Isolamento e identificação de bactérias de um consórcio degradador de biomassa: avaliação da potencialidade para produção de biopolímeros pelos isolados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caires, Guilherme Carvalho
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/252257
Resumo: RESUMO - Os microrganismos possuem ferramentas metabólicas que desempenham um papel crucial na restauração do equilíbrio dos ciclos naturais, que atualmente estão ameaçados pelo alto consumo de recursos naturais e pela intensa produção de resíduos gerados pela população humana. Diversas moléculas produzidas pelos microrganismos, principalmente as bactérias, auxiliam na reciclagem de produtos e na síntese mais sustentável de elementos-chave para avanços tecnológicos importantes. O bioprocessamento dos resíduos de lignocelulose e dos carboidratos que os constituem pode originar vários compostos valiosos. Assim, a partir de um consórcio bacteriano que tem a capacidade de utilizar material lignocelulósico (bagaço de cana) como fonte de carbono, foram isoladas bactérias e foi avaliada a capacidade desses isolados em produzir compostos de interesse no desenvolvimento biotecnológico atual. Dentre os compostos estudados, destacam-se os polímeros bacterianos, que são aplicáveis em diversas áreas industriais e tecnológicas. Neste estudo, foram avaliadas a capacidade de produção dos polímeros bacterianos, o exopolissacarídeo (EPS) e a celulose (CB). Além disso, também foram analisadas a capacidade biorremediadora por meio da atividade emulsificante do EPS produzido sobre hidrocarbonetos e óleo de fritura vegetal residual e pela resistência dos isolados a metais potencialmente tóxicos que podem causar impacto negativo ao meio ambiente. Nas condições estudadas os 4 isolados com destaque na produção de EPS e CB foram identificados por sequenciamento do gene 16S rRNA, sendo classificados dentro gênero Agrobacterium (isolados 9, 11 e 12) e Cohnella (isolado 13). Os isolados 9, 11 ,12 e 13 foram os principais destaques na produção de EPS, enquanto os isolados 9 e 13 foram os destaques na produção de CB. Os melhores resultados da ação surfactante do EPS ocorreram com o óleo de fritura usado. A capacidade de formar emulsões atingiu um percentual superior a 70% com o uso dos EPS dos isolados 11, 12 e 13. Além disso, a taxa de emulsificação aumentou em todas as medições do período de 168 horas, comparado ao período de 24 horas, para todas as substâncias avaliadas. Além disso, os isolados 9 e 13 apresentaram capacidade de sintetizar celulose e mostraram alta resistência a metais potencialmente tóxicos. Esses resultados revelam o potencial dos isolados para serem explorados em aplicações biotecnológicas de importância sustentável. A capacidade emulsificante dos EPSs produzidos geram perspectivas para seu uso futuro em aplicações voltadas para a biorremediação de ambientes contaminados com óleos e materiais derivados de petróleo. Além disso, também observamos resistência dos isolados aos metais potencialmente tóxicos o que salienta o seu potencial para futuros usos na descontaminação de, por exemplo, águas residuárias contaminadas por esses poluentes.
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Assim, a partir de um consórcio bacteriano que tem a capacidade de utilizar material lignocelulósico (bagaço de cana) como fonte de carbono, foram isoladas bactérias e foi avaliada a capacidade desses isolados em produzir compostos de interesse no desenvolvimento biotecnológico atual. Dentre os compostos estudados, destacam-se os polímeros bacterianos, que são aplicáveis em diversas áreas industriais e tecnológicas. Neste estudo, foram avaliadas a capacidade de produção dos polímeros bacterianos, o exopolissacarídeo (EPS) e a celulose (CB). Além disso, também foram analisadas a capacidade biorremediadora por meio da atividade emulsificante do EPS produzido sobre hidrocarbonetos e óleo de fritura vegetal residual e pela resistência dos isolados a metais potencialmente tóxicos que podem causar impacto negativo ao meio ambiente. Nas condições estudadas os 4 isolados com destaque na produção de EPS e CB foram identificados por sequenciamento do gene 16S rRNA, sendo classificados dentro gênero Agrobacterium (isolados 9, 11 e 12) e Cohnella (isolado 13). Os isolados 9, 11 ,12 e 13 foram os principais destaques na produção de EPS, enquanto os isolados 9 e 13 foram os destaques na produção de CB. Os melhores resultados da ação surfactante do EPS ocorreram com o óleo de fritura usado. A capacidade de formar emulsões atingiu um percentual superior a 70% com o uso dos EPS dos isolados 11, 12 e 13. Além disso, a taxa de emulsificação aumentou em todas as medições do período de 168 horas, comparado ao período de 24 horas, para todas as substâncias avaliadas. Além disso, os isolados 9 e 13 apresentaram capacidade de sintetizar celulose e mostraram alta resistência a metais potencialmente tóxicos. Esses resultados revelam o potencial dos isolados para serem explorados em aplicações biotecnológicas de importância sustentável. A capacidade emulsificante dos EPSs produzidos geram perspectivas para seu uso futuro em aplicações voltadas para a biorremediação de ambientes contaminados com óleos e materiais derivados de petróleo. Além disso, também observamos resistência dos isolados aos metais potencialmente tóxicos o que salienta o seu potencial para futuros usos na descontaminação de, por exemplo, águas residuárias contaminadas por esses poluentes.ABSTRACT – Microorganisms have metabolic tools that play a crucial role in restoring the balance of natural cycles, which are currently threatened by the high consumption of natural resources and the intense production of waste generated by the human population. Several molecules produced by microorganisms, mainly bacteria, help in the recycling of products and in the more sustainable synthesis of key elements for important technological advances. The bioprocessing of lignocellulose waste and the carbohydrates that constitute it can give rise to several valuable compounds. Thus, from a bacterial consortium, that has the capacity to use lignocellulosic material (sugarcane bagasse) as a carbon source, bacteria were isolated and the ability of these isolates to produce compounds of interest in current biotechnological development was evaluated. Among the compounds studied, bacterial polymers stand out, which are applicable in various industrial and technological areas. In this study, the production capacity of bacterial polymers, exopolysaccharide (EPS) and cellulose (CB) were evaluated. Furthermore, the bioremediation capacity was also analyzed through the emulsifying activity of EPS produced on hydrocarbons and residual vegetable frying oil and the resistance of the isolates to potentially toxic metals that can cause a negative impact on the environment. Under the conditions studied, the 4 isolates highlighted in the production of EPS and CB were identified by sequencing of the 16S rRNA gene, being classified within the genus Agrobacterium (isolates 9, 11 and 12) and Cohnella (isolate 13). Isolates 9, 11, 12 and 13 were the main highlights in the production of EPS, while isolates 9 and 13 were the highlights in the production of CB. The best results from the surfactant action of EPS occurred with the frying oil used. The ability to form emulsions reached a percentage greater than 70% with the use of EPS from isolates 11, 12 and 13. Furthermore, the emulsification rate increased in all measurements of the 168-hour period, compared to the 24-hour period, for all substances evaluated. Furthermore, isolates 9 and 13 showed the ability to synthesize cellulose and showed high resistance to potentially toxic metals. These results reveal the potential of the isolates to be explored in biotechnological applications of sustainable importance. The emulsifying capacity of the EPSs produced generates prospects for their future use in applications aimed at bioremediation of environments contaminated with oils and petroleum-derived materials. Furthermore, we also observed resistance of the isolates to potentially toxic metals, which highlights their potential for future uses in the decontamination of, for example, wastewater contaminated by these pollutants.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)162871/2021-0Universidade Estadual Paulista (Unesp)Alves, Lucia Maria Carareto [UNESP]Leonel, Tatiane FernandaCaires, Guilherme Carvalho2023-12-21T17:06:59Z2023-12-21T17:06:59Z2023-10-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCAIRES, G. C. Isolamento e identificação de bactérias de um consórcio degradador de biomassa: avaliação da potencialidade para produção de biopolímeros pelos isolados. 2023. 58 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agropecuária) – Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2023.https://hdl.handle.net/11449/2522575282208917819723porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-01-25T06:03:18Zoai:repositorio.unesp.br:11449/252257Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T15:03:50.833054Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
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