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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Title: Produção de biossurfactantes utilizando melaço de soja
Author: Rodrigues, Marília Silva
First Advisor: Resende, Miriam Maria de
First member of the Committee: Cardoso, Vicelma Luiz
Second member of the Committee: Coutinho Filho, Ubirajara
Third member of the Committee: Borges, Wesley da Silva
Summary: Os biossurfactantes tem ganhado destaque nos últimos anos em relação aos surfactantes químicos devido às suas vantagens em termos ambientais e toxicidade. A biodegradabilidade e o uso de coprodutos agroindustriais para sua produção são alguns dos seus principais benefícios. O melaço de soja é um coproduto gerado durante o processamento da soja que possui alta produção e baixo valor comercial. Seu uso tem grande potencial em processos fermentativos devido à alta concentração de carboidratos, lipídeos e proteínas. O presente trabalho estudou a utilização de Pseudomonas aeruginosa para produzir biossurfactantes em um meio fermentativo de melaço de soja. Foram realizados testes preliminares para determinar as melhores condições de produção. Nestes testes as culturas bacterianas analisadas foram: Pseudomonas aeruginosa 9027, Pseudomonas aeruginosa 10145 e Pseudomonas aeruginosa proveniente de Landfarming. Dentre elas, a que apresentou melhores resultados foi a Pseudomonas aeruginosa 10145. Em relação ao meio fermentativo de melaço de soja foram testadas três concentrações (50, 100 e 250 g/L) sendo que, para os fatores que mais influenciaram na avaliação da eficiência de um surfactante (índices de emulsificação e de tensão superficial), os melhores resultados foram obtidos para as concentrações de 50 e 100 g/L. O pH do meio foi ajustado para 7,0. Após a determinação das melhores condições foi elaborado um planejamento composto central (PCC) com duas variáveis e três réplicas no ponto central para otimizar a produção de biossurfactantes. A variável concentração inicial de melaço de soja teve como faixa os valores entre 29,3 e 170,7 g/L e a concentração inicial de microrganismo variou entre 0,2 e 5,8 g/L. Todos os experimentos foram realizados em duplicata, em uma mesa agitadora a 30,0 ± 1,0 ºC e 120 rpm, por 72 horas com amostras coletadas a cada 12 horas. Desta forma, para validar os experimentos foram utilizados os valores de 120 g/L para a concentração de melaço de soja e de 4 g/L para a concentração inicial de microrganismo. Como resposta foram obtidos os seguintes valores para 48 horas de fermentação: tensão superficial de 31,9 mN/m, índice de emulsificação de 97,4%, biomassa de 11,5 g/L, concentração de raminose de 6,8 g/L e concentração de biossurfactante de 11,7 g/L. Foi realizada ainda a análise de concentração micelar crítica (CMC) que obteve um valor de aproximadamente 80 mg/L. Os resultados obtidos apontam potencial da produção de biossurfactante utilizando como substrato o melaço de soja e bactérias do gênero Pseudomonas aeruginosa.
Abstract: Biosurfactants has excelled in the past years when compared to chemical surfactants due to its advantages related to environmental and toxicity. Some of the benefits of the biosurfactants is that it can be produced from agroindustrial product co and is biodegradable. The soy molasses is a product co generated during soybean processing that has high production and low commercial value. Its use has great potential in fermentative processes due to the high concentration of carbohydrates, lipids and proteins. This study investigated the use of Pseudomonas aeruginosa to produce biosurfactants in a soy molasses-based fermentation medium. Preliminary tests were performed to determine the best conditions of production. In these tests the bacterial cultures analyzed were: Pseudomonas aeruginosa 9027, Pseudomonas aeruginosa 10145 and Pseudomonas aeruginosa from Landfarming. Among them, with the best results was Pseudomonas aeruginosa 10145. In relation to the soy molasses-based fermentation medium three concentrations were tested (50,100 and 250 g/L) and for the factors that influences the most on the evaluation of the efficiency of a surfactant (emulsifying and surface tension index) the best results were obtained for the concentrations of 50 and 100 g/L. In addition, the pH was adjusted to 7.0. After determining the best conditions it was developed a Central Composite Design (CCD) with two variables and three replicates at the central point to optimize the production of biosurfactant. The concentration of soy molasses has values between 29.3 and 170.7 g/L and the initial concentration of microorganism varies between 0.2 and 5.8 g/L. All the experiments were performed in duplicate on a shaker table to 30.0 ± 1.0 °C and 120 rpm during 72 hours with samples taken every 12 hours. Thus, to validate the experiments were used the values of 120 g/L for the initial concentration of soy molasses and 4 g/L for the initial concentration of microorganisms. In response the following values were obtained at 48 hours of fermentation: surface tension of 31.9 mN/m, emulsification rate of 97.4%, biomass concentration of 11.5 g/L, rhamnose concentration of 6.9 g/L and concentration of biosurfactant of 11.7 g/L. Further analysis was carried out for critical micelle concentration (CMC) in which it was obtained approximately 80 mg/L. These values show a great potential for biosurfactant production using soybean molasses as substrate and the bacteria of the genus Pseudomonas aeruginosa.
Keywords: Engenharia química
Química de superfície
Solução (Química)
Físico-química
Bactérias gram-negativas
Biossurfactante
Melaço de soja
Biosurfactant
Soybean molasses
Pseudomonas aeruginosa
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: RODRIGUES, Marília Silva. Produção de biossurfactantes utilizando melaço de soja. 2016. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17915
Date of defense: 22-Jul-2016
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