Study of the biosurfactant production by Kocuria bacterium.

Biossurfactantes são agentes de superfície ativa sintetizados por várias espécies de microrganismos sendo as bactérias e as leveduras os principais produtores. A molécula do biossurfactante é formada por uma parte hidrofílica, solúvel em água, e uma parte hidrofóbica, solúvel em solvente orgânico. Tal composto é sintetizado durante o crescimento ou na fase estacionária do desenvolvimento do microrganismo em meios de cultura contendo hidrocarbonetos ou açúcares como fonte de carbono. A produção pode ser espontânea ou induzida através da presença de compostos lipídicos, por variações de pH, temperatura, aeração e agitação ou ainda, quando o crescimento celular é mantido sob condições de stress como baixas concentrações de nitrogênio e alterações nas condições ótimas de pH e temperatura. O processo de produção do biossurfactante contribui para a degradação de compostos hidrofóbicos, podendo ser empregado, no tratamento de águas residuárias e em solos contaminados por derramamento de petróleo e seus derivados, pois a célula microbiana busca a assimilação do hidrocarboneto como forma de obtenção de energia. Existe vasta possibilidade de aplicação em alimentos, na agricultura, na indústria cosmética e farmacêutica, devido principalmente à baixa toxicidade e biodegradabilidade. Neste trabalho a bactéria Kocuria rhizophila, aeróbia e gram-positiva, isolada de água residuária de abatedouro avícola, foi utilizada na produção de biossurfactante. As variáveis: substrato (querosene, sacarose e óleo de soja), pH inicial da fermentação (5,0, 7,0 e 9,0), temperatura de incubação (20, 30 e 38°C), concentrações das fontes de nitrogênio orgânica e inorgânica (0% e 50% alternadamente) e aeração (0,5, 1,5 e 2,0 VVM) foram avaliadas em relação ao crescimento celular e à produção do biossurfactante. Para isto os experimentos foram conduzidos em Erlenmeyers com agitação de 150 rpm e em fermentador de bancada. O estudo mostrou que a bactéria não é capaz de utilizar o querosene como fonte de carbono, sendo a massa celular máxima obtida em Erlenmeyers, à temperatura de incubação de 38°C e pH inicial de fermentação 9,0 e em meio de cultura contendo sacarose. Já a produção de biossurfactante aconteceu independentemente do crescimento celular, e em maior concentração no meio de cultura contendo óleo de soja como substrato. A maior atividade de emulsificação foi obtida em 48 horas de fermentação com óleo de soja comercial (5%v/v) e pH inicial 9,0, a 38°C e 150 rpm em Erlenmeyers com 1,00 g/L de NH4Cl e sem extrato de levedura. O sobrenadante obtido do caldo fermentado, após ajuste de pH para 7,0, apresentou atividade de 1,959 UA. Obteve-se redução da tensão superficial do meio de cultura de 59,9 mN/m para 38,8 mN/m e massa de biossurfactante igual a 1,10 g/L em amostra com atividade de emulsificação de 1,685 UA. Observou-se que a exposição do sobrenadante a 80°C resultou na redução da atividade de emulsificação.Biosurfactants are active surface agents produced by a large number of microorganisms mainly by bacterias and yeast, which are the best producers. The biosurfactant molecule is composed for hydrophobic moiety soluble in organic compounds and for hydrophilic moiety soluble in water. This compound is produced during growth cellular or in the stationary phase of microorganism development in the culture medium with hydrocarbons or sugar as carbon source. The production can be spontaneously or induced by lipids compounds, pH of the medium, temperature, aeration and agitation, or when cellular growth is submitted under stress condition like low temperature, low nitrogen concentration and when the good condition of pH and temperature are changed. The process of biosurfactant production contribute with degradation of hydrophobic compounds, which can be employee in the wastewater treatment, in the soil contaminated by oil spilling and its derives, because the microrganins cellules firecracker the hydrocarbon assimilation as energy source. Oversea immense possibility of food application, in the agricultural, pharmaceutical and cosmetic industry due mainly lower toxicity and higher biodegradability. In this work the bacteria Kocuria rhizophila aerobic and gram-positive, isolated of wastewater poultry was used in the biosurfactant production. The effect of the variables: carbon source (kerosene oil, sucrose and soybean oil), initial pH of fermentation (5,0, 7,0 and 9,0), incubation temperature (20, 30 and 38°C), concentration of organic and inorganic nitrogen source (0% and 50% alternate) and aeration (0,5, 1,5 and 2,0 VVM) were studied to evaluate cellular growth and production of biosurfactant. The experiments were carried out conduction in Erlenmeyers flasks and fermentor. This study showed that the bacteria was able to use kerosene as carbons source. The maximum cellular growth occurred in Erlenmeyers flaks, at incubation temperature 38°C e initial pH of fermentation 9,0 and in the medium with sucrose. The biosurfactant production happened independent of cellular growth and the maximum concentration was reached in medium with soybeam oil. The maximun of emulsifyng activity was obtained in 48 hours of fermentation with soybean oil (5%v/v) and initial pH of fermentation 9,0, at 38°C and 150 rpm with 1,00 g/L of NH4Cl and without yeast extract. The emulsifyng activity was 1,959 UA after pH adjustment to 7,00. The superficial tension of the medium was reduced of 59,9 mN/m to 38,8 mN/m and the biosurfactant mass was 1,10 g/L in a sample which the emulsifyng activity was 1,685 UA. The fermented broth exposed at 80°C resulted in the reduction of emulsifyng activity