Biossurfactantes produzidos por Bacillus sp.

Abstract

Resumo: Biossurfactantes são compostos que possuem aplicações potenciais em muitas áreas, pois são considerados não tóxicos e biodegradáveis, além de exibirem ótimas propriedades de superfície, como abaixamento de tensão superficial (TS) e interfacial (TI) entre duas fases (óleo-água) e excelente capacidade de emulsificação. Biossurfactantes têm composição variada, que depende do tipo de microrganismo, e são produzidos na forma de uma mistura de homólogos, responsável por suas propriedades. Cepas de Bacillus sp. são conhecidas por geralmente produzirem biossurfactantes do tipo lipopeptídeo, sendo o exemplo mais importante desta classe a surfactina, um lipopeptídeo produzido por Bacillus subtillis. Este trabalho teve por objetivo o estudo da produção e a caracterização de biossurfactantes produzidos por cepas de Bacillus sp. utilizando os processos de fermentação submersa (FS) e de fermentação no estado sólido (FES). Inicialmente, para seleção das cepas, foram realizados testes de espalhamento da gota e cultivos para verificação do abaixamento da tensão superficial do meio de cultura em FS. Como não se conhecia a composição do biossurfactante, o acompanhamento das fermentações foi feito inicialmente por diluição micelar crítica (DMC), ou seja, o número de diluições necessárias para se alcançar a concentração micelar crítica (CMC). Nestes ensaios, o melhor resultado foi obtido com B. pumilus UFPEDA 448, utilizando glicerol como fonte de carbono, sendo que em 12 h de fermentação houve redução da tensão superficial do meio de cultura para 28 mN/m, obtendo-se 16 DMC. O biossurfactante contido no sobrenadante de cultura foi capaz de emulsificar a gasolina com elevada estabilidade, com índice de emulsificação, E48, de 54%. Foi avaliado ainda o potencial de produção de biossurfactante por FES utilizando diferentes substratos sólidos, onde os melhores resultados foram obtidos com Okara (resíduo sólido da extração aquosa da soja) e com a mistura de Okara e espuma de poliuretano (9:1, m/m) (32 DMC). As análises estruturais, realizadas por ESI e CG-EM, demonstraram que o biossurfactante produzido por B. pumilus UFPEDA 448 é um lipopeptídeo composto por uma única isoforma, correspondente à Surfactina A, com sete aminoácidos ligados em ciclo na ordem Leu-Leu-Asp-Val-Leu-Leu-Glu, e por cinco homólogos, com variação da cadeia do ácido graxo de 12 a 16 átomos de carbono (C12, C13, C14, C15 e C16), sendo os homólogos C14 e C15 os mais abundantes. Os resultados correspondentes à determinação estrutural da mistura de lipopeptídeos mostraram ainda que as diferentes condições de cultivo levaram à modificação das abundâncias relativas de cada homólogo. Em termos comparativos, a produção de biossurfactantes por FES, por volume de solução umedecedora, foi cerca de 2,4 vezes maior que a produção por FS. A CMC do biossurfactante produzido foi de 5,4 mg·L-1, mostrando sua eficácia, visto que, quanto menor é o valor de CMC, maior a eficiência do biossurfactante. A mudança na composição dos homólogos do biossurfactante não causou modificação nesta propriedade físico-química.