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Title in Portuguese: Estudo da produção e aplicabilidade de biossurfactante bacteriano produzido por Cepa isolada de manguezal cearense
Title: Study of production and aplicability of bacterial biosurfactantant produced by a strain isolated from a mangrove in Ceara
Author: França, Ítalo Waldimiro Lima de
Advisor(s): Sant'Ana, Hosiberto Batista de
Co-advisor(s): Gonçalves, Luciana Rocha Barros
Keywords: Engenharia química
Toxicidade
Biorremediação
Issue Date: 3-Feb-2014
Citation: FRANÇA, I. W. L. Estudo da produção e aplicabilidade de biossurfactante bacteriano produzido por Cepa isolada de manguezal cearense. 2014. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: A grande procura por surfactantes químicos no mercado tem aumentado o interesse em biossurfactantes, substâncias biodegradáveis produzidas por bactérias, leveduras e fungos. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar a produção 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 água de 72 para 30 mN.m-1 e interfacial de um sistema água/gasolina de 15 para 3 mN.m-1, mostrando sua eficiência como tensoativo. O biossurfactante produzido foi capaz de produzir emulsão estável em algumas fontes hidrofóbicas, tais como, óleo de motor, óleo de soja, hexano e querosene. As propriedades emulsificante e tensoativas do bioproduto formado no cultivo da cepa ICA56 mostraram-se estáveis frente às variações de pH, temperatura e concentração salina, mostrando indícios de sua ampla aplicabilidade. Outro resultado que comprova a eficiência do biossurfactante produzido é a sua concentração micelar crítica 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 eficiência, quando comparado aos surfactantes químicos. Apesar da eficiência das propriedades funcionais e aplicabilidade do biossurfactante, a produção em meio mineral era em torno de 200 mg.L-1, sendo esta uma concentração razoável. Foram avaliadas duas alternativas para o aumento da produção de biossurfactante: a influência transferência de oxigênio em biorreator de bancada e a utilização de substratos não convencionais. A variação da agitação e aeração em biorreator de bancada não apresentou um resultado tão significativo, mostrando que a condição operacional de 200 rpm de agitação e 1 L.min-1 de aeração foi a melhor, dentre as avaliadas, para a produção de biossurfactante. Já a utilização de substratos não convencionais mostrou-se como uma melhor alternativa para aumentar a produção, pois além de reduzir custos no processo, foram observados maiores rendimentos do que no meio sintético. Substratos como óleo de girassol e glicerol são apresentados como potenciais fontes de carbono para produção de biossurfactante pela cepa ICA56, obtendo concentrações de 870 mg.L-1 e 1420 mg.L-1 do produto de interesse, na sua forma bruta, respectivamente.
Abstract: 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 ICA56’s 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 it’s 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 didn’t 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.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/12734
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEQ - Dissertações defendidas na UFC

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