Produção sustentável de biossurfactante por Issatchenkia orientalis UCP 1603 usando substratos renováveis
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27174Palavras-chave:
Tensioativo microbiano; Subprodutos agroindustriais; Issatchenkia orientalis.Resumo
Os surfactantes biológicos são moléculas anfipáticas produzidas por micro-organismos e são considerados compostos multifuncionais do século XXI. O presente trabalho teve como objetivo utilizar substratos renováveis de baixo custo para a produção econômica de biossurfactante por Issatchenkia orientalis UCP 1603. As fermentações foram realizadas a 28°C e 150 rpm por 72 h, utilizando subprodutos agroindustriais (manipueira, milhocina e óleo de soja pós-fritura) como substratos, de acordo com um planejamento fatorial completo de 23 para identificar sua influência na produção de biossurfactante. Os resultados mostraram a capacidade da levedura em produzir biossurfactante em todas as condições do planejamento, destacando-se a condição 4 devido à maior redução da tensão superficial (de 72 para 29,7 mN/m). As análises estatísticas evidenciaram a influência significativa da manipueira e milhocina na produção de biossurfactante. As propriedades tensoativas da biomolécula foram confirmadas por teste de parafilme e índice de emulsificação. Este estudo evidenciou I. orientalis como uma levedura promissora produtora de biossurfactante, com excelente capacidade e elevado potencial biotecnológico de transformação de subprodutos agroindustriais.
Referências
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. https://doi.org/10.1155/2018/1624573
Aragã, V. O., & Martins, C. M. (2014). Pichia spp. yeasts from Brazilian industrial wastewaters: Physiological characterization and potential for petroleum hydrocarbon utilization and biosurfactant production. African Journal of Microbiology Research, 8(7), 664-672.
Araújo, H. W., Andrade, R. F., Montero-Rodríguez, D., Rubio-Ribeaux, D., Alves da Silva, C. A., & Campos-Takaki, G. M. (2019). Sustainable biosurfactant produced by Serratia marcescens UCP 1549 and its suitability for agricultural and marine bioremediation applications. Microbial Cell Factories, 18(1), 1-13. https://doi.org/10.1186/s12934-018-1046-0
Cândido, T. R. S., Mendonça, R. S., Lins, U. M. D. B. L., de Souza, A. F., Rodriguez, D. M., de Campos-Takaki, G. M., & da Silva Andrade, R. F. (2022). Production of biosurfactants by Mucoralean fungi isolated from Caatinga bioma soil using industrial waste as renewable substrates. Research, Society and Development, 11(2),. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25332
Dandi, N. D., Dandi, B. N. & Chaudhari, A. B. (2013) Bioprospecting of thermo- and osmo-tolerant fungi from mango pulp-peel compost for bioethanol production. Antonie van Leeuwenhoek,103, 723–736.
Galindo, H. M., Souza, A. F. Melo, E. J. V. et al. 2021. “Sustainable chitosan production by mucoralean fungi using waste post-frying oils and corn steep liquor as substrates”, International Journal of Development Research, 11, (01), 43185-43194. https://doi.org/10.37118/ijdr.20748.01.2021
Hasani, Z. P., Moghimi, H., & Hamedi, J. (2018). Biosurfactant production by Mucor circinelloides: Environmental applications and surface‐active properties. Engineering in Life Sciences, 18(5), 317-325.
Hisamatsu, M., Furubayashi, T., Karita, S., Mishima, T., Isono, N. (2006) Isolation and identification of a novel yeast fermenting ethanol under acidic conditions. Journal Applied Glycoscience, 53: 111–113.
Johny, J. M. (2013). Screening, gene sequencing and biosurfactant production from Pichia fermentans isolated from dairy effluents. IOSR J Environ Sci Toxicol Food Technol, 6(5), 2319-2402.
Joshi‐Navare, K., Singh, P. K., & Prabhune, A. A. (2014). New yeast isolate Pichia caribbica synthesizes xylolipid biosurfactant with enhanced functionality. European Journal of Lipid Science and Technology, 116(8), 1070-1079.
Katemai, W., K., Maneerat,S., Kawai,K., Kanzaki, H., Nitoda, T.’ & H-Kittikun, A. (2008), Purification and characterization of a biosurfactant produced by Issatchenkia orientalis SR4. Journal Geeral Applied Microbiology, 54, 79–82.
Kuyukina, M. S., Ivshina, I. B., Philp, J. C., Christofi, N., Dunbar, S. A., & Ritchkova, M. A. (2001). Recovery of Rhodococcus biosurfactants using methyl
tertiary-butyl ether extraction. Journal of Microbiolology Methods, 46,109-120. https://doi:10.1016/s0167-7012(01)00259-7
Kwon, Y.J., Ma, A.Z., Li, Q., Wang, F./ Zhuang, G. Q. & Liu, C. Z. (2011) Effect of lignocellulosic inhibitory compounds on growth and ethanol fermentation of newly-isolated thermotolerant Issatchenkia orientalis. Bioresource Technology, 102: 8099–8104.
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. https://doi.org/10.5897/AJMR2016.8341
Maia, P. C., Santos, V. P., Fereira, A. S., Luna, M. A., Silva, T. A., Andrade, R. F., & Campos-Takaki, G. M. (2018). An efficient bioemulsifier-producing Bacillus subtilis UCP 0146 isolated from mangrove sediments. Colloids and Interfaces, 2(4), 58. https://doi.org/10.3390/colloids2040058
Marcelino, P. R. F., Gonçalves, F., Jimenez, I. M., Carneiro, B. C., Santos, B. B., & da Silva, S. S. (2020). Sustainable production of biosurfactants and their applications. Lignocellulosic biorefining technologies, 159-183.
Muñoz, S. S., Balbino, T. R., Alba, E. M., Barbosa, F. G., de Pier, F. T., de Almeida, A. L. M., ... & da Silva, S. S. (2022). Surfactants in biorefineries: Role, challenges & perspectives. Bioresource Technology, 345, 126477.
Nitschke, M., & Pastore, G. M. (2004). Biosurfactant production by Bacillus subtilis using cassava-processing effluent. Applied Biochemistry and Biotechnology, 112(3), 163-172.
Nwaguma, I. V., Chikere, C. B., & Okpokwasili, G. C. (2019). Isolation and molecular characterization of biosurfactant-producing yeasts from saps of Elaeis guineensis and Raphia africana. Microbiology Research Journal International, 1-12.
Oberoi, H. S., Babbar, N., Sandhu, S. K., Dhaliwal, S. S., Kaur, U., Chadha, B. S., et al. (2012) Ethanol production from alkali-treated rice straw via simultaneous saccharification and fermentation using newly isolated thermotolerant Pichia kudriavzevii HOP-1. Journal Industrial Microbiology Biotechnology, 39: 557–566.
Pele, M. A., Montero-Rodriguez, D., Rubio-Ribeaux, D., Souza, A. F., Luna, M. A., Santiago, M. F., ... & Campos-Takaki, G. M. (2018). Development and improved selected markers to biosurfactant and bioemulsifier production by Rhizopus strains isolated from Caatinga soil. African Journal of Biotechnology, 17(6), 150-157. https://doi.org/10.5897/AJB2017.16230
Poomtien, J., Thaniyavarn, J., Pinphanichakarn, P., Jindamorakot, S., & Morikawa, M. (2013). Production and characterization of a biosurfactant from Cyberlindnera samutprakarnensis JP52T. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 77(12), 2362-2370.
Primeia, S., Inoue, C., & Chien, M. F. (2020). Potential of biosurfactants’ production on degrading heavy oil by bacterial consortia obtained from tsunami-induced oil-spilled beach areas in Miyagi, Japan. Journal of Marine Science and Engineering, 8(8), 577.
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.
Rubio-Ribeaux, D., da Silva Andrade, R. F., da Silva, G. S., de Holanda, R. A., Pele, M. A., Nunes, P., ... & Campos-Takaki, G. M. (2017). Promising biosurfactant produced by a new Candida tropicalis UCP 1613 strain using substrates from renewable-resources. African Journal of Microbiology Research, 11(23), 981-991. https://doi.org/10.5897/AJMR2017.8486
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. https://doi.org/10.34117/bjdv.v7i5.30166
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), 401.
Shatila, F., Uyar, E., & Yalçın, H. T. (2021). Screening of biosurfactant production by Yarrowia lipolytica strains and evaluation of their antibiofilm and anti-adhesive activities against Salmonella enterica ser. enteritidis biofilms. Microbiology, 90(6), 839-847.
Singh, P., & Cameotra, S. S. (2004). Potential applications of microbial surfactants in biomedical sciences. TRENDS in Biotechnology, 22(3), 142-146.
Souza, A. F., Galindo, H. M., de Lima, M. A. B., Ribeaux, D. R., Rodríguez, D. M., da Silva Andrade, R. F., ... & de Campos-Takaki, G. M. (2020). Biotechnological strategies for chitosan production by mucoralean strains and dimorphism using renewable substrates. International Journal of Molecular Sciences, 21(12), 4286. https://doi.org/10.3390/ijms21124286
Thaniyavarn, J., Chianguthai, T., Sangvanich, P., Roongsawang, N., Washio, K., Morikawa, M., & Thaniyavarn, S. (2008). Production of sophorolipid biosurfactant by Pichia anomala. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 72(8), 2061-2068.
Valencia, GA, Andrade, CJD, Ienczak, JL, Monteiro, AR, & Gutiérrez, TJ (2021). Valorização dos resíduos agroalimentares. Em Biovalorização de Resíduos (pp. 111-132). Springer, Singapura.
Yalçın, H. T., Ergin‐Tepebaşı, G., & Uyar, E. (2018). Isolation and molecular characterization of biosurfactant producing yeasts from the soil samples contaminated with petroleum derivatives. Journal of basic microbiology, 58(9), 782-792.
Yaraguppi, D. A., Bagewadi, Z. K., Muddapur, U. M., & Mulla, S. I. (2020). Response surface methodology-based optimization of biosurfactant production from isolated Bacillus aryabhattai strain ZDY2. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 10(6), 2483-2498.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Tainã Crisia de Souza Fonseca ; Adriana Ferreira de Souza; Patrícia Nunes dos Santos; Paulo Henrique da Silva; Dayana Montero Rodriguez; Luiz Oliveira Costa; Galba Maria Campos-Takaki
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.