ATIVIDADE EMULSIFICANTE DE EXOPOLISSACARÍDEO
PRODUZIDO POR ISOLADOS DE Mesorhizobium huakuii
(LBMP-T01)
EMULSIFIER
ACTIVITY
OF
EXOPOLYSACCHARIDE
PRODUCED BY ISOLATE Mesorhizobium huakuii (LBMP-T01)
Tatiane Fernanda Leonel (1) Michelli Inácio Gonçalves Funnicelli (2) Cristiane Moretto (3)
Eliana Gertrudes de Macedo Lemos (4)
Resumo
O isolado Mesorhizobium huakuii (LBMP-T01) apresenta elevada produção de exopolissacarídeo (EPS). Este trabalho estudou o potencial do EPSLBMP-T01 como
bioemulsificante de óleo diesel. O EPS foi produzido em meio PSYlíq., com elevada
concentração de sacarose (C/N=30) e foi realizado precipitação, após 144 horas de incubação. O teste de emulsificação do óleo diesel, soluções aquosas de EPSLBMP-T01 (5 mg mL-1) foram
ajustadas em diferentes faixas de pH (2-11) e salinidade (0-30%). As soluções óleo\água foram agitadas, por 2 minutos. Os resultados demonstraram que a melhor atividade de emulsificação do óleo diesel foi em pH 11,0; com valor máximo de E24= 33%. O efeito da
salinidade apresentou pouca variação entre os tratamentos, sendo a concentração 10% de NaCl, o maior valor emulsificação com E24=9,33%. Os resultados deste estudo contribuem
para compreender o efeito do pH e salinidade sob ação dos bioemulsificantes, visando adequar esta tecnologia para processos de biorremediação.
Palavras-chave: Óleo diesel. Emulsificação. Biopolímero. Rizobactérias. E24.
Abstract
The isolate Mesorhizobium huakuii (LBMP-T01) has high production exopolysaccharide (EPS). This study investigated the potential of EPSLBMP-T01 as bioemulsifier of the diesel oil.
The EPSLBMP-T01 is produced in the medium PSYlíq., with high sucrose concentration
1,2 Graduanda em Tecnologia de Jaboticabal na Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani, Jaboticabal (Fatec-JB) – SP; 3,4Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias FCAV/UNESP Jaboticabal contato: tatyyleonel@hotmail.com
(C/N=30), the precipitation was performed after 144 hours of incubation. The emulsification test of the diesel oil, aqueous solutions of EPSLBMP-T01 (5 mg ml-1) were adjusted to different
pH ranges (2-11) and salinity (0-30%). The oil\water solutions were agitated for 2 minutes. The results showed that the major emulsification activity of the diesel oil was at pH 11.0; with a maximum of E24=33%. The effect of salinity showed little variation between treatments, the
concentration 10% NaCl, the highest emulsification with E24=9.33%. The findings contribute
to understanding the effect of pH and salinity under action of bioemulsifiers, in order to adapt this technology for bioremediation processes.
Keywords: Diesel oil. Emulsification. Biopolymer. Rhizobacteria. E24.
1 Introdução
Exopolissacarídeos (EPSs) produzidos por rizobactérias são heteropolissacarídeos constituídos por repetição de diferentes unidades de monossacarídeos os EPSs são importantes na simbiose das rizobactérias e plantas, no entanto, a produção destas moléculas ainda não é bem compreendida. Os EPSs são moléculas que apresentam grupos polares, esta característica é capaz de fazer com que estas moléculas sejam interessantes para diversas áreas da indústria como, por exemplo: alimentícia, cosmético, farmacêutica,etc. Estudos têm demonstrado a ação de EPSs que foram produzidas por uma variedade de bactérias gram-negativas, utilizados como um potencial bioemulsificante na degradação de hidrocarbonetos. Huang e colaboradores (2012) testaram a otimização da produção de EPS a partir de três estirpes isoladas de raizes Rhizobium miluonense B-L1), Burkholderia seminalis (CC-IDD2w) e Ensifer adhaerens (CC-GSB4) e, componentes de meio de cultura e o desempenho deste na emulsificação de óleo diesel. Emulsão é um sistema heterogêneo que consiste em um líquido imiscível, completamente difuso em outro, em forma de gotículas, que requer energia para manter as gotículas dispersadas na fase continua. Tal reação é termodinamicamente desfavorável, os EPSs podem servir como bioemulsificantes fazendo com que aumente a estabilidade da emulsão óleo-água, tornando assim, a reação termodinamica mais estável (BACH et al., 2003). Os EPSs têm recebido crescente interesse nas últimas décadas pelas vantagens que possuem sobre os surfactantes químicos, tais como, biodegradabilidade, baixa toxicidade, produção a partir de fontes renováveis, funcionalidade sob condições extremas de pH, salinidade e temperatura, estabilidade, entre outros (CHANDANKERE et al., 2013). Portanto, os biotensioactivos como os EPSs são uma alternativa ao uso dos surfactante sintético, sendo assim, mais adequados para o controle e recuperação de contaminações
ambientais (DESAI & BANAT, 1997). Diante do exposto, o objetivo do trabalho foi estudar o potencial bioemulsificante do EPS produzido pelo isolado de Mesorhizobium huakuii (LBMP-T01). Para isso, o EPSLBMP-T01 foi testado quanto a estabilidade da emulsão de óleo diesel
alterando a salinidade e o pH.
2 Material e Métodos
O isolado LBMP-T01 (Mesorhizobium huakuii) foi cultivado em meio PSYlíq e incubado
(150 rpm, 28ºC, por 24 horas), até a obtenção de uma suspensão de células com DO600~3,0nm. Alíquota de 10% (v/v) do pré-inóculo foi transferida para frasco tipo
erlenmeyer, com meio PSYliq (100 mL) por 150 rpm, 28°C por 144 horas. Após o término do
tempo de cultivo, a cultura foi submetida a centrifugação (10.000 ×g, a 4°C, por 50 minutos), separando-se as células do sobrenadante. Do sobrenadante foi precipitado o EPS adicionando-se 3 volumes de álcool etílico 96% e, posteriormente adicionando-seco em estufa (45°C). Após a obtenção do EPS seco, uma solução aquosa de EPS na concentração 5 mg mL-1 foi utilizada para o teste
de emulsificação do óleo diesel. O deliniamento experimental seguiu-se dos tratamentos cuja solução do EPSLBMP-T01 foi ajustada em diferentes faixas de pH (2-11) e salinidade (0-30%),
seguindo de três repetições para cada tratamento. As soluções de EPS nas respectivas faixas de pH ou nas concentrações de NaCl foram misturadas em tubos de ensaio com tampa rosqueável ao Diesel S10 na proporção de 2:3, respectivamente. As soluções óleo\água foram homogeneizadas em agitador de tubos, em velocidade máxima, por 2 minutos. Os tubos foram deixados em repouso à temperatura de 25 °C. Após 24 horas foi efetuado a medição da altura da Camada Emulsificada (CE) e da Altura Total (AT) dos líquidos no tubo. O índice de emulsificação será obtido através da fórmula: E24 = (CE/AT)*100, descrita por Cooper e Goldenberg (1987). Todos os testes serão realizados em triplicata.Os compostos testados são hidrocarbonetos (Diesel S10).
3 Resultados e Discussão
O óleo diesel foi escolhido para este ensaio por ter apresentado os menores valores dos índices de emulsificação nos ensaios anteriores (MORETTO, 2014). Como um dos maiores contaminantes de água e solo, o objetivo deste estudo é estudamos condições para otimizar o processo de emulsificação do óleo diesel. Para isso, os efeitos do pH e da salinidade e na atividade de emulsificação do óleo diesel, pelo EPSLBMP-T01 do isolado de M. huakuii na
taxas de atividades emulsificantes e é observado que cada tipo de EPS apresenta um pH ótimo para a formação de emulsões (MORETTO, 2014). O EPSLBMP-T01 apresentou melhor atividade
de emulsificação do óleo diesel em pH 11,0; com valor máximo de E24= 33%. Enquanto que
pHs na faixa 5,0-7,0 foram inexpressivo, apresentando valores de E24 de aproximadamente
6,0; não apresentando diferença estatística significativa entre estes tratamentos. Há estudos que revelam que as taxas de emulsificação dos EPSs são maiores em meio alcalino do que em meio ácido (CHOWDHURY et al., 2011).
Figura 1 – Efeito no EPSLBMP-T01 (5 mg mL-1) sobre a capacidade de emulsificação do óleo diesel sob o efeitos de
diferentes (A) pH e (B)concentrações de salinidade (NaCl). Letras diferentes indicam que as medias são significativamente diferentes umas das outras (ANOVA, teste Tukey, P < 0.05).
A ação da salinidade, sobre o EPSLBMP-T01 apresentou comportamento similar em todas as
concentrações de NaCl testados, quanto às taxas de emulsificação do óleo diesel. O EPS LBMP-T01 demonstrou um aumento pequeno na taxa de emulsificação com 10% de NaCl, sendo o
único que apresentou diferença estatística dos demais tratamentos, com valor de E24= 9,33%.
Para as soluções com o EPS nas demais concentrações de NaCl (0, 20 e 30%) os valores de E24 que variaram de 5,15 à 7,69 não demonstrando diferença estatística significativa entre os
tratamentos. Alguns atores, relatam que a atividade emulsionante foi significativamente inibida a uma concentração superior a 5% de NaCl (ILORI et al., 2005). Os bioemulsificantes produzidos por Geobacillus pallidus (XS2 e XS3) apresentaram melhores atividades emulsificantes com salinidade até 20% (ZHENG et al., 2011).
4 Conclusão
A solução de EPSLBMP-T01 e óleo diesel, mostrou-se mais eficiente em formar camada
de emulsão em meio alcalino. O EPSLBMP-T01 nas concentrações de salinidade testadas neste
trabalho não foram capazes de indicar aumento da taxa de emulsificação. As emulsões de uma forma geral mostraram-se estáveis, o que torna este produto adequado para a aplicação na recuperação de diferentes tipos de ambientes contaminados com óleo diesel.
Referências
BACH, H.; BERDICHEVSKY, Y.; GUTNICK, D. An exocellular protein from the oil-degrading microbe Acinetobacter venetianus RAG-1 enhances the emulsifying activity of the polymeric bioemulsifier emulsan. Applied Environmental Microbiology, v.69, p. 2608–2615, 2003.
CHANDANKERE, R.; YAO J.; CHOI M. M. F.; MASAKORALA K.; CHAN Y. An efficient biosurfactant-producing and crude-oil emulsifying bacterium Bacillusmethylotrophicus USTBa isolated from petroleum reservoir. Biochem Eng J. v.74, p. 46-53, 2013.
CHOWDHURY, S.R., MANNA, S., SAHA, P., BASAK, R.K., SEN, R., ROY, D., ADHIKARI, B. Composition analysis and material characterization of an emulsifying extracellular polysaccharide (EPS) produced by Bacillus megaterium RB-05: a hydrodynamic sedimentattached isolate of freshwater origin. Journal of Applied Microbiology, v.111, p.1381–1393, 2011.
COOPER, D. G.; GOLDENBERG, B. G. Surface-active agents from two Bacillus species, Applied
Environmental Microbiology, v.53, p. 224–229, 1987.
DESAI, J. D.; BANAT, I. M. Microbial production of surfactants and their commercial potential.
HUANG, K. H.; CHEN, B. Y.; SHEN, F. T.; YOUNG, C. C. Optimization of exopolysaccharide production and diesel oil emulsifying properties in root nodulating bacteria. World J Microbiol
Biotechnol. v. 28, p.1367–1373, 2012.
ILORI, M.O.; AMOBI, C.J.; ODOCHA, A.C. Factors affecting biosurfactant production by oil degrading Aeromonas spp. isolated from a tropical environment. Chemosphere, v.61, n. 7, p. 985– 992, 2005.
ZHENG, C.; HE, J.; WANG, Y.; WANG, M.; HUANG, Z. Hydrocarbon degradation and bioemulsifier production by thermophilic Geobacillus pallidus strains. Bioresource Technology, v. 102, p. 9155–9161, 2011.
