Análise do potencial biotecnológico de bactérias isoladas de blendas de diesel

Orientadora: Profª. Drª. Adriana Fiorini Rosado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Defesa: Palotina, 15/09/2023

Inclui referências

Resumo: Devido à sua característica sustentável, o biodiesel pode ser considerado uma fonte de prospecção de microrganismos degradadores de substâncias orgânicas, com potencial para uso em processos biotecnológicos. Diversos trabalhos na literatura científica relatam o uso de microrganismos para a produção de biodiesel. No entanto, até onde sabemos, não foram encontrados artigos sobre a prospecção de microrganismos isolados dessas fontes. Os objetivos desse trabalho foram verificar o potencial amilolítico, lipolítico, celulolítico e proteolítico das bactérias isoladas de amostras de diesel e biodiesel; realizar a identificação, o antibiograma e verificar as propriedades antagonista das bactérias frente a fungos filamentosos. As bactérias Bacillus cereus, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens, B. kochii, B. subtilis e B. thuringiensis foram isoladas de amostras de óleo diesel com diferentes teores de biodiesel, enxofre e água e Solibacillus sp. e Exiguobacterium acetylicum, foram obtidas de diesel. Os isolados foram caracterizados por coloração de Gram e por sequenciamento da região do rDNA 16s. A análise da atividade degradadora substâncias orgânicas foi realizada através da verificação do halo de degradação de substratos em meios de cultivo específicos. O perfil de suscetibilidade a antibióticos e a capacidade hemolítica foi realizada, além da verificação da atividade antagonista das bactérias frente os fungos Curvularia lunata, Fusarium sp e Drechslera sp. Todos os isolados apresentaram alguma atividade degradadora. B. cereus, B. amyloliquefaciens e B. kochii apresentaram maior atividade amilolítica. As bactérias Solibacillus sp. e Exiguobacterium acetylicum, isoladas de diesel S10, não apresentaram atividade amilolítica. Para o teste da atividade celulolítica, todas as bactérias isoladas de blendas de diesel apresentaram atividade, exceto Solibacillus sp. e Exiguobacterium acetylicum, isoladas do diesel, que não apresentaram crescimento. Para a análise da atividade de lipases foram verificadas a atividade de lipase (azeite e Tween-80) e esterases (Tween-20). Foi verificado que B. kochii e B. thurigiensis apresentaram maior capacidade de degradação do azeite. Em Tween-80, no período de 48 h, apenas B. amyloliquefaciens apresentou atividade. Após o período de 5 dias foram observados halos de degradação para os demais isolados, sendo mais pronunciado para B. licheniformis, B. kochii, B. subtilis, e B. thuringiensis e Exiguobacterium acetylicum. A atividade proteolítica foi observada para todos os isolados, sendo mais pronunciada para B. subtilis, B. thuringiensis e E. acetylicum. Todos os isolados apresentaram sensibilidade aos antibióticos testados, exceto à oxacilina. B. licheniformis foi a bactéria que apresentou maior resistência antimicrobiana. O antagonismo indicou que todas os isolados de Bacillus spp. foram capazes de reduzir o crescimento das colônias dos fungos Fusarium sp., Curvularia lunata e Dreschslera sp., próximo à área de inóculo bacteriano. As bactérias isoladas de diesel, E. acetylicum e Solibacillus sp. não apresentaram ação antagônica. Esses resultados reforçam o potencial biotecnológico de degradação de substâncias orgânicas, baixo perfil de resistência microbiana e potencial para uso em controle de fitopatógenos, das bactérias, principalmente do gênero Bacillus, isoladas de blendas de biodiesel.

Abstract: Several works have reported the use of microorganisms for the biodiesel production. However, to the best of our knowledge, no works were found on the prospecting of microorganisms isolated from these sources. The objectives of this work were to verify the amylolytic, lipolytic, cellulolytic and proteolytic potential of bacteria isolated from diesel and biodiesel samples; perform the bacteria identification, antibiogram profile and analysis the antagonistic properties of bacteria against filamentous fungi. Bacillus cereus, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens, B. kochii, B. subtilis and B. thuringiensis were isolated from diesel oil with different contents of biodiesel, sulfur and water and Solibacillus sp. and Exiguobacterium acetylicum, were obtained from diesel. The isolates were characterized by Gram staining and sequencing of the 16s rDNA region. The analysis of the degrading activity of organic substances was carried out by verifying the degradation halo of substrates in specific cultivation media. It was also investigated the antibiotic susceptibility profile, the hemolytic activity and antagonistic activity of bacteria against the fungi Curvularia lunata, Fusarium sp and Drechslera sp. All isolates showed degrading activity. B. cereus, B. amyloliquefaciens and B. kochii showed higher amylolytic activity. Solibacillus sp. and Exiguobacterium acetylicum, isolated from diesel S10, did not show amylolytic activity. For the cellulolytic activity test, all bacteria isolated from diesel blends showed activity, except Solibacillus sp. and Exiguobacterium acetylicum, isolated from diesel, which did not show growth. For the analysis of lipase activity, lipase activity (olive oil and Tween-80) and esterases (Tween-20) were verified. It was found that B. kochii and B. thurigiensis had a high capacity for olive oil degradation. In Tween-80, within 48 h, only B. amyloliquefaciens showed activity. After a period of 5 days, degradation halos were observed for the other isolates, being more pronounced for B. licheniformis, B. kochii, B. subtilis, and B. thuringiensis and Exiguobacterium acetylicum. Proteolytic activity was observed for all isolates, being more pronounced for B. subtilis, B. thuringiensis and E. acetylicum. All isolates were sensitive to the antibiotics tested, except for oxacillin. B. licheniformis was the bacteria that showed the greatest antimicrobial resistance. Antagonism indicated that all Bacillus spp. were able to reduce the growth of colonies of the fungi Fusarium sp., Curvularia lunata and Dreschslera sp., in the proximities of the bacterial inoculum area. The bacteria isolated from diesel, E. acetylicum and Solibacillus sp. did not present antagonistic action. These results reinforce the biotechnological potential for degradation of organic substances, low microbial resistance profile and potential for use in controlling phytopathogens, of bacteria, mainly of the Bacillus genus, isolated from biodiesel blends.