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Type: TCC
Title: Caracterização, análise da estabilidade e valoração de biossurfactantes microbianos para aplicação industrial
Title in English: Characterization, stability analysis and cost estimation of microbial biosurfactants for industrial application
Authors: Silva, Gabrielly Oliveira da
Advisor: Melo, Vânia Maria Maciel
Co-advisor: Quintela, Bárbara Cibelle Soares Farias
Keywords in Brazilian Portuguese : Biossurfactantes;Lipopeptídeos;Bacillus;CMC;Custo de produção
Keywords in English : Biosurfactants;Lipopeptides;Bacillus;CMC;Production cost
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Issue Date: 2018
Citation: SILVA, Gabrielly Oliveira da. Caracterização, análise da estabilidade e valoração de biossurfactantes microbianos para aplicação industrial. 2026. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Brazilian Portuguese: Biossurfactantes são moléculas anfipáticas que apresentam propriedades tensoativas e são produzidas majoritariamente por microrganismos. Essas moléculas são utilizadas em diversos setores industriais, principalmente na indústria do petróleo. As propriedades tensoativas, resistência às condições ambientais extremas, baixa toxicidade e custo são características essenciais para a escolha de biossurfactantes para fins industriais. Esse estudo teve como objetivo caracterizar, avaliar a estabilidade frente a elevada temperatura, pressão e concentração de NaCl e o custo de produção de biossurfactantes produzidos por 15 estirpes de Bacillus sp. visando aplicação industrial. As amostras foram caracterizadas como lipopeptídeos através da espectroscopia do infravermelho (FTIR) e identificadas por espectrometria de massas como pertencentes às famílias surfactina, iturina e fengicina. As moléculas suportam altas temperaturas, começando a se decomporem 260 °C, como revelado por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os biossurfactantes reduzem a tensão superficial da água para 30 mN/m ou menos, produzem emulsão água-óleo estáveis, e são capazes de dispersar óleo derramado em água do mar. As propriedades tensoativas mantiveram-se inalteradas após as moléculas terem sido submetidas a pressão de 600 bar seguida de autoclavação a 121 °C por 15 min, assim como em meio contendo altas concentrações de NaCl (100 g/L; 150 g/L). Os biossurfactantes analisados atuam em baixas concentrações, apresentando concentrações micelares críticas (CMC) menores do que 30 mg/L. Considerando-se a quantidade de biossurfactantes recuperada por litro de cultura e contabilizando-se os gastos com matéria-prima, tem-se que o grama produzido custa em média R$ 11.69. Apesar do elevado custo, os biossurfactantes analisados são vantajosos, principalmente o produzido pela estirpe JAG255, já que são estáveis sob condições extremas de temperatura, pH e salinidade, e suas CMCs são da ordem de 100 x mais baixas do que muitos surfactantes sintéticos, sendo assim mais rentáveis para a indústria, compensando a baixa competitividade comercial.
Abstract: Biosurfactants are amphipathic molecules, produced mainly by microorganisms. Due to their tensoactive properties, these molecules are used in several industrial sectors such as in oil industry. Its surface-active properties, resistance to extreme environmental conditions, low toxicity and cost are essential factors for biosurfactants introduction in the industrial market. Hence, this study aimed to characterize biosurfactants produced by 15 strains of Bacillus sp. for industrial purposes and evaluate their stability at high temperature, pressure and NaCl concentrations and production cost. The samples were characterized as lipopeptides by Infrared Spectroscopy (FTIR) and identified by mass spectrometry as belonging to the families of surfactin, iturin and fengycin. The molecules activities resisted high temperatures, starting to decompose at 260 °C, as revealed by Differential Scanning Calorimeter (DSC). The biosurfactants reduced the water surface tension to at least 30 mN/m, produced stable water-oil emulsion, and also dispersed oil. After the molecules had been subjected to a 600 bar pressure followed by 121 °C / 15 min, as well as in high concentrations of NaCl (100 g/L, 150 g/L), the tensoactives properties were maintained unchanged. The analyzed biosurfactants acted at low concentrations, showing critical micelle concentrations (CMC) below than 30 mg/L. The yield of biosurfactants was used to calculate the biosurfactants price by accounting the raw materials expenses. The cost per gram was on average R$ 11,69. Despite the high cost, the biosurfactants of this study are advantageous, especially the one produced by strain JAG255, since it was stable under extreme conditions of temperature, pH and salinity, and its CMCs was in the order of 100 x lower than many synthetic surfactants, becoming profitable for the industry counterweighing the low commercial competitiveness.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84441
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5227-1481
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5358614084105804
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3302-8857
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1572504650930605
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3099-5577
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2513215611655621
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:BIOTECNOLOGIA - Monografias

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