Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/43083
Type: Tese
Title: Produção de biossurfactantes/bioemulsificantes por leveduras isoladas de efluentes de uma indústria de laticínios
Authors: Andrea de Souza Monteiro
First Advisor: Ary Corrêa Junior
First Co-advisor: Vera Lúcia dos Santos
Abstract: Novas linhagens de leveduras produtoras de biossurfactantes foram isoladas a partir de uma planta de tratamento de efluentes de uma indústria de laticínios. Estas linhagens foram identificadas como pertencentes ao gênero Trichosporon, Galactomyces, Geotrichum e Candida baseada na sequências da região D1/D2 do rDNA e TS1 e ITS2 do 26S do rDNA. Entre as 32 linhagens de leveduras produtoras de emulsificantes, 13 mostraram atividade emulsificante (E24) após 2 meses de incubação. As emulsões formadas se mantiveram estáveis por até 2 meses de incubação, com valores de atividade emulsificante (E24) variando de 7,32% para 78,52%. As maiores taxas de atividade emulsificante foram observadas em emulsões produzidas a partir das culturas de Trichosporon loubieri CLV 20, Geothricum sp. CLOA 40, T. montevideense CLOA 70 e T. montevideense CLOA 72, com valores de E24 em torno de 71,29%, 77,45%, 65,80% e 78,52%, respectivamente. Estas linhagens reduziram a tensão superficial do meio de crescimento com valores que variaram de 40,85 mN/m a 52 mN/m. Os surfactantes apresentam diferentes tipos de ácidos graxos, com uma prevalência de ácidos graxos contendo 18 carbonos (39,56% a 85,77% do conteúdo total). As análises dos monossacarídeos presentes nos surfactantes indicaram a prevalência de xilose para os biossurfactantes produzidos por CLV20 e CLOA70, manose para biossurfactante produzido por CLOA72 e galactose para biossurfactante produzido por CLOA40. A atividade emulsificante foi dependente da fonte de carbono no meio de cultura, com maior atividade observada quando óleo de girassol e glicose foram utilizados no meio de crescimento de CLOA72. A atividade emulsificante do biossurfactante apresentou valores acima de 70% nas concentrações de 3 mg/mL a 3,5 mg/mL, e uma atividade superior a 75% em concentrações acima de 4,5 mg/mL. A atividade emulsificante foi estável em uma ampla faixa de pH (2-10), e depois do tratamento térmico a 100 °C. A atividade emulsificante foi igualmente estável após a adição de 30% dos sais NaCl, KCl e NaHCO3. O biossurfactante foi capaz de emulsificar diferentes substratos hidrofóbicos. A concentração micelar crítica foi estimada em 2,2 mg/mL, indicando uma tensão superficial da água de 48,4 mN/m.Este estudo também, avaliou o efeito do biossurfactante produzido por T. montevideense CLOA72 na formação de biofilmes da linhagem de Candida albicans CC isolada de canal apical. A maior redução (87,41%) na formação de biofilmes foi observadas na concentração de 16 mg/mL do biossurfactante. A interação de células de C. albicans CC com biossurfactante foi caracterizada por titulação calorimétrica isotérmica e potencial zeta. O processo de saturação das células de C. albicans pela adição de 1,3 mg/mL/OD600. é endotérmico (H o = +1284  5,1 Cal/mg.DO600) ocorrendo com um elevado aumento de entropia (TS o = +10635,0 Cal/mg.DO600). A taxa de energia calórica liberada a partir da concentração mínima de saturação sofreu uma brusca diminuição, indicando uma saturação do sistema células-biossurfactante. O potencial zeta da superfície celular foi monitorado como uma função da concentração do biossurfactante adicionado à suspensão celular. Os dados sugerem que cargas líquidas de superfície das células são parcialmente neutras, uma vez que o valor do potencial zeta variou entre -16 mV a - 6 mV durante a titulação. Estas alterações da superfície podem contribuir para a inibição da adesão inicial de células de C. albicans CC em superfície hidrofóbicas. O biossurfactante produzido por T. montevideense CLOA72 não teve qualquer efeito citotóxico em células embrionárias de rim humano HEK 293A nas concentrações de 0,25 a 1 mg/mL. O tratamento com o biossurfactante (CLOA72) reduziu a aderência de C. albicans 18 em células bucais em 85,2%. Este estudo sugere uma possível aplicação de biossurfactante produzido por T. montevideense CLOA72 na inibição da formação de biofilmes sobre superfícies plásticas e inibição da aderência a superfícies biológicas (células do hospedeiro) por linhagens de C. albicans.
Abstract: New strains of biosurfactants producing yeast were isolated from a sewage treatment plant of a dairy product industry. These strains were identified as belonging to the genus Trichosporon, Galactomyces, Geotrichum and Candida based on the sequences of the D1/D2 region of 26S rDNA and ITS1-ITS2 from the rDNA gene. Among the 32 yeast isolated, 13 showed emulsifying activity (E24) after 2 months of incubation. The emulsified solution remained stable for up to 2 months of incubation, with values ranging from 7.32% to 78.52%. The highest emulsification rates were observed in emulsions produced by supernatant cultures of Trichosporon loubieri CLV 20, Geothricum sp. CLOA 40, T. montevideense CLOA 70 and T. montevideense CLOA 72, with values of E24 to 71.29%, 77.45%, 65.80% and 78.52%, respectively. These strains reduced the surface tension of the growth medium to values that ranged from 40.85 mN/m to 52 mN/m. The surfactants contained different types of fatty acids, with a prevalence of molecules containing 18 carbons (39.56% to 85.77% of the total solution content). The analysis of monosaccharides present in the surfactants indicated the prevalence of xylose for biosurfactants produced by CLV20 and CLOA70, manose for biosurfactant produced by CLOA72 and galactose for biosurfactant produced by CLOA40. The emulsifying activity was dependent on the carbon source in the culture medium, with higher activity observed when sunflower oil and glucose were used. The emulsifying activity of the biosurfactant presented values above 70% at concentrations of 3 mg/mL to 3.5 mg/mL, and above 75% at concentrations above 4.5 mg/mL. The emulsifying activity was stable in a wide range of pH (2-10), and after heat treatment at 100 °C. The emulsifying activity was also stable after the addition of 30% of the salts NaCl, KCl and NaHCO3. The biosurfactant was able to emulsify a wide range of hydrophobic substrates. The critical micellar concentration estimated was in 2.2 mg/mL, giving a surface tension of water of 48.4 mN/m. This study also, evaluated the effect of yeast biosurfactant T. montevideense CLOA72 in the formation of biofilms by Candida albicans CC isolated from apical tooth canal. The greatest reduction (87.41%) in the formation of biofilms were observed at a concentration of 16 mg/mL. The interaction of cells of C. albicans CC with biosurfactant characterized was by isothermal titration calorimetry and zeta potential. The process of saturation of the cells of C. albicans by the addition of 1.3 to 5.1 is endhotermic ((Ho = +1284  5.1 Cal/mg.OD600.) occurring with a high increase of entropy (S o = +10635,0 Cal/mg.OD600). The rate of caloric energy released from the minimum concentration of saturation has decreased sharply, indicating a saturation of the cell-biosurfactant. The rate of caloric energy released from the minimum inhibitory concentration decreased sharply, indicating cell saturation by the biosurfactant. The zeta potential of the cell surface were monitored as a function of the concentration of the biosurfactant added to cell suspension. The data suggest that the net surface charges of the cells is partialy neutral, since the value of zeta potential ranging between -16 mV to - 6 mV during the titration. These changes of the surface can contribute to the inhibition of initial adherence of cells of C. albicans in hydrophobic surface. The biosurfactant produced by T. montevideense CLOA72 did not have any cytotoxic effect in HEK 293A cell line at the concentrations of 0.25 to 1 mg/mL. The treatment with the biossurfactant CLOA72 reduced the adhesion of C. albicans 18 to buccal cells in 85.2%. This study suggests a possible application of biosurfactant produced by T. montevideense CLOA72 in inhibiting the formation of biofilms on plastic surfaces and inhibition of adherence to biological surfaces (cells of the host) by strains of C. albicans.
Subject: Microbiologia
Tensoativos
Emulsificantes
Indústria de Laticínios
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/43083
Issue Date: 8-Jun-2009
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