Biossurfactante é definido como uma molécula superficialmente ativa produzida por células vivas, sendo compostos anfipáticos produzidos por micro-organismos, para redução da poluição causada por derivados do petróleo e metais pesados (RUFINO et
al,2014). Biossurfactantes de alto peso molecular são normalmente polissacarídeos
anfipáticos, proteínas, lipopolissacarídeos e lipoproteínas, caracterizando-se como importantes formadores de emulsões (VAN HAMME et al, 2006).
Dentre os biossurfactantes, destacam-se os ramnolipídeos, formados por uma ou duas moléculas de ramnose, ligadas a uma ou duas moléculas de ácido β- hidroxidecanóico produzidos por Pseudomonas sp que têm a capacidade de diminuir a tensão interfacial, além de reduzirem a tensão superficial, estabilizam emulsões e são geralmente atóxicos e biodegradáveis (BANAT et al, 2000). Segundo Mulligan e Gibbs (1993), a concentração micelar crítica (CMC) dos biossurfactantes (medida de sua eficiência) varia entre 1-2000 mg.L-1, enquanto que a tensão interfacial (óleo/água) e superficial fica em tomo de 1 e 30 dina.cm-1 respectivamente.
Embora exista uma grande diversidade de composição química e propriedades entre os biossurfactantes, algumas características são comuns à maioria deles. Muitas destas características representam vantagens sobre os surfactantes químicos convencionais:
os biossurfactantes tem baixa toxicidade o que permite sua utilização em alimentos, cosméticos e produtos farmacêuticos (FLASZ et al., 1998);
os biossurfactantes apresentam biodegradabilidade na água e no solo, o que os torna adequados para aplicações como biorremediação e tratamento de resíduos; os biossurfactantes apresentam elevada estabilidade térmica e de pH, podendo ser
utilizados em condições ambientais variadas. Podem suportar concentrações de 10% de solução salina, enquanto concentrações de 2-3% (BOGNOLO, 1999); biossurfactantes são mais efetivos e eficientes que muitos surfactantes químicos,
produzindo menor atividade superficial e interfacial (COOPER PADDOCK, 1984).
os biossurfactantes apresentam a vantagem de poderem ser produzidos “in situ” ou a partir do uso de substratos renováveis (óleos vegetais, efluentes agroindustriais e subprodutos da indústria do petróleo e alimentícia), o que torna a produção mais barata e viável economicamente (DESAI BANAT, 1997).
2.5.1 Aplicações comerciais dos biossurfactantes
Biossurfactantes podem ser utilizados em conjunto com outros tratamentos para a remoção de compostos orgânicos hidrofóbicos, e metais pesados. A vantagem do biossurfactante faz com que suas aplicações sejam recomendadas na proteção ambiental, (RUFINO et al, 2008). A indústria petrolífera é o maior mercado os biossurfactantes, utilizados na produção de petróleo ou incorporados em formulações de óleos lubrificantes (VAN DYKE et al, 1991).
A utilização dos biossurfactantes na biorremediação de solos contaminados com metais pesados tóxicos como urânio, cádmio e chumbo promovendo a adsorção do metal ao biossurfactante, ou pelo acúmulo de biossurfactantes na interface sólido/ líquido, sob condições de reduzida tensão interfaciais, permitem seu contato com o metal adsorvido. Bognolo (1999) relatou que surfactantes produzidos por Arthrobacter,
Pseudomonas, Corynebacterium e B. subtilis demonstraram resultados promissores na
remoção de piche em areias contaminada.
Biossurfactantes são usados na agricultura, especialmente em formulações de herbicidas e pesticidas, aumentando o efeito de agentes de biocontrole. Mecanismos de ação do biossurfactante incluem a facilitação da penetração do agente de controle ou de seu produto nas células ou tecidos do organismo alvo (SINGH et al, 2007). Na indústria farmacêutica a surfactina, um lipopeptídeo cíclico produzido por cepas de B. subtilis, é um dos biossurfactantes apresentam propriedades antimicrobianas, antifúngica e moderada atividade antibacteriana, além de propriedades antivirais e antitumorais. Pesquisas feitas por Banat et al (1991) indicaram a utilização de biossurfactantes para a limpeza de tanques, em substituição aos surfactantes convencionais, promoveu a limpeza e recuperação de 90% dos hidrocarbonetos presentes no resíduo. Os pesquisadores Mulligan e Wang (2004) apontam a atividade de raminolipídios na remoção de metais pesados, como Ni e Cd do solo, com eficiência de 80-100% em laboratório e 20-80% no campo.
Alguns biossurfactantes apresentam elevada estabilidade térmica e de pH podendo ser utilizados em condições ambientais drásticas. Diferentes dos surfactantes químicos, os biossurfactantes são facilmente degradáveis na água e no solo, o que os torna adequados para aplicações em biorremediação e tratamento de resíduos (HOROWITZ; CURRIE, 1990).
Segundo Mesquita (2004), o uso de biossurfactantes na biodegradação de pesticidas foi objeto de investigação. A biodegradação de hexaciorociciohexano por surfactante produzido por Pseudomonas foi relatada, sendo que outros organoclorados e ciclodienos também foram emulsificados em menor grau. Os biossurfactantes podem ser usados diretamente para emulsificar e aumentar a solubilidade de contaminantes hidrofóbicos no solo.
2.6 Uso do quiabo ( Abelmoschus esculentus L. Moench)
O Quiabo (Abelmoschus esculentus L. Moench) (Figura 2.3), pertence à família Malvaceae, tratando-se de uma planta arbustiva anual, com caule ereto esverdeado ou avermelhado, e atinge de 1 a 1,7 metros de altura, é uma hortaliça de clima quente e originária da África, tendo sido trazida para o Brasil pelos escravos é uma das cultivares mais bem adaptadas ao clima tropical brasileiro. (ABREU LIMA, 2007; JAIN et al, 2012).Hortaliça anual, consumidos como salada, refogado, cozido ou assado. As sementes maduras são ricas em óleo e proteína. Nome científico: Abelmoschus
esculentus L. Moench. Família: Malvaceae Sinônimos botânicos: Hibiscus esculentus
(L) Hibiscus longifolius Roxb Nomes populares: quiabeiro, quiabeiro-chifre-de-veado, quiabeiro-comum, quimbombô, quingobó. Componentes químicos: vitamina A, vitamina B2 e B6, cálcio, alanina, alfa-tocoferol, arginina, ácido ascórbico (vitamina C), ácido aspártico, glicosídeos, ácido glutâmico, gossipetina, gossipol, histidina, isoleucina, leucina, ácido linolênico, ácido mirístico, ácido oléico, ácido palmítico, ácido pantotênico, pectina, quercetina, riboflavina, amido, ácido esteárico, enxofre. No Brasil, o tipo mais produzido e consumido é o cilíndrico verde e a principal cultivar é o Quiabo Santa Cruz. No mesmo grupo, tem destaque o Quiabo Amarelinho. Os dois são destinados ao mercado interno.
2.6.1 Características quiabo (Abelmoschus esculentus L. Moench)
Na Figura 2. 3 - Visualização da Planta arbustiva do quiabo (Abelmoschus esculentus L. Moench) (a), floração (b), frutos (c).