ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina
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PRÓXIMA
BIODESCOLORAÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS E ALIMENTÍCIOS PELOS FUNGOS PLEUROTUS SAJOR-CAJU E LENTINUS EDODES
B
IODESCOLORAÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS E ALIMENTÍCIOSPELOS FUNGOS PLEUROTUS SAJOR
-CAJU E LENTINUS EDODES
Cristiane do Valle Cortes Leite1*, Edilsa Rosa da Silva1*, Marlene Soares1, Alessandro Feitosa Machado.1, Adriane Martins Freitas1, Lucia Regina Durrant.2
Resumo - Efluentes têxteis e alimentícios apresentam na sua composição
inúmeros corantes, substâncias orgânicas com duplas ligações que são capazes de absorverem luz visível. Neste grupo incluem-se os azo-corantes, que são carcinogênicos, e não são removidos por tratamentos convencionais de água e esgoto. Estas moléculas são recalcitrantes no meio ambiente e prejudiciais à biodiversidade aquática, à fotossíntese e aos ciclos biológicos. Processos biotecnológicos de descoloração dos corantes têm-se tornado uma alternativa economicamente viável e eficiente para o tratamento destes efluentes. O objetivo do presente trabalho foi verificar o potencial dos fungos Pleurotus sajor-caju e Lentinus edodes na descoloração dos corantes alimentícios e têxteis, vermelho bordô e azul marinho facid respectivamente, em diferentes concentrações.
Palavras-chave: Biodescoloração, corantes, Pleurotus sajor-caju, Lentinus
edodes
1
Cristiane do Valle Cortes Leite é graduanda do curso de tecnologia em Química Ambiental do CEFET-PR; Edilsa Rosa da Silva é doutora e professora do CEFET-PR; Alessandro Feitosa Machado é mestrando em Química pela UFPR e professor do CEFET-PR; Marlene Soares é doutoranda em Biotecnologia pela UFPR e professora do CEFET-PR; Adriane Martins Freitas é doutoranda em Química pela UFPR. 1*edilsa@cefetpr.br, cristianeavilla@yahoo.com.br
2
INTRODUÇÃO
A descoloração de efluentes têxteis e alimentícios tem sido estudada por diversos centros de pesquisa e consiste em um grande problema devido à complexidade de tratamento destes tipos de resíduos. Hoje em dia, existem cerca de 100.000 tipos de corantes comercializados (COSTA,2002), sendo que a variedade de tipos e de estruturas químicas gera grande dificuldade em sua decomposição. Processos físicos, químicos e biológicos têm sido empregados para o tratamento dos efluentes, contudo, os mesmos não têm sido eficientes na remoção completa de poluentes ou, ainda, são inviáveis devido ao elevado custo. Desta forma, a busca por processos biotecnológicos de remoção eficientes e baratos tem aumentado gradativamente.
Os corantes, em sua maioria, são compostos por substâncias orgânicas que possuem duplas ligações capazes de absorverem luz visível. Neste grupo incluem-se os azo-corantes, que são carcinogênicos e não são removidos por tratamentos convencionais de água e esgoto. Estas moléculas são recalcitrantes no meio ambiente (CHAGAS e DURRANT, 1998), prejudiciais à biodiversidade
aquática (CORSO et al, 1998), à fotossíntese e aos ciclos biológicos (KUNZ et al,
1998).Como grande parte dos corantes são sintéticos ou com estrutura com anéis aromáticos, os mesmos são mais difíceis de serem degradados, pois são mais estáveis (FU e VIRARAGHAVAN, 2001).
Os mecanismos enzimáticos não específicos do Pleurotus sajor-caju e Lentinus edodes, fungos da podridão branca, permitem que os mesmos degradem uma grande variedade de poluentes que se assemelham estruturalmente à lignina
ou seus derivados (CHAGAS e DURRANT, 1998). A natureza irregular e
recalcitrante da lignina e o fato de que ela contém subestruturas encontradas nos principais poluentes orgânicos levou os pesquisadores a postularem que o sistema enzimático ligninolítico não específico produzido pode ser capaz de degradar alguns poluentes aromáticos persistentes, como pesticidas, corantes, clorofenóis,
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, etc (KUNZ, 1999; SANTIAGO, 1998;
MASSAI, 1997).
MATERIAL E MÉTODOS Materiais
Reagentes. Corantes P.A. vermelho bordô (alimentício) e azul marinho facid
(têxtil), pertencentes ao quadro de reagentes do Laboratório de Microbiologia.
Microrganismos. Fungos basidiomicetos P. sajor-caju e L. edodes,
Métodos
Inóculo (SILVA, 2001).O micélio fúngico foi cultivado em placas de Petri com ágar batata dextrose (PDA), no período de sete dias de incubação, quando, então, foi utilizado como inóculo na forma de um disco de 10 mm de diâmetro.
Degradação do corante em meio sólido. (CHAGAS e DURRANT, 1998;
CAPUDI, 2003; CHAGAS e DURRANT, 2001) O meio de cultivo em meio sólido foi preparado contendo os corantes avaliados nas concentrações de 0,1 e 0,5 % e 2% de ágar como agente solidificante. Ajustou-se o pH dos meios para 5,0 com NaOH 0,01 mol/L e HCl 0,01 mol/L. Posteriormente efetuou-se a esterilização em
autoclave à 121oC por 15 minutos. Foi distribuído 20 mL do meio com corante em
placas de Petri estéreis. As placas foram incubadas em estufas microbianas na
temperatura de 30oC pelo período de 20 dias. Após o período de incubação o halo
de descoloração formado foi medido. As análises foram realizadas em triplicatas.
Degradação do corante em meio líquido. (CHAGAS e DURRANT, 1998;
CAPUDI, 2003; CHAGAS e DURRANT, 2001) O meio líquido dos corantes vermelho bordô e azul marinho facid foi preparado em frascos Erlenmeyers contendo 100 mL de água destilada e 0,01g de corante. Ajustou-se o pH dos meios para 5,0 com NaOH 0,01 mol/L e HCl 0,01 mol/L. Os meios foram
esterilizados em autoclave a 121oC por 15 minutos. Posteriormente, inoculou-se
nos frascos 10 discos de ágar contendo micélio fúngico de 10mm de diâmetro. Os
frascos foram incubados à 30oC pelo período de 16 dias. O controle do processo
biodegradativo foi feito pela medição da absorbância em espectrofotômetro de ultravioleta marca Varian modelo Cary 50 Conc antes e após o período de incubação. A descoloração de cada corante foi quantificada através da mudança da absorbância comparando-se com a absorbância dos controles. Foram utilizados os comprimentos de onda de: 520 nm para vermelho bordô e 616 nm para azul marinho facid, estabelecido previamente por Capudi et al. (2003). As análises foram realizadas em triplicata.
RESULTADOS
Abaixo estão os resultados dos experimentos de descoloração dos corantes vermelho bordô e azul marinho facid em meio sólido e meio líquido realizados pelos fungos Pleurotus sajor caju e Lentinus edodes.
A Figura 1 mostra a descoloração do corante vermelho bordô em meio sólido pelos fungos P. sajor-caju (A) e Lentinus edodes (B), após 20 dias de incubação.
A Figura 2 mostra os resultados dos ensaios de descoloração do fungo P. sajor-caju em meio líquido com corantes vermelho bordô (Figura 2A) e azul marinho facid (Figura 2B) após 16 dias de incubação.
Vermelho bordô (controle)
Após descoloração
Azul marinho facid (controle) Após descoloração
Figura 2A Figura 2B
A figura 3 mostra o controle e as triplicatas para a descoloração do corante vermelho bordô pelo Pleurotus sajor caju.
Figura 3
A tabela 1 mostra os resultados das absorbâncias dos corantes (controle e triplicatas), onde houve uma redução de 45,16% da cor.
Tabela 1
VERMELHO BORDÔ pH 5,0 Absorbância
Controle 2,782051
frasco 1 1,806090
frasco 2 1,121795
frasco 3 1,649036
A figura 4 mostra o controle e as triplicatas para a descoloração do corante azul marinho fácid pelo Pleurotus sajor caju.
Figura 4
A tabela 2 mostra os resultados das absorbâncias do corante azul marinho facid (controle e triplicatas), onde houve uma redução de cor de 70,11%.
Tabela 2
VERMELHO BORDÔ pH 5,0 Absorbância
Controle 2,782051
frasco 1 1,806090
frasco 2 1,121795
frasco 3 1,649036
Absorbância média total 1,525640
As figuras 5A e 5B mostram a descoloração em meio sólido do corante azul marinho facid pelo fungo Lentinus edodes.
DISCUSSÃO
O fungo P. sajor-caju, cultivado em meio sólido com o corante vermelho bordô, concentração de 0,1% e pH 5,0, apresentou, durante o período de incubação de 20 dias, a formação de um halo de degradação de 100%, enquanto o L. edodes, no mesmo período, apresentou halo de degradação de apenas 69%, indicando transformação nos grupos cromóforos, apresentando assim perda de cor.
O corante vermelho bordô na concentração de 0,5%, pH 5,0, para o P. sajor-caju não apresentou halo de descoloração detectável aos 20 dias de incubação, mas foi possível observar o desenvolvimento de uma redução de cor na placa. Esse resultado indicou a possibilidade de degradação dos corantes, originando compostos capazes de absorver luz visível, mostrando um meio de cultivo ainda
colorido. No caso do L. edodes, houve uma pequena redução de cor, com
crescimento do micélio por toda a superfície da placa. Ambos fungos avaliados, demonstraram uma redução na capacidade do processo de descoloração do corante vermelho bordô na concentração 0,5%, provavelmente devido a toxicidade do corante em concentrações mais elevadas.
A incubação feita com o fungo P. sajor-caju, cultivado em meio sólido, com o corante azul marinho facid na concentração de 0,1%, pH 5,0, apresentou formação de um halo de descoloração de 80% do total da área da placa, enquanto para o fungo L. edodes, no mesmo período de 20 dias, houve a descoloração de apenas 18%.
O cultivo em meio líquido de P. sajor-caju para o corante vermelho bordô, na concentração de 0,1%, pH 5,0, apresentou aos 16 dias de incubação uma descoloração de 45%, enquanto para o corante azul marinho facid, o índice de redução de cor foi de 70%. Capudi et al. (2003, s.p.), registraram uma descoloração de 80,52% para o corante azul marinho e de 18,44% para o vermelho bordô nas concentrações de 0,01% e 0,006%, respectivamente, durante o período de 29 dias de incubação. No meio líquido, a descoloração da solução de corante pode ser devida a adsorção pela biomassa ou pela degradação efetuada pelo fungo que provoca a destruição ou transformações importantes no composto cromóforo.
De acordo com Capudi et al. (2003, s.p.), as diferenças nas taxas de descoloração dos corantes devem-se às diferenças estruturais. Pequenas mudanças na estrutura podem afetar a descoloração devido às diferenças na distribuição de elétrons, na densidade de carga e de fatores estéricos (Chagas e Durrant, 1998, s.p.)
CONCLUSÃO
O corante azul marinho facid, 0,1%, após o período de 20 dias de incubação, apresentou descoloração em meio sólido de 80% para P. sajor-caju e apenas 18% para L. edodes.
O corante vermelho bordô, 0,1%, em meio líquido, apresentou descoloração de 45%, após 16 dias de incubação com P. sajor-caju.
O corante azul marinho facid, 0,1%, em meio líquido, apresentou índice de redução de cor de 70%, após 16 dias de incubação com P. sajor-caju.
Os resultados demonstraram que o P. sajor caju e L edodes são capazes de degradar as moléculas dos corantes analisados em diferentes níveis, o que os tornam valiosos instrumentos da biotecnologia na remoção de cor de efluentes industriais ou no tratamento de resíduos sólidos coloridos.
REFERÊNCIAS
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produtoras de sideróforos e sua aplicação no tratamento de efluentes têxtil e papeleiro. In: II REUNIÃO NACIONAL DE MICROBIOLOGIA APLICADA AO MEIO AMBIENTE, Florianópolis. Anais. 1998, p. 1.
8. MASSAI, L. Degradação de fenol e guaiacol dos efluentes Kraft E1 e final
MICROBIOLOGIA APLICADA AO MEIO AMBIENTE. Campinas. Anais. Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, 1997, p.159-162. 9. SILVA, E.R. Biodegradação fúngica de resíduos agroindustriais para a
produção de biomassa microbiana, enzimas lignocelulolíticas e redução de fitatos. Campinas, 2001. Tese de Doutorado. Faculdade de
Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas.
10. CAPUDI, M.; CASTRO, M.C.; RAMSDORF,W.A.; SILVA, E.R.
Biodescoloração de corantes alimentícios e têxteis pelo fungo Pleurotus
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11. CHAGAS, E. P.; DURRANT, L. R. Decolorization of azo dyes by
Phanerochaete chrysosporium and Pleurotus sajor-caju. Enzyme and
Microbial Technology, Campinas, v.29, p.473-477, 2001.
Abstract - Effluents from textile and some food industries present several
different dyes in their composition, which are double linked organic substances able to absorb visible light. Azodyes, included in this group, are carcinogenic and cannot be removed by conventional treatment of water and wastewater. These molecules when in an environment are recalcitrant and harmful to biodiversity, to photosynthesis and to biological cycles. Biotechnological processes of discoloration of dyes have become an efficient and economic viable alternative for the treatment of these effluents. The purpose of this work was to verify the potential of Pleurotus sajor-caju and Lentinus edodes fungus in the discoloration of food and textiles dyes, red burgundy and marine blue facid, respectively, in different concentrations.
