Evaluación del hongo Penicillium sclerotiorum UCP 1040 en la producción de biosurfactante utilizando aceite post fritura y licor de lavado de maíz

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i5.27502

Palabras clave:

Surfactante microbiano; Residuos agroindustriales; Diseño factorial; Tensión superficial; Área de dispersión de aceite.

Resumen

El presente trabajo evaluó el potencial biotecnológico del hongo Penicillium sclerotiorum UCP 1040, aislado del suelo del Estado de Pernambuco, para la producción de biosurfactante utilizando residuos agroindustriales como fuentes alternativas de carbono y nitrógeno. Las fermentaciones se realizaron durante 144 h, 28ºC y 150 rpm, en medios constituidos por diferentes concentraciones de aceite post fritura y licor de lavado de maíz, de acuerdo a un diseño factorial 22. Los efectos de los sustratos en la producción del surfactante se evaluaron mediante análisis estadístico, utilizando la tensión superficial como variable de respuesta. Las propiedades emulsionantes y dispersantes del biosurfactante se investigaron mediante el índice de emulsificación (IE24) y el ensayo de dispersión, respectivamente. Los resultados obtenidos mostraron que P. sclerotiorum fue capaz de producir un compuesto tensioactivo en presencia de sustratos renovables, observándose la mayor reducción de la tensión superficial (de 72,0 a 42,77 mN/m) en la condición 2 del diseño (medio compuesto por 3% aceite post fritura y 5% licor de lavado de maíz). Aunque el biosurfactante producido en esta condición no mostró buenas propiedades emulsionantes, demostró excelentes propiedades dispersantes, con un área de dispersión de aceite (ADA) de 44,18 cm2. El diagrama de Pareto demostró la influencia significativa de la interacción de los residuos en la producción del biossurfactante, constituyendo sustratos alternativos y de bajo costo, que hacen que el bioproceso sea económico y, por lo tanto, atractivo para diferentes industrias.

Citas

Andrade, R. F., Silva, T. A., Ribeaux, D. R., Rodriguez, D. M., Souza, A. F., Lima, M. A., ... & Campos-Takaki, G. M. (2018). Promising biosurfactant produced by Cunninghamella echinulata UCP 1299 using renewable resources and its application in cotton fabric cleaning process. Advances in Materials Science and Engineering, 2018.

Behring, J. L., Lucas, M., Machado, C., & Barcellos, I. V. (2004). Adaptação no método do peso da gota para determinação da tensão superficial: um método simplificado para a quantificação da cmc de surfactantes no ensino da química. Quim. Nova, 27(3), 492-495. https://doi.org/10.1590/S0100-40422004000300021

Cândido, T. R. S., Mendonça, R. S., Lins, U. M. B. L., Souza, A. F., Rodrigues, D. M., Campos-Takaki, G. M., & Andrade, R. F. S. (2022). Production of biosurfactants by Mucoralean fungi isolated from Caatinga bioma soil using industrial waste as renewable substrates. Society and Development. 11(2) https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25332

Cicatiello, P., Stanzione, I., Dardano, P., De Stefano, L., Birolo, L., De Chiaro, A., ... & Giardina, P. (2019). Characterization of a surface-active protein extracted from a marine strain of Penicillium chrysogenum. International journal of molecular sciences, 20(13), 3242.

Cooper D. G., & Goldenberg, B. G (1987). Surface-active agents from two Bacillus species. Applied and Environmental Microbiology, 53 (2), 224-229.

Felipe, L. O., & Dias, S. C. (2017). Surfactantes sintéticos e Biossurfactantes: Vantagens e desvantagens. Química. nova escola. – São Paulo-SP, BR, 39(3), 228-236. http://dx.doi.org/10.21577/0104-8899.20160079

Ferreira, I. N. S., Rodríguez, D. M., Campos-Takaki, G. M., & da Silva Andrade, R. F. (2020). Biosurfactant and bioemulsifier as promising molecules produced by Mucor hiemalis isolated from Caatinga soil. Electronic Journal of Biotechnology, 47, 51-58.

Fonseca, T. C. S., de Souza, A. F., dos Santos, P. N., da Silva, P. H., Rodríguez, D. M., Costa, L. O., & Campos-Takaki, G. M. (2022). Sustainable production of biosurfactant by Issatchenkia orientalis UCP 1603 using renewable substrates. Research, Society and Development, 11(4), e16111427174-e16111427174.

Gautam, G., Mishra, V., Verma, P., Pandey, A. K., & Negi, S. (2014). A cost effective strategy for production of bio-surfactant from locally isolated Penicillium chrysogenum SNP5 and its applications. Journal of Bioprocessing & Biotechniques, 4(6), 1.

Lima, R. A., Andrade, R. F., RodrÃguez, D. M., Araujo, H. W., Santos, V. P., & Campos-Takaki, G. M. (2017). Production and characterization of biosurfactant isolated from Candida glabrata using renewable substrates. African journal of microbiology research, 11(6), 237-244.

Luna-Velasco, M. A., Esparza-García, F., Cañízares-Villanueva, R. O., & Rodríguez-Vázquez, R. (2007). Production and properties of a bioemulsifier synthesized by phenanthrene-degrading Penicillium sp. Process Biochemistry, 42(3), 310-314.

Marques, N. S. A.A., de Lima, T. A., da Silva Andrade, R. F., Júnior, J. F. B., Okada, K., & Takaki, G. M. C. (2019). Lipopeptide biosurfactant produced by Mucor circinelloides UCP/WFCC 0001 applied in the removal of crude oil and engine oil from soil. Acta Scientiarum. Technology, 41, e38986-e38986.

Mendonça, R. S., Sá, A. V. P., Rosendo, L. A., dos Santos, R. A., do Amaral Marques, N. S. A., Souza, A. F., . . . & de Campos Takaki, G. M. (2021). Produção de biossurfactante e lipídeos por uma nova cepa de Absidia cylindrospora UCP 1301 isolada do solo da Caatinga usando subprodutos agroindustriais de baixo custo. Brazilian Journal of Development, 7(1), 8300-8313.

Nitscke, M., & Pastore, G. (2002). Biossurfactantes: propriedades e aplicações. Química nova. 25(5), 772-774. https://doi.org/10.1590/S0100-40422002000500013

Pele, M. A., Ribeaux, D. R., Vieira, E. R., Souza, A. F., Luna, M. A., Rodríguez, D. M., ... & Campos-Takaki, G. M. (2019). Conversion of renewable substrates for biosurfactant production by Rhizopus arrhizus UCP 1607 and enhancing the removal of diesel oil from marine soil. Electronic Journal of Biotechnology, 38, 40-48.

Sanches, M. A., Luzeiro, I. G., Cortez, A. C. A., De Sousa, E. S., Albuquerque, P. M., Chopra, H. K., & De Souza, J. V. B. (2021). Production of biosurfactants

by Ascomicetes. International Journal of Microbiology. doi.org/10.1155/2021/6669263

Santiago, M. G., Lins, U. M. D. B. L., de Campos Takaki, G. M., da Costa Filho, L. O., & da Silva Andrade, R. F. (2021). Produção de biossurfactante por Mucor circinelloides UCP 0005 usando novo meio de cultura formulado com cascas de jatobá (Hymenaea courbaril L.) e milhocina. Brazilian Journal of Development, 7(5), 51292-51304.

Santos, S. F. M., Melo, A. L. M., Lima, A. O., Pereira, L. M. S., Santos, F. A., Medeiros, N. M., & Silva, M. G. B. (2018). Avaliação da produção de biossurfactante a partir de diferentes fontes de carbono por Candida guilliermondii. Revista saúde e Ciência online, 7(2), 413-425, https://doi.org/10.35572/rsc.v7i2.126

Santos, S. C. dos. (2022). Biossurfactantes: potenciais agentes biorremediadores. Cadernos De Prospecção, 12(5), 1531. https://doi.org/10.9771/cp.v12i5.33191

Sena, H. H. (2014). Produção de biossurfactante por fungos isolados do solo Amazônico. Dissertação (mestrado). Curso de Ciências farmacêutica. Universidade Federal do Amazonas, https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/4706

Sperb, J. G. D., Costa, T. M., Vaz, D. A., Valle, J. A. B., Valle, R. C. S. C., Tavares, L. B. B. (2015). Avaliação qualitativa da produção de lipases e biossurfactantes por fungos isolados de resíduos oleosos. Engevista, 17(3), 385-397. https://doi.org/10.22409/engevista.v17i3

Rahman, P. K., Mayat, A., Harvey, J. G. H., Randhawa, K. S., Relph, L. E., & Armstrong, M. C. (2019). Biosurfactants and bioemulsifiers from marine algae. In The Role of Microalgae in Wastewater Treatment (pp. 169-188). Springer, Singapore.

Truan, L., Marques, N., Souza, A., Rubio-Ribeaux, D., Cine, A., Andrade, R., ... & Takaki, G. (2020). Sustainable biotransformation of barley and milk whey for biosufactant production by Penicillium sclerotiorum UCP 1361. Chemical Engineering Transactions, 79, 259-264.

Uzoigwe, C., Burgess, J. G., Ennis, C. J., & Rahman, P. K. (2015). Bioemulsifiers are not biosurfactants and require different screening approaches. Frontiers in microbiology, 6, 245.

Velioglu, Z., & Urek, R.O. (2015). “Biosurfactant production by Pleurotus ostreatus in submerged and solid-state fermentation systems”, Turkish Journal of Biology, 39(1), 160-166. https://doi.org/10.3906/biy-1406-44

Wei, Y., Chou, C. & Chang, J. (2005). Rhamnolipid production by indigenous Pseudomonas aeruginosa originating from petrochemical wastewater. Biochemical Engineering Journal. 27, 146-54. http://dx.doi.org/10.1016/j.bej.2005.08.028

Youssef, N. H., Duncan, K. E., Nagle, D. P., Savage, K. N., Knapp, R. M., & McInerney, M. J. (2004). Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms. Journal of microbiological methods, 56(3), 339–347. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2003.11.001

Publicado

30/03/2022

Cómo citar

FREITAS, E. L. .; LIMA, S. de O. .; MONTERO-RODRÍGUEZ, D. .; ANDRADE, R. F. da S. .; CAMPOS-TAKAKI, G. M. de; ARAÚJO, H. W. C. de . Evaluación del hongo Penicillium sclerotiorum UCP 1040 en la producción de biosurfactante utilizando aceite post fritura y licor de lavado de maíz. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 5, p. e0411527502, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i5.27502. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27502. Acesso em: 24 nov. 2024.

Número

Sección

Ciencias Exactas y de la Tierra