Seleção de cepas do grupo Bacillus subtilis para produção de biossurfactantes com potencial antimicrobiano
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O Brasil possui economia fortemente ligada à agricultura e isso tem como consequência a grande produção de resíduos agroindustriais. O reaproveitamento desses resíduos como fontes nutricionais em bioprocessos contribui para a diminuição de danos ambientais, bem como reduz os custos de produção de metabólitos de alto valor agregado, como os biossurfactantes. De forma a tornar a produção microbiana de biossurfactantes menos onerosa e mais sustentável, é oportuno utilizar o glicerol residual da produção de biodiesel como substrato para microrganismos. Os biossurfactantes, moléculas anfipáticas sintetizadas por plantas e microrganismos, possuem diversas aplicabilidades na agroindústria, nas indústrias farmacêutica, alimentícia, petrolífera, além de seus potenciais na biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos. Objetivou-se produzir biossurfactantes pelo grupo Bacillus subtilis em glicerol residual e verificar o potencial antimicrobiano e a fitotoxicidade desses bioprodutos. Os testes de Índice de Emulsificação (E24), Ensaio de espalhamento da gota e Cromatografia de Camada Delgada indicaram a produção de biossurfactantes lipopeptídicos pelas cepas testadas e, dentre essas, Bacillus subtilis grupo CCMA 0087 se destacou pela atividade antibacteriana e bactericida contra E. coli. Além disso, foi verificado que o biossurfactante bruto da cepa Bacillus subtilis grupo, isolada do alperujo e codificada como BAL 0081, apresentou as maiores taxas de inibição contra as espécies de Fusarium e de Aspergillus dentre as cepas de Bacillus testadas. Ademais, os extratos brutos de Bacillus subtilis grupo BAL 0081 e CCMA 0087 não se mostraram fitotóxicos à Lactuca sativa var. “Veronica” na concentração de 50mg/mL. Esses resultados demonstraram que os biossurfactantes brutos de Bacillus subtilis grupo BAL 0081 e CCMA 0087 exerceram atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas, fungos fitopatogênicos e não foram fitotóxicos na concentração de 50mg/mL, o que indica o potencial desses metabólitos como agentes de biocontrole.
Abstract
Brazil has an economy strongly attributed to agriculture and this results in the large production of agro-industrial waste. The reuse of these residues as nutritional sources in bioprocesses contributes to the reduction of environmental damage, as well as reducing the costs of producing high added value metabolites, such as biosurfactants. In order to make the microbial production of biosurfactants less costly and more sustainable, it is appropriate to use the residual glycerol from biodiesel production as a substrate for microorganisms. Biosurfactants, amphipathic molecules synthesized by plants and microorganisms, have several applications in the agro-industry, in the pharmaceutical, food and oil industries, in addition to their potential in the bioremediation of soils contaminated with hydrocarbons. The objective of this study was to produce biosurfactants by the Bacillus subtilis group in residual glycerol and to verify the antimicrobial potential and phytotoxicity of these bioproducts. The tests of Emulsification Index (E24), Oil spreading assay and Thin Layer Chromatography indicated the production of lipopeptide biosurfactants by the strains tested and, among these, Bacillus subtilis group CCMA 87 stood out for its antibacterial and bactericidal activity against E.coli. In addition, it was verified that the crude biosurfactant of the strain Bacillus subtilis group BAL 0081 presented the highest inhibition rates against the species of Fusarium and Aspergillus among the tested Bacillus strains. Furthermore, the crude extracts of Bacillus subtilis group BAL 0081 and CCMA 0087 were not phytotoxic to Lactuca sativa var. “Veronica” at a concentration of 50mg/mL. These results demonstrated that the crude biosurfactants of Bacillus subtilis group BAL 0081 and 0087 exerted antimicrobial activity against pathogenic bacteria, phytopathogenic fungi and were not phytotoxic at a concentration of 50mg/mL, which indicates the potential of these metabolites as biocontrol agents.
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Citação
PAULA, M. P. de O. Seleção de cepas do grupo Bacillus subtilis para produção de biossurfactantes com potencial antimicrobiano. 2020. 65 p. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.