Biossurfactantes: Propriedades e Aplicações

Prévia do material em texto

BIOSSURFACTANTES 
Fernando Dos santos Freitas 
Jaqueline Elisabete Savoia 
Introdução 
A grande maioria dos surfactantes são sintetizados a partir de derivados de petróleo.
Biossurfactantes são os compostos de origem microbiana que exibem propriedades surfactantes. 
Subprodutos metabólicos de bactérias, fungos e leveduras.
Introdução 
São compostos com baixa toxidade e alta biodegrabilidade.
As aplicações dos biossurfactantes estão voltadas atualmente para a indústria petrolífera, na recuperação terciária do petróleo e biorremediação de hidrocarbonetos.
Composição de Biossurfactantes 
Reduzir a tensão superficial;
Emulsificante 
Bio-degrabilidade
Baixa toxicidade 
Classificação Biossurfactantes 
Tipo deBiossurfactante
Microrganismo
Glicolipídeos
 
ramnolipídios
Pseudomonas aeruginosa
soforolipídios
Torulopsis bombicola, T.apicola
trehalolipídios
Rhodococcus erythropolis
 
Mycobacterium sp.
Lipopepitídios e lipoproteínas
 
Pepitídio - lipídio
Bacillus licheniformin
Viscosina
Pseudomonas fluorescens
Serrawetina
Serratia marcescens
Surfactina
Bacillus subtilis
Subtilisina
Bacillus subtilis
Gramicidina
Bacillus brevis
Polimixina
Bacilluspolymyxa
 
Produção
Substratos fornecidos aos microrganismos são hidrocarbonetos.
Formação das moléculas que irão constituir as porções hidrofóbicas e hidrofílicas. 
Assimilação de hidrocarbonetos dissolvidos no meio, geralmente cadeias carbonadas curtas 
Ácidos graxos no meio de cultivo podem ser esterificados ao glicerol para formarem mono, di e triacilgliceróis
Produção
Cultivo em batelada
Figura 1 – Curva de crescimento de microrganismos para a produção de biossurfactante sob a limitação de nutriente Fonte: KOSARIC et. Al
Aumentar a habilidade em manipular o metabolismo de microrganismos produtores;
Otimização de tecnologias de processo; 
Fonte de Carbono 
Fontes de nitrogênio
Fatores ambientais:
pH – 8
T – 25-300ºC
Para medir a Eficiência:
Redução da tensão superficial, 
Emulsificação 
Concentração Micelar Crítica (cmc) 
Fatores que afetam a Produção de Biossurfactante 
Síntese
Os biossurfactantes são produzidos principalmente por bactérias do tipo Pseudomonas e Bacillus.
o ramnolipídeo é o mais estudado devido as suas propriedades tensoativas e emulsificantes.
Alto custo de produção dos biossurfactante e o caro processo de downstream.
Síntese
Produção do ramnolipídeo em bioreatores 
Recuperação e purificação de Biossurfactantes
Podem ser separados em 4 etapas genéricas:
clarificação
concentração e/ou purificação de baixa resolução
purificação de alta resolução
operações para acondicionamento final do produto
Figura 2. Etapas de um processo genérico de purificação de biomoléculas.
Técnicas de recuperação e purificação de Biossurfactantes
Precipitação;
Extração com solvente;
Adsorção;
Identificação e quantificação.
Aplicações dos Biossurfactantes
Agricultura: processo de bio-controle do solo;
Detergente para roupas comerciais;
Biopesticida;
Processamento de alimentos;
Medicina ;
Substratos renováveis usados na produção de Biossurfactantes
60 – 80% dos gastos de produção são agregados ao uso de substratos;
Gordura animal e óleos
Resíduos agroindustriais 
Lácteos e destilados 
 Processo de produção de Biossurfactante a partir do soro desproteinizado (DWC).
Substratos renováveis usados na produção de Biossurfactantes
Artigo: “Produção de biossurfactante por Bacillus subtilis CLS (Corn Steep Liquor ) como meio de cultura.” 
Variando a [ ] de milhocina, em pH =7
Melhor rendimento em 10% (v/v) de milhocina - Menores valores de tensão superficial e Maiores índices de emulsificação 
estudo de caso
estudo de caso
Ferro, manganês e magnésio são co-fatores enzimáticos;
A suplementação do meio CSL 10%, mostrou aumento da produção de biossurfactante em todos os casos em comparação com o meio sem suplementos de 3 a 4 vezes mais eficiente;
comparando as recuperações de óleo obtidas com os surfactantes químicos nas mesmas concentrações e condições (9-12%);
A suplementação da cultura com a concentração ótima dos três metais simultaneamente, a produção de biossurfactante foi aumentada para 4,8 g / l;
Conclusão