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Title: Produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 utilizando melaço de cana como substrato
Authors: Rocha, Patrícia Maria
Keywords: Biossurfactante;Surfactina;Melaço de cana
Issue Date: 9-Feb-2017
Citation: ROCHA, Patrícia Maria. Produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 utilizando melaço de cana como substrato. 2017. 115f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: Os biossurfactantes têm atraído grande interesse tanto da comunidade científica como da indústria, nos últimos anos, por oferecerem várias vantagens em relação aos surfactantes sintéticos, incluindo a possibilidade de produção a partir de recursos renováveis através de fermentação. Dentre as diferentes classes de biossurfactantes, os lipopeptídeos destacam-se por seu potencial antibiótico, especialmente a surfactina. As características vantajosas da surfactina impulsionaram o desenvolvimento de pesquisas em escala de laboratório voltadas para recuperação avançada de óleo, biorremediação, inibição da formação de coágulos, formação de canais iônicos em membrana, entre outros temas. Contudo, assim como demais biossurfactantes, as aplicações comerciais da surfactina esbarram no seu alto custo de produção. Isto pode ser atribuído à utilização de nutrientes caros e deficiências nas operações de recuperação e purificação. Para superar estes gargalos, resíduos agroindustriais têm sido utilizados com uma alternativa de substrato de baixo custo para a produção de biossurfactantes. O presente trabalho visa avaliar a produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 utilizando como fonte de carbono o melaço de cana, subproduto proveniente da indústria açucareira, como forma de redução dos custos da produção. O microrganismo foi cultivado em meio formulado com 4% de melaço de cana, o qual foi submetido à fermentação submersa em incubador rotativo (shaker). Investigou-se a influência da temperatura, agitação e razão de aeração na síntese do biossurfactante. Amostras foram coletadas em intervalos regulares durante o cultivo até 72 horas de fermentação para acompanhamento da concentração de substrato, concentração celular, concentração de surfactina e pH. Dentre os resultados encontrados, na melhor condição de cultivo (200 rpm, 36 ºC e razão de aeração de 0,4) foram obtidos 199,45 ± 0,13 mg/L de surfactina em 24 h, fator de conversão de substrato em produto (YP/S) de 0,022 g/g e produtividade em produto (PP) de 8,19 mg/L.h em 24 h. Em todos os ensaios o pH se mostrou estável, variando na faixa de 6,2 a 6,7, e observou-se quantidade expressiva de açúcar residual ao final da fermentação. A Concentração Micelar Crítica (CMC) do biossurfactante produzido na melhor condição de cultivo foi de 20,73 mg/L, mostrando sua eficácia como um bom agente de superfície. Apresentou um índice de emulsificação (E24) para querosene, após 24 h, de 62,0% e capacidade de formar emulsões de elevada estabilidade, atingindo valores em torno de 1,5 U.
Abstract: The biosurfactants are drawing attention of both academy and industry by showing advantages mainly when compared to the chemical surfactants since they can be produced using renewable resources by fermentation. Among the different classes of biosurfactants lipopeptides outstand by their antibiotic activities, mainly the biosurfactant known as surfactin. Due to its properties it has been used in many fields such as bioremediation, biology, medicine and so on. However, as the others biosurfactants the production cost still is the bottleneck. Then the use of lower cost substrate can be one strategy in order to reduce the production costs. In this study the surfactin was produced by Bacillus subtilis UFPEDA 438 using sugarcane molasse as substrate in order to reduce costs. The microoganism was cultivated in rotatory shaker using a medium containing 4% surgacane molasse. The influence of temperature, agitation as well as the aeration ratio in the surfactin production was investigated. The samples were taken during cultivation until 72 h in order to record the substrate and cells concentration, the concentration of surfactin produced and medium pH. The results showed that for the best cultivation condition (200 rpm, 36 ºC and 0.4 aeration ratio) the concentration of surfactin was 199.45 ± 0.13 mg/L reached after 24 h, the substrate to product yield (YP/S) was 0.022 g/g and product productivity (PP) was 8.19 mg/L.h after 24 h. The pH was stable during all cultivation experiments ranging from 6.2 to 6.7 also a large residual content of substrate was observed. The Critical Micellar Concentration (CMC) of the produced biosurfactant at the best cultivation condition was 20.73 mg/L, thus showing good efficiency as surface agent. Also, it showed an emulsification index after 24 h (E24) of 62.0% for kerosene and capacity of forming emulsion of high stability reaching values of approximately 1.5U.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23394
Appears in Collections:PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química

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