Produção de biossurfactante por Mucor sp. e Rhizopus sp. e aplicação na biorremediação de amostras de água e solo contaminados por petróleo.
Ano de defesa: | 2022 |
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Universidade Católica de Pernambuco
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Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais
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Resumo: | During the process of extraction until commercialization of petroleum, several activities are potentially dangerous to the environment due to the high leak risk of petroderivatives in aquatic and terrestrial environments. In this context, a solution for removing of petroleum and derivatives is the application of biosurfactants defined as natural and biodegradable compounds produced by microorganisms. Thus, the objective of this work was produce, extract and characterize the biosurfactant produced by species of Mucor circinelloides and Rhizopus arrhizus and apply in bioremediation of soil and water impacted with petroleum and derivatives, developing a viable and eco-sustainable bioprocess. The studies started with the application of a 23 factorial design using agro-industrial residues such as corn steep liquor, post-frying oil and instant noodle residue as nutrients in production medium for four isolates of the order Mucorales (Mucor circinelloides UCP 0005, Mucor circinelloides UCP 0006, Mucor circinelloides UCP 0006, Mucor circinelloides UCP 0042 and Rhizopus arrhizus UCP 1609). Cultivation conditions were pH 5.5 in submerged fermentation, orbital agitation at 150 rpm for 96 h. The four isolates of the order Mucorales were able of use substrates as nutritional sources to produce biosurfactants. However, the strain that showed the greatest reduction in surface tension (72 to 27 mN/m) was M. circinelloides UCP 0006 in condition 3 of the design (1% residue of instant noodles, 4% cornstarch, in the absence of soybean oil post-frying). Statistical analysis carried out using the Pareto diagram confirms the important influence of corn steep liquor and post-frying oil in reducing surface tension. The emulsification index presented by M. circinelloides UCP 0005 was significant (70%) when compared to the values obtained by the species of Rhizopus arrhizus UCP 1609 (60% in condition 8) and M. circinelloides UCP 0006 (55.2% in condition 3 ). On the other hand, M. circinelloides UCP 0042 was cultivated in a new production medium (containing different concentrations of corn steep liquor, post-frying oil and instant noodle residue) according to factorial design. According to the results obtained, in condition 7 of the planning (1% instant noodle waste, 4% corn steep liquor and 1% post-frying oil) the maximum reduction in surface tension occurred (72 to 24 mN/m). In addition, the potential of the biosurfactant produced by Mucor circinelloides UCP 0042 in the removal of diesel oil in sandy soil was evaluated. The biosurfactant produced was able of remove 78% of diesel oil from beach sand, beyond of having the potential of disperse petroderivatives in water (33.2 cm2 ODA) and degrade 93% of petroderivatives, confirming the ability of Mucor circinelloides UCP 0042 to produce biosurfactant of high industrial and environmental interest. |
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Silva, Rosileide Fontenele AndradeTakaki, Galba Maria de CamposLima, Marcos Antonio Barbosa deAraújo, Hélvia Waleska Casullo dehttp://lattes.cnpq.br/9803963364159888Cândido, Thayná Rhomana da Silva2023-03-27T18:18:25Z2022-02-10CÂNDIDO, Thayná Rhomana da Silva. Produção de biossurfactante por Mucor sp. e Rhizopus sp. e aplicação na biorremediação de amostras de água e solo contaminados por petróleo. 2022 77 fl. Mestrado (Dissertação) - Universidade Católica de Pernambuco Programa de Pós-graduação em Desenvolvimento de Processos Ambientais. Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais, 2022.http://tede2.unicap.br:8080/handle/tede/1688During the process of extraction until commercialization of petroleum, several activities are potentially dangerous to the environment due to the high leak risk of petroderivatives in aquatic and terrestrial environments. In this context, a solution for removing of petroleum and derivatives is the application of biosurfactants defined as natural and biodegradable compounds produced by microorganisms. Thus, the objective of this work was produce, extract and characterize the biosurfactant produced by species of Mucor circinelloides and Rhizopus arrhizus and apply in bioremediation of soil and water impacted with petroleum and derivatives, developing a viable and eco-sustainable bioprocess. The studies started with the application of a 23 factorial design using agro-industrial residues such as corn steep liquor, post-frying oil and instant noodle residue as nutrients in production medium for four isolates of the order Mucorales (Mucor circinelloides UCP 0005, Mucor circinelloides UCP 0006, Mucor circinelloides UCP 0006, Mucor circinelloides UCP 0042 and Rhizopus arrhizus UCP 1609). Cultivation conditions were pH 5.5 in submerged fermentation, orbital agitation at 150 rpm for 96 h. The four isolates of the order Mucorales were able of use substrates as nutritional sources to produce biosurfactants. However, the strain that showed the greatest reduction in surface tension (72 to 27 mN/m) was M. circinelloides UCP 0006 in condition 3 of the design (1% residue of instant noodles, 4% cornstarch, in the absence of soybean oil post-frying). Statistical analysis carried out using the Pareto diagram confirms the important influence of corn steep liquor and post-frying oil in reducing surface tension. The emulsification index presented by M. circinelloides UCP 0005 was significant (70%) when compared to the values obtained by the species of Rhizopus arrhizus UCP 1609 (60% in condition 8) and M. circinelloides UCP 0006 (55.2% in condition 3 ). On the other hand, M. circinelloides UCP 0042 was cultivated in a new production medium (containing different concentrations of corn steep liquor, post-frying oil and instant noodle residue) according to factorial design. According to the results obtained, in condition 7 of the planning (1% instant noodle waste, 4% corn steep liquor and 1% post-frying oil) the maximum reduction in surface tension occurred (72 to 24 mN/m). In addition, the potential of the biosurfactant produced by Mucor circinelloides UCP 0042 in the removal of diesel oil in sandy soil was evaluated. The biosurfactant produced was able of remove 78% of diesel oil from beach sand, beyond of having the potential of disperse petroderivatives in water (33.2 cm2 ODA) and degrade 93% of petroderivatives, confirming the ability of Mucor circinelloides UCP 0042 to produce biosurfactant of high industrial and environmental interest.No decorrer do processo de extração até a comercialização do petróleo, diversas atividades são potencialmente perigosas ao meio ambiente devido o elevado risco de vazamento de petroderivados em ambientes aquáticos e terrestres. Neste contexto, uma solução para remoção do petróleo e derivados é a aplicação de biossurfactantes definidos como compostos naturais e biodegradáveis produzidos por microrganismos. Assim, o objetivo do presente trabalho foi produzir, extrair e caracterizar o biossurfactante produzido por espécies de Mucor circinelloides e Rhizopus arrhizus e aplicar na biorremediação de solo e água impactados por petróleo e derivados, desenvolvendo bioprocesso viável e ecossustentável. Os estudos iniciaram com aplicação de planejamento fatorial 23 utilizando os resíduos agroindustriais como milhocina, óleo pós-fritura e resíduo de macarrão instantâneo como nutrientes no meio de produção para quatro isolados da ordem Mucorales (Mucor circinelloides UCP 0005, Mucor circinelloides UCP 0006, Mucor circinelloides UCP 0042 e Rhizopus arrhizus UCP 1609). As condições de cultivo foram pH 5,5 em fermentação submersa, agitação orbital de 150 rpm por 96 h. Os quatro isolados da ordem Mucorales foram capazes de utilizar os substratos como fontes nutricionais para produzir biossurfactantes. No entanto, a cepa que apresentou maior redução na tensão superficial (72 a 27 mN/m) foi M. circinelloides UCP 0006 na condição 3 do planejamento (1% resíduo de macarrão instantâneo, 4% de milhocina, na ausência do óleo de soja pós-fritura). A análise estatística realizada através do diagrama de Pareto confirma a importante influência da milhocina e do óleo pós fritura na redução da tensão superficial. O índice de emulsificação apresentado por M. circinelloides UCP 0005 foi significativo (70%) quando comparado aos valores obtidos pelas espécies de Rhizopus arrhizus UCP 1609 (60% na condição 8) e M. circinelloides UCP 0006 (55,2% na condição 3). Por outro lado, o M. circinelloides UCP 0042 foi cultivado em novo meio de produção (contendo diferentes concentrações de milhocina, óleo pós-fritura e resíduo de macarrão instantaneo) de acordo com planejameno fatorial. De acordo com os resultados obtidos, na condição 7 do planejamento (1% resíduo de macarrão instantâneo, 4% milhocina e 1% óleo pós-fritura) ocorreu a máxima redução da tensão superficial (72 a 24 mN/m). Em adição, o potencial do biossurfactante produzido por Mucor circinelloides UCP 0042 na remoção de óleo diesel em solo arenoso foi avaliada. O biossurfactante produzido foi capaz de remover 78% de óleo diesel da areia da praia, além de apresentar potencial de dispersar petroderivado em água (33,2 cm2 ODA) e degradar 93% do petroderivado, comprovando a capacidade de Mucor circinelloides UCP 0042 em produzir biossurfactante de elevado interesse industrial e ambiental.Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2023-03-27T18:18:25Z No. of bitstreams: 2 Ok_thayna_rhomana_silva_candido.pdf: 1137297 bytes, checksum: bf8fcbcaeb3cfce9a5f9534cdcbed8fc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2023-03-27T18:18:25Z (GMT). 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