Valorización de subproductos agroindustriales para la producción sustentable de biosurfactante por Syncephalastrum racemosum UCP 1302
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i9.32372Palabras clave:
Bioconversión de residuos; Tensioactivo microbiano; Hongo Mucorales; Aguas residuales de yuca; Aceite de soja residual; Licor de maceración de maíz.Resumen
La reutilización de subproductos agroindustriales para obtener biosurfactantes de alto valor agregado es un enfoque prometedor para minimizar los costos totales de producción. En este contexto, este estudio tuvo como objetivo evaluar la producción de biosurfactante por el hongo Mucorales Syncephalastrum racemosum UCP 1302, por bioconversión de sustratos renovables: aguas residuales de yuca, aceite de soja residual y licor de maceración de maíz. Para ello se aplicó un diseño factorial completo de 23 y los resultados mostraron la capacidad de esta cepa para producir biosurfactante en todas las condiciones de diseño, destacándose la condición 7 por la mayor reducción de la tensión superficial (de 72 a 30,9 mN/m). La caracterización preliminar mostró la naturaleza lipopeptídica de la biomolécula, así como su carácter aniónico y concentración micelar crítica (CMC) de 1,25 mg/ml. El biotensoactivo demostró estabilidad a variaciones de temperatura, pH y concentraciones de NaCl, humectabilidad en tejido de poliéster y fue efectivo en la reducción de la viscosidad del aceite de motor quemado. Por lo tanto, S. racemosum mostró una excelente capacidad para producir biosurfactante por bioconversión verde de sustratos de bajo costo, haciendo que el bioproceso sea económico y posibilitando sus aplicaciones biotecnológicas.
Citas
Abreu, L. D. P. S., Berbert, P. A., de Souza Teodoro, C. E., & Martinazzo, A. P. (2022). Alternativa sustentável de uso da Bacillus amyloliquefaciens no biocontrole de fungos fitopatogênicos: uma revisão. Revista de Ciências Ambientais, 16(1).
Ahmad, W. A., Ahmad, W. Y. W., Zakaria, Z. A., & Yusof, N. Z. (2012). Application of bacterial pigments as colorant. In Application of bacterial pigments as colorant (pp. 57-74).
Banat, I. M., Franzetti, A., Gandolfi, I., Bestetti, G., Martinotti, M. G., Fracchia, L., ... & Marchant, R. (2010). Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Applied microbiology and biotechnology, 87(2), 427-444.
Bognolo, C. Biosurfactants as emulsifying agents for hydrocarbons. (1999). Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp., 152 pp. 41-52.
de França, Í. W. L., Lima, A. P., Lemos, J. A. M., Lemos, C. G. F., Melo, V. M. M., de Sant’ana, H. B., & Gonçalves, L. R. B. (2015). Production of a biosurfactant by Bacillus subtilis ICA56 aiming bioremediation of impacted soils. Catalysis Today, 255, 10-15.
de França, Í. W. L., de Oliveira, D. W. F., Giro, M. E. A., Melo, V. M. M., & Gonçalves, L. R. B. (2021). Production of surfactin by Bacillus subtilis LAMI005 and evaluation of its potential as tensoactive and emulsifier. The Canadian Journal of Chemical Engineering.
de Souza, F. R. A., De Oliveira, J. S. T., Da Silva, D. P., De Oliveira, M. G., Neves, D. D., Da Silva, W. E., & Stamford, T. C. M. (2021). Biopolímeros na indústria de alimentos: do aproveitamento de resíduos agroindustriais a produção de biopolímeros. Verruck S,. Avanços em ciência e tecnologia de alimentos, 4, 370-88.
Faria, D., Machado, G. D., de Abreu Lang, R., Santos, F., & Lourega, R. (2021). Production and analysis of capsules containing microorganisms consortiated for future application in petroleum bioremediation. Biodegradation, 32(6), 613-625.
Gaur, V. K., Sharma, P., Gupta, S., Varjani, S., Srivastava, J. K., Wong, J. W., & Ngo, H. H. (2022). Opportunities and challenges in omics approaches for biosurfactant production and feasibility of site remediation: Strategies and advancements. Environmental Technology & Innovation, 25, 102132.
Giri, A.V., et al. (2004). A novel medium for the enhanced cell growth and production of prodigiosin from Serratia marcescens isolated from soil. BMC Microbiology, 1(11),1-10.
Guidi, Murilo Cezari; ROMERO, Oldrich Joel. (2018) Numerical Simulation of Surfactant Flooding in Petroleum Reservoirs. IEEE Latin America Transactions, v. 16, n. 6, p. 1700-1707
Ismail, N. L., Shahruddin, S., & Othman, J. (2022). Overview of Bio-Based Surfactant: Recent Development, Industrial Challenge, and Future Outlook.
Makkar, M. S.; Cameotra, S. S. (2002). An update on the use of unconventional substrates for biosurfactant production and their new applications. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 58, p. 428-434.
Mandal, D., Majumdar, S., Dey, S., Dutta, S., & Mandal, T. (2021). Utilization of low-cost fatty acid sources by bacterial isolate for improved production of valuable prodigiosin. In Advances in Bioprocess Engineering and Technology (pp. 21-27). Springer, Singapore.
Manivasagan, P.; P. Sivasankar, J. Venkatesan, K. Sivakumar, S. K. Kim. (2014). Optimization, production and characterization of glycolipid biosurfactant from the marine actinobacterium, Streptomyces sp. MAB36, Bioprocess Biosyst. Eng. 37, 783-797.
Marchant R., & I. M. Banat, “Biosurfactants: a sustainable replacement for chemical surfactants?” Biotechnology Letters. (2012) vol. 34, no. 9, pp. 1597–1605.
Montero-Rodríguez, D., Andrade, R., Lima, R., Silva, G., Rubio-Ribeaux, D., Silva, T., ... & Takaki, G. C. (2016). Conversion of agro-industrial wastes by Serratia marcescens UCP/WFCC 1549 into lipids suitable for biodiesel production. Chemical Engineering Transactions, 49, 307-312.
Montero Rodríguez, D., de Souza Mendonça, R., de Souza, A. F., da Silva Ferreira, I. N., da Silva Andrade, R. F., & Campos-Takaki, G. M. (2022). Solid-state fermentation for low-cost production of biosurfactant by promising Mucor hiemalis UCP 1309. Research, Society and Development, 11(6), e25211628817-e25211628817.
Pradhan, A., & Bhattacharyya, A. (2017). Quest for an eco-friendly alternative surfactant: Surface and foam characteristics of natural surfactants. Journal of Cleaner Production, 150, 127-134.
Perfumo, A., Banat, I. M., & Marchant, R. (2018). Going green and cold: biosurfactants from low-temperature environments to biotechnology applications. Trends in biotechnology, 36(3), 277-289.
Prado, A. A. O. S., Santos, B. L. P., Vieira, I. M. M., Ramos, L. C., de Souza, R. R., Silva, D. P., & Ruzene, D. S. (2019). Evaluation of a new strategy in the elaboration of culture media to produce surfactin from hemicellulosic corncob liquor. Biotechnology Reports, 24, e00364.
Priya, K. A., Satheesh, S., Ashokkumar, B., Varalakshmi, P., Selvakumar, G., & Sivakumar, N. (2013). Antifouling activity of prodigiosin from estuarine isolate of Serratia marcescens CMST 07. In Microbiological research in agroecosystem management (pp. 11-21).
Punniyakotti, J.; Ponnusamy, V. (2017). Depth-wise distribution of 238 U, 232 Th and 40 K in sand samples of high background radiation areas (Tamilnadu coast), India. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, v. 311, n. 3, p. 1875-1881.
Ren, Y., Fu, R., Fang, K., Xie, R., Hao, L., Chen, W., & Shi, Z. (2021). Clean dyeing of acrylic fabric by sustainable red bacterial pigment based on nano-suspension system. Journal of Cleaner Production, 281, 125295.
Sharma, D. (2021). Screening of Biosurfactants. In Biosurfactants: Greener Surface Active Agents for Sustainable Future (pp. 37-77).
Vatsa, P., Sanchez, L., Clement, C., Baillieul, F., & Dorey, S. (2010). Rhamnolipid biosurfactants as new players in animal and plant defense against microbes. International journal of molecular sciences, 11(12), 5095-5108.
Venil, C. K., Dufossé, L., & Renuka Devi, P. (2020). Bacterial pigments: sustainable compounds with market potential for pharma and food industry. Frontiers in Sustainable Food Systems, 4, 100.
Venil, C. K., Zakaria, Z. A., & Ahmad, W. A. (2013). Bacterial pigments and their applications. Process Biochemistry, 48(7), 1065-1079.
Wang, S. L., Wang, C. Y., Yen, Y. H., Liang, T. W., Chen, S. Y., & Chen, C. H. (2012). Enhanced production of insecticidal prodigiosin from Serratia marcescens TKU011 in media containing squid pen. Process Biochemistry, 47(11), 1684-1690.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Ana Paula Bione; Amanda Barbosa Lins; Dayana Montero Rodríguez; Adriana Ferreira de Souza; Rafael de Souza Mendonça; Hilário J. B. de Lima Filho; Galba Maria Campos-Takaki
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.