Diferentes estratégias para aumentar a produção de biossurfactante de um isolado de Paenibacillus sp. (BR13834)
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i17.24232Palavras-chave:
DCCR; Biossurfactante; Paenibacillus sp.Resumo
Os biossurfactantes são metabólitos produzidos por diversos microorganismos, e nos últimos anos estão atraindo um interesse na comunidade científica devido suas vantagens em relação aos surfactantes sintéticos. O presente estudo teve como objetivo incrementar a produção de biossurfactante por Paenibacillus sp., otimizando os fatores de crescimento fonte de carbono, pH, temperatura e tempo de cultivo. Inicialmente foram avaliadas as fontes de carbono glicose, lactose, azeite de oliva, óleo de soja, glicerol e querosene. Em seguida, foram avaliados os fatores pH, Temperatura e Tempo, utilizado um delineamento fatorial para a identificação dos fatores que influenciam o processo de produção de biossurfactante. Por fim, os fatores ambientais temperatura e tempo de cultivo foram avaliados usando delineamento central composto rotacional (DCCR). Em todos os ensaios foi utilizado o isolado BR13834 pertencente ao gênero Paenibacillus. O modelo de previsão empírica desenvolvido foi considerado adequado para descrever a produção de biossurfactante em relação à tensão superficial (R2 = 0,755). O valor mínimo para a tensão superficial foi de 34,6 mN/m, obtido nas condições ideais de 30 °C e 24 horas de cultivo. Os resultados demonstraram que o DCCR foi adequado para identificar as melhores condições de produção de biossurfactante produzido por Paenibacillus sp.
Referências
Al-Wahaibi, Y., Joshi, S., Al-Bahry, S., Elshafie, A., Al-Bemani, A., & Shibulal, B. (2014). Biosurfactant production by Bacillus subtilis B30 and its application in enhancing oil recovery. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 114, 324–333. doi: 10.1016/j.colsurfb.2013.09.022
Almeida, D. G., da Silva, R. de C. F. S., Luna, J. M., Rufino, R. D., Santos, V. A., & Sarubbo, L. A. (2017). Response surface methodology for optimizing the production of biosurfactant by Candida tropicalis on industrial waste substrates. Frontiers in Microbiology, 8, 1–13. doi: 10.3389/fmicb.2017.00157
Amirabadi, S. S., Jahanmiri, A., Rahimpour, M. R., Nia, B. R., Darvishi, P., & Niazi, A. (2013). Investigation of Paenibacillus alvei ARN63 ability for biodemulsifier production: Medium optimization to break heavy crude oil emulsion. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 109, 244–252. doi: 10.1016/j.colsurfb.2013.03.029
Bezerra, K. G. O., Rufino, R. D., Luna, J. M., & Sarubbo, L. A. (2018). Saponins and microbial biosurfactants: Potential raw materials for the formulation of cosmetics. Biotechnology Progress, 34(6), 1482–1493. doi: 10.1002/btpr.2682
Bhardwaj, G., Cameotra, S. S., & Chopra, H. (2013). Biosurfactants from Fungi: A Review. Journal of Petroleum & Environmental Biotechnology, 04(06). doi: 10.4172/2157-7463.1000160
Deepak, V., Kalishwaralal, K., Ramkumarpandian, S., Babu, S. V., Senthilkumar, S. R., & Sangiliyandi, G. (2008). Optimization of media composition for Nattokinase production by Bacillus subtilis using response surface methodology. Bioresource Technology, 99(17), 8170–8174. doi: 10.1016/j.biortech.2008.03.018
Deepika, K. V., Nagaraju, G. P., & Bramhachari, P. V. (2017). Optimization of cultural conditions for marine microbial biosurfactant production: Future prospects from untapped marine resources. In M. M. Naik & S. K. Dubey (Eds.), Marine Pollution and Microbial Remediation, 105–128. doi: 10.1007/978-981-10-1044-6_7
du Noüy, P. L. (1925). An interfacial tensiometer for universal use. The Journal of General Physiology, 7(5), 625–632. doi: 10.1085/jgp.7.5.625
Fontes, G. C., Amaral, P. F. F., Nele, M., & Coelho, M. A. Z. (2010). Factorial design to optimize biosurfactant production by yarrowia lipolytica. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2010, 1-8. doi: 10.1155/2010/821306
Garrido-López, Á., & Tena, M. T. (2005). Experimental design approach for the optimisation of pressurised fluid extraction of additives from polyethylene films. Journal of Chromatography A, 1099(1–2), 75–83. doi: 10.1016/j.chroma.2005.09.005
He, Z., Liu, G., Yang, X., & Liu, W. (2016). A novel surfactant, N,N-diethyl-N’-cyclohexylthiourea: Synthesis, flotation and adsorption on chalcopyrite. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 37, 107–114. doi: 10.1016/j.jiec.2016.03.013Jimoh, A. A., & Lin, J. (2018). Enhancement of Paenibacillus sp. D9 Lipopeptide biosurfactant production through the optimization of medium composition and its application for biodegradation of hydrophobic pollutants. Applied Biochemistry and Biotechnology, 187(3), 724–743. doi: 10.1007/s12010-018-2847-7
Joy, S., Butalia, T., Sharma, S., & Rahman, P. K. S. M. (2017). Biosurfactant producing bacteria from hydrocarbon contaminted environment. Chemical Engineering Journal, 317, 232-241. doi: 10.1016/j.cej.2017.02.054
Kiran, G. S., Thomas, T. A., Selvin, J., Sabarathnam, B., & Lipton, A. P. (2010). Optimization and characterization of a new lipopeptide biosurfactant produced by marine Brevibacterium aureum MSA13 in solid state culture. Bioresource Technology, 101(7), 2389–2396. doi: 10.1016/j.biortech.2009.11.023
Kuyukina, M. S., Ivshina, I. B., Philp, J. C., Christofi, N., Dunbar, S. A., & Ritchkova, M. I. (2001). Recovery of Rhodococcus biosurfactants using methyl tertiary-butyl ether extraction. Journal of Microbiological Methods, 46(2), 149–156. doi: 10.1016/S0167-7012(01)00259-7
Liang, T. W., Wu, C. C., Cheng, W. T., Chen, Y. C., Wang, C. L., Wang, I. L., & Wang, S. L. (2013). Exopolysaccharides and antimicrobial biosurfactants produced by paenibacillus macerans TKU029. Applied Biochemistry and Biotechnology, 172(2), 933–950. doi: 10.1007/s12010-013-0568-5
Montgomery, D. C. (2017). Design and analysis of experiments eighth edition. In Design (9th ed., Vol. 2). https://doi.org/10.1198/tech.2006.s372
Mukherjee, S., Das, P., & Sen, R. (2006). Towards commercial production of microbial surfactants. Trends in Biotechnology, 24(11), 509–515. doi: 10.1016/j.tibtech.2006.09.005
Najafi, A. R., Rahimpour, M. R., Jahanmiri, A. H., Roostaazad, R., Arabian, D., & Ghobadi, Z. (2010). Enhancing biosurfactant production from an indigenous strain of Bacillus mycoides by optimizing the growth conditions using a response surface methodology. Chemical Engineering Journal, 163(3), 188–194. doi: 10.1016/j.cej.2010.06.044
Najafi, A. R., Rahimpour, M. R., Jahanmiri, A. H., Roostaazad, R., Arabian, D., Soleimani, M., & Jamshidnejad, Z. (2011). Interactive optimization of biosurfactant production by Paenibacillus alvei ARN63 isolated from an Iranian oil well. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 82(1), 33–39. doi: 10.1016/j.colsurfb.2010.08.010
Omotayo, A. E., Egbomeade, L. O., Taiwo, O., Oyebamiji, O. O., & Ilori, M. O. (2013). Hydrocarbon degradation by free-living nitrogen-fixing bacteria. Journal of Scientific Research and Development, 14, 75–84.
Rodrigues, L., Moldes, A., Teixeira, J., & Oliveira, R. (2006). Kinetic study of fermentative biosurfactant production by Lactobacillus strains. Biochemical Engineering Journal, 28(2), 109–116. doi: 10.1016/j.bej.2005.06.001
Sahoo, P., & Das, S. K. (2011). Tribology of electroless nickel coatings - A review. Materials and Design, 32(4), 1760–1775. doi: 10.1016/j.matdes.2010.11.013
Sakthipriya, N., Doble, M., & Sangwai, J. S. (2015). Biosurfactant from Pseudomonas species with waxes as carbon source - Their production, modeling and properties. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 31, 100–111. doi: 10.1016/j.jiec.2015.06.013
Santos, D. K. F., Rufino, R. D., Luna, J. M., Santos, V. A., & Sarubbo, L. A. (2016). Biosurfactants: Multifunctional biomolecules of the 21st century. International Journal of Molecular Sciences, 17(3), 1–31. doi: 10.3390/ijms17030401
Santos, L. F. M. dos., Coutte, F., Ravallec, R., Dhulster, P., Tournier-Couturier, L., & Jacques, P. (2016). An improvement of surfactin production by B. subtilis BBG131 using design of experiments in microbioreactors and continuous process in bubbleless membrane bioreactor. Bioresource Technology, 218, 944–952. doi: 10.1016/j.biortech.2016.07.053
Satpute, S. K., Płaza, G. A., & Banpurkar, A. G. (2017). Biosurfactants’ production from renewable natural resources: Example of innovativeand smart technology in circular bioeconomy. Management Systems in Production Engineering, 25(1), 46–54. doi: 10.1515/mspe-2017-0007
Wang, X., Huang, L., Kang, Z., Buchenauer, H., & Gao, X. (2010). Optimization of the fermentation process of actinomycete strain Hhs.015(T). Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2010, 1-10. doi: 10.1155/2010/141876
Wang, C. L., Huang, T. H., Liang, T. W., Fang, C. Y., & Wang, S. L. (2011). Production and characterization of exopolysaccharides and antioxidant from Paenibacillus sp. TKU023. New Biotechnology, 28(6), 559–565. doi: 10.1016/j.nbt.2011.03.003
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Elisa Maria de Oliveira; Victor Hugo Gomes Sales; Elora Dannan Corrêa Dias; Wardsson Lustrino Borges; Marcelo Silva Andrade; Tiago Marcolino de Souza
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
