Produção de biossurfactante por Cunninghamella elegans UCP 0542 utilizando resíduos da indústria alimentícia em frascos de 3 L e avaliação do efeito da agitação orbital

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27438

Palavras-chave:

Biotensoativo; Fungo Mucorales; Substratos renováveis; Redução da tensão superficial; Propriedades emulsificantes; Ação de dispersante.

Resumo

No presente estudo, a produção de biossurfactante por Cunninghamella elegans UCP 0542 em meio à base de resíduos da indústria de alimentos foi investigada como uma estratégia biotecnológica para reduzir os custos do bioprocesso. O cultivo do fungo Mucorales foi realizado em frascos Fernbach de 3 L contendo 1,5 L de volume efetivo do meio composto por 2% de resíduo de macarrão instantâneo, 2% de milhocina e 0,5% de óleo de soja pós-fritura, com relação carbono/nitrogênio de 30:1. As fermentações foram realizadas durante 96 h e 28ºC, a 150, 180 e 200 rpm, a fim de avaliar a influência da agitação orbital na produção do biossurfactante. As propriedades de redução da tensão superficial, emulsificação e dispersão foram investigadas. De acordo com os resultados obtidos, C. elegans produziu biossurfactante em meio sustentável, reduzindo a tensão superficial de 71 para 27,5 mN/m após cultivo a 200 rpm. O biotensoativo produzido nesta condição formou emulsões estáveis ​​com óleo de motor e óleo de motor queimado (índice de emulsificação de 100%) e apresentou 48,39 cm² de área de dispersão de óleo (ADO) com óleo de motor queimado. A biomolécula foi isolada por diferentes metodologias, atingindo um rendimento máximo de 2,1 g/L com etanol. O biossurfactante produzido por C. elegans apresentou excelente potencial para aplicação em processos de biorremediação considerando suas propriedades promissoras como agente redutor de tensão superficial, ação emulsificante e dispersante de petroderivados.

Biografia do Autor

Alexandre D’Lamare Maia de Medeiros, Catholic University of Pernambuco

I

Referências

Andrade, R. F. S., Silva, T. A. L.; Ribeaux, D. R., Rodriguez, D. M., Souza, A. F., Lima, M. A. B., Lima, R. A., Silva, C. A. 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. 10.1155/2018/1624573.

Ashour, A., El-Sharkawy, S., Amer, M., Marzouk, A., Zaki, A., Kishikawa, A., Ohzono, M., Kondo, R., & Shimizu, K. (2014). Production of citric acid from corncobs with its biological evaluation. Journal Of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications. 10.4236/jcdsa.2014.43020.

Bezerra, K. G. O., & Sarubbo, L. A. (2021). Cosmeceutical applications of biosurfactants. Biosurfactants for a Sustainable Future. 10.1002/9781119671022.ch19.

Bueno, S. M., Navarro, A., & Garcia-Cruz, C. H. (2010). Estudo da produção de biossurfactante em caldo de fermentação. Química Nova.

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

Cooper, D. G., & Goldenberg, B. G. (1987). Surface active agents from two Bacillus species. Applied and Environmental Microbiology. 10.1128/aem.53.2.224-229.1987.

Das, A. J., & Kumar, R. (2018). Utilization of agroindustrial waste for biosurfactant production under submerged fermentation and its application in oil recovery from sand matrix. Bioresource Technology. 10.1016/j.biortech.2018.03.093.

Durval, I. J. B., Silva, I. A., & Sarubbo, L. A. (2021). Application of microbial biosurfactants in the food industry. Environmental And Microbial Biotechnology. 10.1007/978-981-15-6607-31.

Fonseca, T. C. S., Luna D. C. B., Oliveira, J. F., Banhara, V. F., Paiva, J. B., Morais e Souza, L. V., Batista e Silva, M. C. L., Sales e Silva, L. G., Gomes Filho, A. J., Campos-Takaki, G. M., & Alves da Silva, C. A. (2018). Amylase production by Aspergillus tamarii (UCP 1261) through submerged fermentation using alternative media containing agro-industrial residues. Exploring Microorganisms: Recent Advances in Applied Microbiology.

Hisham, N. H. M. B., Ibrahim, M. F., & Ramli, N., Abd-Aziz, S. (2019). Production of Biosurfactant Produced from Used Cooking Oil by Bacillus sp. HIP3 for Heavy Metals Removal. Molecules. 10.3390/molecules24142617.

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. 10.1016/s0167-7012(01)00259-7.

Makkar, R. S., Cameotra, S. S., & Banat, I. M. (2011). Advances in utilization of renewable substrates for biosurfactant production. Amb Express. 10.1186/2191-0855-1-5.

Manocha, M. S., San-Blas, G., & Centeno, S. (1980). Lipid Composition of Paracoccidioides brasiliensis: possible correlation with virulence of different strains. Microbiology. 10.1099/00221287-117-1-147.

Marcelino, P. R. F., Gonçalves, F., Jimenez, I. M., Carneiro, B. C., Santos, B. B., & Silva, S. S. (2020). Sustainable Production of Biosurfactants and Their Applications. Lignocellulosic Biorefining Technologies. 10.1002/9781119568858.ch8.

Marques, N. S. A., Silva, T. A. L., Andrade, R. F. S., Branco Júnior, J. F., 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.

Melanouri, E. M., Dedousi, M., & Diamantopoulou, P. (2022). Cultivating Pleurotus ostreatus and Pleurotus eryngii mushroom strains on agro-industrial residues in solid-state fermentation. Part II: effect on productivity and quality of carposomes. Carbon Resources Conversion. 10.1016/j.crcon.2021.12.005.

Merino, C. O., Bayas-Morejon,L. F., Changoluisa, M., Lema, M. P., Gomez, C., Verdezoto, L., Moreno, I., Merino, M. C., Tigre, R. A., & Donato, W. (2019). Biotransformation of fruti Horticultural Agro-Industrial Residues Using Efficient Microorganisms (EM) in Riobamba (Ecuador). Journal of Engineering and Applied Sciences.

Mnif, I., & Ghribi, D. (2015). Review lipopeptides biosurfactants: mean classes and new insights for industrial, biomedical, and environmental applications. Biopolymers. 10.1002/bip.22630.

Morikawa, M., Daido, H., Takao, T., Murata, S., Shimonishi, Y., & Imanaka, T. (1993). A new lipopeptide biosurfactant produced by Arthrobacter sp. strain MIS38. Journal of Bacteriology. 10.1128/jb.175.20.6459-6466.1993.

Nogueira, I. B., Rodríguez, D. M., Andrade, R. F. S., Lins, A. B., Bione, A. P., Silva, I. G. S., Franco, L. O., & Campos-Takaki, G. M. (2020). Bioconversion of agroindustrial waste in the production of bioemulsifier by Stenotrophomonas maltophilia UCP 1601 and Application in Bioremediation Process. International Journal of Chemical Engineering. 10.1155/2020/9434059.

Pacwa-Płociniczak, M., Płaza, G. A., Piotrowska-Seget, Z., & Cameotra, S. S. (2011). Environmental applications of biosurfactants: recent advances. International Journal of Molecular Sciences. 10.3390/ijms12010633.

Pele, M. A., Ribeaux, D. R., Vieira, E. R., Souza, A. F., Luna, M. A. C., Rodríguez, D. M., Andrade, R F. S., Alviano, D. S., Alviano, C. S., & Barreto-Bergter, E. (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. 10.1016/j.ejbt.2018.12.003.

Rodrigues, T. V. D., Amore, T. D., Teixeira, E. C., & Burkert, J. F. M. (2019). Carotenoid production by Rhodotorula mucilaginosa in batch and fed-batch fermentation using agroindustrial Byproducts. Food Technology and Biotechnology. 10.17113/ftb.57.03.19.6068.

Romo-Buchelly, J., Rodríguez-Torres, M., & Orozco-Sánchez, F. (2019). Biotechnological valorization of agroindustrial and household wastes for lactic acid production. Revista Colombiana de Biotecnología. 10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.69284.

Rubio-Ribeaux, D., Andrade, R. F. S., Silva, G. S., Holanda, R. A., Pele, M. A., Nunes, P., Vilar Junior, J. C., Resende-Stoianoff, M. A., & 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. 10.5897/ajmr2017.8486.

Sant’anna, M. C. S., Corrêa Lopes, D. F., Carvalho, J. B. R., & Silva, G. F. (2012). Caracterização de briquetes obtidos com resíduos da agroindústria. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais.

Sarafin, Y., Donio, M. B. S., Velmurugan, S., Michaelbabu, M., & Citarasu, T. (2014). Kocuria marina BS-15 a biosurfactant producing halophilic bacteria isolated from solar salt works in India. Saudi Journal of Biological Sciences. 10.1016/j.sjbs.2014.01.001.

Silva J. F., Silva, L. A. R., Barbosa, M. R., Houllou, L. M., & Malafaia, C. B. (2020). Bioemulsifier produced by Yarrowia lipolytica using residual glycerol as a carbon source. Journal of Environmental Analysis and Progress. 10.24221/jeap.5.1.2020.2700.031-037.

Silva, I. A., Almeida, F. C. G., Souza, T. C., Bezerra, K. G. O., Durval, I. J. B., Converti, A., & Sarubbo, L. A. (2022). Oil spills: impacts and perspectives of treatment technologies with focus on the use of green surfactants. Environmental Monitoring and Assessment. 10.1007/s10661-022-09813-z.

Silva, N. A., Luna, M., Santiago, A., Franco, L., Silva, G., Souza, P., Okada, K., Albuquerque, C., Silva, C., & Campos-Takaki, G. (2014). Biosurfactant and bioemulsifier produced by a promising Cunninghamella echinulata Isolated from Caatinga Soil in the Northeast of Brazil. International Journal of Molecular Sciences. 10.3390/ijms150915377.

Sun, X., Wu, H., Zhao, G., Li, Z., Wu, X., Liu, H., & Zheng, Z. (2018). Morphological regulation of Aspergillus niger to improve citric acid production by chsC gene silencing. Bioprocess And Biosystems Engineering. 10.1007/s00449-018-1932-1.

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Publicado

25/03/2022

Como Citar

MEDEIROS, A. D. M. de .; SILVA JUNIOR, C. J. G. da .; SOUZA, A. F. de .; CAVANTANTI , D. de L. .; RODRIGUEZ, D. M. .; SILVA, C. A. A. da .; ANDRADE, R. F. da S. . Produção de biossurfactante por Cunninghamella elegans UCP 0542 utilizando resíduos da indústria alimentícia em frascos de 3 L e avaliação do efeito da agitação orbital. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 4, p. e50311427438, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i4.27438. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27438. Acesso em: 30 jun. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas