Caracterização físico-química da água ruça antes e após o tratamento com

Candida oleophila

Como se referiu ao indicar os objectivos do trabalho apresentado neste capítulo, após avaliação da capacidade de Candida oleophila para usar compostos fenólicos normalmente presentes em águas ruças, como única fonte de carbono e energia, testou-se a sua capacidade de crescer e metabolizar estes compostos em águas residuais colhidas na CAOM, sem diluição e sem adição de suplementos.

A toxicidade foi avaliada recorrendo a testes de germinação, considerada uma escala macro, testes de inibição de luminescência de bactérias, considerada uma escala micro, e na actividade bioenergética de mitocôndrias, considerando uma escala sub-celular e molecular.

As águas ruças utilizadas neste ensaio experimental foram recolhidas na CAOM durante a campanha oleícola correspondente ao ano 2005/2006. A amostra foi retirada das águas depositadas conjuntamente com a pasta de azeitona, desde o início da laboração contínua, numa bacia de evaporação, localizada no exterior das instalações da Cooperativa Agrícola.

Pelo facto de terem estado algum tempo sujeitas a processos de oxidação naturais, estimaram-se alguns parâmetros físico-químicos, para caracterizar sumariamente a água ruça utilizada nos ensaios de toxicidade.

A água ruça após filtração e esterilização apresentou valores de CQO de 3740 mg/L, condutividade de 37,7 mS, Abs390 de 2,62 e teor em polifenóis totais de 618

mgác.cafeico/L. Os mesmos parâmetros foram avaliados 30 dias depois da inoculação

com Candida oleophila. Assim, a água ruça após 30 dias de incubação apresentava valores de CQO de 1685 mg/L, condutividade de 12,5 mS, Abs390 de 3,20 e teor em

polifenóis totais de 103 mgác.cafeico/L (Tabela 5.4).

A diminuição do teor em matéria orgânica, revelada pelo abaixamento em 55% do valor da CQO, conjuntamente com uma diminuição em 83% do teor em polifenóis totais, demonstra a capacidade que o isolado possui de metabolizar algumas substâncias presentes na amostra, utilizando-as para o seu crescimento.

  CAPÍTULO 5 

Tratamento de águas ruças por uma estirpe de Candida oleophila isolada de águas residuais  

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Tabela 5.4. Parâmetros físico-químicos avaliados nas amostras de água ruça antes da incubação (ARnt) e após a incubação de um mês (ARt) com o isolado seleccionado de Candida

oleophila.

Parâmetros Físico-Químicos Analisados

Água Ruça Não Tratada (ARnt)

Água Ruça Tratada com isolado de Candida oleophila (ARt) % Remoção CQO (mgO2/L) Condutividade (mS) Absorvância390nm

Polifenóis Totais (mgác.cafeico/L)

3740 37,7 2,62 619 1685 12,5 3,20 103 55 77 122 83

Outras equipas de investigação testaram a eficiência de fungos na remoção de matéria orgânica, a partir de amostras de águas ruças (Sayadi and Ellouz, 1995; Vinciguerra et al., 1995; D’Annibale et al., 1998, 2004; Hamman et al., 1999; Assas et

al., 2000; García et al., 2000; Tsioulpas et al., 2002; Aggelis et al., 2003; Kachouri et al., 2005; Aissam et al., 2007; Martinez-Garcia et al., 2007, 2009; Sassi et al., 2008;

Asses et al., 2009a; Gonçalves et al., 2009). As maiores eficiências registaram-se para fungos filamentosos das espécies Phanerochaete chrysosporium (78% remoção da COD) (Garcia Garcia et al., 2000; Sayadi e Ellouz, 1995) e Panus tigrinus (79,4% remoção da CQO) (D’Annibale et al., 1998). Estas espécies cresceram em amostras de água ruça com carga orgânica inicial de 80 gO2/L, e 43 gO2/L, respectivamente,

mas com meio suplementado, com compostos de azoto, para apresentar razões de C/N elevadas. De um modo geral, as leveduras apresentam uma eficiência de remoção mais baixa, provavelmente, porque as suas células são mais pequenas, e crescem menos do que os longos micélios dos fungos filamentosos. Sassi et al. (2008) e Gonçalves et al. (2009) ao testarem leveduras de colecções (Candida rugosa PYCC 3238, 62,2% de remoção de CQO) ou isoladas de ambientes naturais (Candida

diddensiae ymc78 isolado de água ruça, 64,8% remoção da CQO) apresentaram

resultados semelhantes aos que se registaram para o isolado de Candida oleophila. É importante registar que as maiores eficiências de remoção da carga orgânica, obtidas para culturas com fungos filamentosos, ocorreram em meios suplementados para aumentar a disponibilidade de azoto, ao contrário dos ensaios efectuados com o isolado em estudo nesta tese. No entanto, num ensaio comparativo entre isolados de

Geotrichum sp., Aspergillus sp, e Candida tropicalis, a equipa de Fadil (2003)

demonstrou que a levedura apresentou maiores eficiências de remoção da CQO, se a cultura fosse agitada. Comparando as eficiências entre os microrganismos, pode-se

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especular, que as leveduras apresentam uma capacidade notável para crescer neste tipo de água residual, e que possuem um elevado potencial para remover a carga orgânica.

A diminuição do teor em compostos fenólicos foi acompanhada de um aumento da coloração da amostra, medida pela absorvância a 390 nm. Este processo de escurecimento e aumento da cor foi também registado por outras equipas de investigação (Asses et al., 2009b). Resulta dos processos de oxidação e polimerização de compostos fenólicos monoméricos, originando polímeros complexos de coloração recalcitrante (Asses et al., 2009b). Esta oxidação é favorecida pela agitação (Asses et

al., 2009a) e pela esterilização prévia da água ruça (Fontoulakis et al., 2002; Aggelis et al., 2003).

A remoção de compostos fenólicos pode ser efectuada por bactérias, leveduras e fungos (Martinez-García et al., 2009). Recentemente, investigou-se a capacidade que alguns isolados de leveduras expressam para o tratamento de águas ruças, conjugando este processo com a produção de compostos de valor acrescentado, como sejam, a produção de biomassa e de enzimas (Lanciotti et al., 2005). Algumas das espécies estudadas incluem isolados de Candida tropicalis, C.cylindracea, C.

rugosa, Trichosporon cutaneum e Yarrowia lipolytica (Lee et al., 2001; Ettayebi et al.,

2003; Ahuatzi-Chacón et al., 2004; Chtourou et al., 2004; Páca et al., 2007; Gonçalves

et al., 2009).

Conforme a análise efectuada nos capítulos 3 e 4 deste trabalho, e de acordo com as publicações de Sassi et al. (2006) e Amaral et al. (2008), as leveduras revelaram ser organismos predominantes nas águas ruças, comparativamente com bactérias e fungos.

Sassi e colaboradores (2008) isolaram cerca de 100 leveduras a partir de amostras de água ruça, de lagares marroquinos, e testaram a sua capacidade para crescer e remover fenóis de amostras de água ruça esterilizada e não diluída, de forma semelhante ao procedimento que foi efectuado neste trabalho. Os valores mais elevados, registados por estes autores, foram obtidos com isolados de Candida

diddiensis, C.holstii e Pichia sp, que removeram cerca de 40% do teor em fenóis totais.

Algumas leveduras foram também testadas, com o objectivo de remover alguma matéria fenólica, como pré-tratamento para digestão anaeróbia. O tratamento aeróbio com isolados de Candida tropicalis foi feito em água ruça não diluída, em mistura com soro de queijo (Martinéz-Garcia et al., 2007) ou efluentes suinícolas (Martinéz-Garcia et al., 2009). Ambos obtiveram resultados semelhantes, tendo-se registado uma maior eficiência do processo anaeróbio, pois no pré-tratamento,

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removeu-se alguma carga orgânica, e o teor em compostos fenólicos, que provocam alguma inibição metanogénica, foi baixado em 51%.

Noutras publicações, usando água ruça com suplementos inorgânicos de azoto e fósforo, foi possível registar valores elevados de remoção de matéria fenólica usando fungos como Panus tigrinus, que removeu mais de 75% do teor em polifenóis totais (D’Annibale et al., 2004) ou Lentinus edodes, que baixou em 88% o teor em compostos fenólicos (D’Annibale et al., 1998). Mais recentemente Gonçalves et al., (2009) testaram algumas leveduras das espécies Candida rugosa, C.cylindracea ou

Yarrowia lipolytica, e estas não revelaram as capacidades mais adequadas para a

remoção de fenóis, pois os valores mais elevados registados no estudo foram 31% de remoção. Importa, no entanto, salientar, que a carga orgânica inicial, elevada, pode ter contribuído para as baixas eficiências obtidas.

O isolado de Candida oleophila, usado nesta tese, revelou, comparativamente com os registos apontados nos parágrafos anteriores, eficiência de remoção de compostos fenólicos de água ruça não diluída, não suplementada e esterilizada, semelhantes aos referidos para espécies de fungos da podridão branca. Recorda-se que estes possuem um sistema enzimático, de secreção extracelular, altamente eficiente para a degradação de compostos fenólicos, sistema não identificado, tanto quanto se sabe até ao momento, em leveduras. Uma das razões que poderá estar a contribuir para esta elevada eficiência, será a proveniência do isolado, que se obteve directamente a partir de amostras de água ruça.

3.5.2. Caracterização dos compostos fenólicos presentes nas amostras de águas