Pseudomonas fluorescens UCP 1514 biotechnological potential in degradation of dibenzotiofenol

Orientadores: Elias Basile Tambourgi, Galba Maria de Campos TakakiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O óleo bruto e seus destilados contêm quantidades significantes de compostos organossulfurados de baixo peso molecular, tais como tióis cicloalquilas e compostos aromáticos heterocíclicos baseados em tionefóis. Este último grupo de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos sulfurados inclui benzotiofeno, dibenzotiofeno e seus derivados. Estes compostos têm sido objetos de interesse de estudos há décadas, pelo fato de constituírem a maior classe de contaminantes ambientais encontrados na água e no solo. Com o objetivo de consertar as conseqüências desta contaminação, tais como chuva ácida e poluição do ar, causadas pelo dióxido de enxofre liberado da combustão dos óleos, mais regulamentações na quantidade de enxofre no petróleo estão sendo estabelecidas. A biodessulfurização tem atraído a atenção dos pesquisadores pela sua aplicação na dessulfurização do petróleo, devido às condições do meio, como baixo consumo de energia e baixa emissão de dióxido de enxofre. Devido a esses fatores, a biodessulfurização, que opera em condições ambiente de temperatura e pressão, possui um grande potencial como uma técnica bastante promissora em alternativa à hidrodessulfurização. Neste trabalho foi estudada a cinética de crescimento de Pseudomonas fluorescens UCP 1514, que é uma linhagem selvagem do solo, em culturas em batelada contendo dibenzotiofeno, e seu potencial na biodessulfurização, para utilização na redução de enxofre contido nos combustíveis fósseis, de acordo com as regulamentações ambientais. O microrganismo foi capaz de metabolizar o composto e foram também identificadas através da amplificação do DNA, colônias mutantes fisiológicas, que cresceram na presença do dibenzotiofeno. Os resultados mostraram um decréscimo de 73% na concentração do composto, indicando que Pseudomonas fluorescens, seletivamente, remove enxofre do dibenzotiofeno para formar bifenil, indicando que este microrganismo oferece grande potencial na biodegradação de compostos sulfurados, podendo ser utilizado como catalisador biológico na desssulfurização e mineralização desses compostos, consequentemente, minimizando os danos ambientais causados pela poluição dessas substânciasAbstract: Crude oil and its distillates contain significant amounts of low-molecular-mass organosulphur compounds such as alkyland cycloalkyl thiols, alkyl- and arylthioethers and aromatic heterocycles based on thiophene. This last group of polycyclic aromatic sulfurated hydrocarbons includes thiophene itself, benzothiophene, dibenzothiophene, and their alkylated derivatives. These compounds have been of concern for decades because they constitute a major class of ubiquitous environmental contaminants found in both air and sea areas. In order to mitigate the consequences of this contamination, such as acid rain and air pollution caused by sulphur dioxide released from the combustion of oils, more and more regulations on sulphur content in petroleum are being established. Biodesulfurization has attracted attention owing to its application to the desulfurization of petroleum due to its mild conditions, lower energy consumption and lower emission of sulphur dioxide. Thus biodesulfurization, which operates under room temperature and pressure conditions, is expected to be a complementary as well as promising alternative to hydrodesulfurization. In this work, we studied the growth kinetics of a bacterium of the strain Pseudomonas fluorescens UCP 1514, which is indigenous in soil, in batch cultures containing dibenzothiophene, a recalcitrant component of fossil fuels and its potential on the desulfurization, in order to use it for reducing the sulfur content of diesel oil in compliance with environmental regulations. The microorganism was capable to metabolize dibenzothiophene and we also identified the physiological mutant colonies that growing on dibenzothiopnhene by DNA amplification with polymerase chain reaction technique and the specific primer BOX.The results showed a decrease of 73% in dibenzothiophene content, indicating that Pseudomonas fluorescens selectively removes sulfur from dibenzothiophene to form biphenyl, indicating that this bacterium shows promising potential for decreasing the sulfur content of fossil fuels, can be used as biological catalyst, on desulfurization and mineralization these compounds, minimizing the problems caused by pollution of this substancesMestradoSistemas de Processos Quimicos e InformaticaMestre em Engenharia Químic