação de 3,17 à 5,56 UE/d. A identificação do tipo de biossurfactante extracelular produzido através de espectrometria de massa indicou a formação de glicolipídeos. No ensaio de biorremediação proposto, o biossurfactante adicionado em solo contaminado com biodiesel promoveu a emulsificação do meio e facilitou a assimilação do contaminante pelos microrganismos independente da concentração adicionada, resultando em biodegradação do contaminante em até 56,71%, ao final de 90 dias de experimento, em comparação com 50,16 % na atenuação natural. A retenção do contaminante no solo foi de até 28,74%, indicando que o efeito da adsorção do contaminante no solo pode ser erroneamente interpretada como processo de biodegradação. Os valores de produtividade de emulsões verificado neste estudo indicam possibilidade do uso de biossurfactantes extracelulares produzidos pela S. cerevisiae, excluindo-se a necessidade de processos de rompimento celular para obtenção deste biocomposto.
Abstract: Biosurfactants are compounds produced by microorganisms with the ability to emulsification of oily compounds during bioremediation processes, promoting the absorption of the available carbon sources, and consequently biodegradation. Such compounds may be produced by a variety of microorganisms in industrial bioprocesses, in which the selection of suitable culture media and inducers for the production of the biocompound of interest is carried out. Saccharomyces cerevisiae is a yeast widely used in established industrial bioprocesses, such as the production of alcoholic beverages. However, the production of extracellular biosurfactants by this microorganism has not been explored. On the other hand, the use of intracellular biosurfactants is better referenced, having as a disadvantage the need for high cost unit operations in the processes of cellular disruption and extraction of the biocompound of the microbial cell. The aim of this study was to evaluate the potential of biosurfactants production by yeast Saccharomyces cerevisiae, as well as to test their application in bioremediation process of soil contaminated with biodiesel. Cultures of yeast strains that showed the best results of biosurfactant production in media with different concentrations (5, 20 and 35 g/L) of oily inducers (glycerol, diesel oil and soybean oil) were selected. The most productive strains were tested in pH (4.0, 5.5 and 7.0) and temperature (20°C, 30°C and 40°C), adaptating the microorganism strain corresponding to the best results for the next production of biosurfactants. The best condition selected was used for scaling the bioreactor in order to purify, characterize the biosurfactant and apply the biocompound (0.05%, 0.1% and 0.5%) obtained in the process for bioremediation of soil contaminated with 20% of biodiesel, also evaluating the influence of the presence of the contaminant in the retention of the contaminant in the soil, by performing tests in sterile soil. The production of extracellular biosurfactants in the cell free media was evaluated daily by the determination of the emulsifying activity of the monitoring of the surface tension. The inducers that promoted the highest production of biosurfactants were soybean oil and glycerol at concentrations of 20 g/L (4.80 UE/d) for the soybean oil inducer and 5 g/L for the inducer glycerol (4.45 UE/d). Acidification of the medium to a pH of 5.5 and cultivation at 30ºC promoted an increase in emulsion productivity (6.95 UE/d) when 5 g/L inducer glycerol was used. This condition was selected for the amplification of scale in 5 L bioreactor. In the 5 L scale, the production of biosurfactants promoted emulsification activities from 3.17 to 5.56 UE/d. Identification of the type of extracellular biosurfactant produced by mass spectrometry indicated the formation of glycolipids. In the proposed bioremediation test, the biosurfactant added in soil contaminated with biodiesel promoted the emulsification of the medium and facilitated the assimilation of the contaminant by the microorganisms independent of the added concentration, resulting in biodegradation of the contaminant by up to 56.71% at the end of 90 days of experiment, compared with 50.16% in natural attenuation. The contaminant retention in the soil was 28.74%, indicating that the adsorption effect of the contaminant on the soil can be interpreted as a biodegradation process. The values of emulsion productivity verified in this study indicate the possibility of the use of extracellular biosurfactants produced by S. cerevisiae, excluding the need for cellular disruption processes to obtain this biocompound.
Keywords: Emulsificantes
Leveduras
Energia
Fontes alternativas
???metadata.dc.subject.cnpq???: ENGENHARIA DE AGUA E SOLO::CONSERVACAO DE SOLO E AGUA
???metadata.dc.language???: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade de Passo Fundo
???metadata.dc.publisher.initials???: UPF
???metadata.dc.publisher.department???: Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Citation: KRELING, Naiara Elisa. Produção de biossurfactantes extracelulares por saccharomyces cerevisiae e sua aplicação em biorremediação. 2017. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2017.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://tede.upf.br/jspui/handle/tede/1363
Issue Date: 21-Mar-2017
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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