i ANA PAULA RESENDE SIMIQUELI

144 Pages·2014·13.46 MB·Portuguese

ANA PAULA RESENDE SIMIQUELI

“PRODUÇÃO CONTÍNUA DE SURFACTINA UTILIZANDO MANIPUEIRA COMO
SUBSTRATO E ESTUDO DE SUA APLICAÇÃO EM CONJUNTO COM ÓLEOS
ESSENCIAIS.”

Campinas
2014
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

ANA PAULA RESENDE SIMIQUELI

“PRODUÇÃO CONTÍNUA DE SURFACTINA UTILIZANDO MANIPUEIRA COMO
SUBSTRATO E ESTUDO DE SUA APLICAÇÃO EM CONJUNTO COM ÓLEOS
ESSENCIAIS.”

Tese Apresentada à Faculdade de Engenharia
de Alimentos da Universidade Estadual de
Campinas como parte dos requisitos exigidos
para a obtenção do título de Doutora em
Ciência de Alimentos.

Orientadora: Profa. Dra. Glaucia Maria Pastore
Co-orientadora: Dra. Marta Cristina Teixeira Duarte

Este exemplar corresponde à versão final da
tese defendida pela aluna Ana Paula
Resende Simiqueli e orientada pela Profa.
Dra, Glaucia Maria Pastore

Assinatura da Orientadora

Campinas
2014
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Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Faculdade de Engenharia de Alimentos
Claudia Aparecida Romano - CRB 8/5816

Simiqueli, Ana Paula Resende, 1987-
Si45p SimProdução contínua de surfactina utilizando manipueira como substrato e
estudo de suas aplicações em conjunto com óleos essenciais / Ana Paula
Resende Simiqueli. – Campinas, SP : [s.n.], 2014.

SimOrientador: Glaucia Maria Pastore.
SimCoorientador: Marta Cristina Teixeira Duarte.
SimTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Engenharia de Alimentos.

Sim1. Biossurfactantes. 2. Manipueira. 3. Fermentação. 4. Óleos essenciais. 5.
Atividade antimicrobiana. I. Pastore, Glaucia Maria. II. Duarte, Marta Cristina
Teixeira. III. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de
Alimentos. IV. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Continuous production of surfactin using cassava wastewater as
substrate and study of its applications in blends with essential oils
Palavras-chave em inglês:
Biosurfactants
Cassava wastewater
Fermentation
Essential oils
Antimicrobial activity
Área de concentração: Ciência de Alimentos
Titulação: Doutora em Ciência de Alimentos
Banca examinadora:
Glaucia Maria Pastore [Orientador]
Ana Elizabeth Cavalcante Fai Buarque de Gusmão
Cedenir Pereira de Quadros
Janaína Nicanuzia dos Prazeres
Hélia Harumi Sato
Data de defesa: 07-11-2014
Programa de Pós-Graduação: Ciência de Alimentos
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Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Banca Examinadora

________________________
Profa. Dra. Glaucia Maria Pastore
Orientadora

________________________
Dra. Ana Elizabeth Cavalcante Fai Buarque de Gusmão
Membro Titular
DTA/UNIRIO

________________________
Prof. Dr. Cedenir Pereira de Quadros
Membro Titular
CFARM/Univasf

________________________
Dra. Janaína Nicanuzia dos Prazeres
Membro Titular
IQ/USP

________________________
Profa. Dra. Hélia Harumi Sato
Membro Titular
DCA/FEA/UNICAMP

________________________
Dr. Francisco Fábio Cavalcante Barros
Membro Suplente
INPI

________________________
Prof. Dr. Mário Roberto Maróstica Júnior
Membro Suplente
DCA/FEA/UNICAMP

________________________
Dr. Murillo Lino Bution
Membro Suplente
DCA/FEA/UNICAMP
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Agradecimentos

À Profa. Glaucia Maria Pastore, pela orientação e apoio sempre;
À Dra. Marta Cristina Teixeira Duarte, por me receber com tanto carinho em
seu laboratório e co-orientar esta tese;
Aos membros da banca examinadora desta tese pela disponibilidade,
auxílio nas correções e críticas;
Aos colegas do Laboratório de Bioaromas: Ana Paula, Ana Flávia, Ana
Stela, Angélica, Beth, Bruno, Dora, Gustavo, Henrique, Jane, Juliana, Leonardo,
Maysa, Marina, Meíssa, Murillo, Nadir, Patrícia, Renata, Rosângela, Verônica e
tantos outros que passaram por lá;
Aos colegas do Laboratório de Microbiologia do CPQBA: Alexandre, Aline,
Ângela, Brunno, Camila, Flávia, Laura, Márcio e Valéria;
Em especial a Cristiano José de Andrade, Fábio Barros, Carolina Pereira,
Carlos Gallo, Caroline Breda e Alessandra Gasperini, pela ajuda no
desenvolvimento deste trabalho;
Ao Giovane pela amizade, compreensão e por compartilhar o sonho
comigo;
À minha família, pais Sebastião e Carmen, e irmãos, Roberto e Felipe, pelo
incentivo, apoio e por serem sempre a minha base.

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viii
Sumário
Lista de Ilustrações ........................................................................................................... xi
Resumo ........................................................................................................................... xvii
Abstract ............................................................................................................................ xix
1. Introdução .................................................................................................................... 1
2. Revisão Bibliográfica .................................................................................................. 3
2.1. Biossurfactantes ................................................................................................... 3
2.1.1. Surfactina ............................................................................................................. 6
2.1.2. Substratos alternativos para a produção de biossurfactantes ............................. 7
2.1.3. Produção contínua de biossurfactantes por B. subtilis ........................................ 8
2.2. Produção de amilases e proteases por Bacillus subtilis .................................. 9
2.3. Óleos essenciais ................................................................................................. 10
2.3.1. Aloysia gratissima .............................................................................................. 12
2.3.2. Cinnamomum burmannii .................................................................................... 14
2.3.3. Gênero Cymbopogon ........................................................................................ 14
2.3.4. Cyperus articulatus ............................................................................................ 15
2.3.5. Eugenia caryophyllata ....................................................................................... 16
2.3.6. Lippia sidoides ................................................................................................... 16
2.3.7. Origanum vulgare .............................................................................................. 17
2.3.8. Piper abutiloides ................................................................................................ 18
2.4. Atividade antimicrobiana da surfactina e óleos essenciais ........................... 18
2.4.1. Alimentos e área médica ................................................................................... 19
2.4.2. Agricultura .......................................................................................................... 22
2.4.3. Potencial da utilização de emulsões .................................................................. 24
3. Objetivos .................................................................................................................... 26
3.1. Objetivos gerais .................................................................................................. 26
3.2. Objetivos específicos ......................................................................................... 26
4. Material e Métodos .................................................................................................... 27
4.1. Micro-organismo e manutenção da cultura ..................................................... 27
4.2. Produção e purificação de biosurfactantes ..................................................... 27
4.2.1. Coleta, transporte e armazenamento da manipueira ........................................ 27
4.2.2. Produção de biossurfactante por B. subtilis ...................................................... 27
a) Início da Fermentação ............................................................................................. 27
b) Alimentação ............................................................................................................. 28
4.2.3. Acompanhamento do processo ......................................................................... 28
4.2.4. Purificação do biossurfactante ........................................................................... 29
a) Precipitação ácida ................................................................................................... 29
b) Extração por solventes ............................................................................................ 29
4.2.5. Caracterização do biossurfactante de B. Subtilis LB5a ..................................... 30
a) Estudos de estabilidade do biossurfactante ............................................................ 30
b) Índice de emulsão (IE) ............................................................................................. 30
4.2.6. Atividade enzimática .......................................................................................... 31
a) Atividade proteolítica ............................................................................................... 31
b) Atividade amilolítica ................................................................................................. 31
4.3. Extração de óleos essenciais e identificação dos compostos voláteis ........ 32
4.4. Atividade antibacteriana .................................................................................... 34
4.4.1. Preparo das amostras para ensaios com linhagens de bactérias ..................... 34
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4.4.2. Linhagens de bactérias utilizadas ...................................................................... 35
4.4.3. Preparo do Inóculo ............................................................................................ 35
4.4.4. Determinação da atividade antibacteriana pelo método da microdiluição ......... 35
4.4.5. Determinação da concentração bactericida mínima (CBM) .............................. 36
4.4.6. Inibição da adesão do biofilme .......................................................................... 36
4.5. Atividade antifúngica ......................................................................................... 37
4.5.1. Preparo das amostras para ensaios com linhagens de fungos filamentosos .... 37
4.5.2. Linhagens de fungos filamentosos utilizadas .................................................... 38
4.5.3. Preparo do Inóculo ............................................................................................ 39
4.5.4. Determinação da atividade antifúngica pelo método da microdiluição .............. 39
4.5.5. Determinação da concentração fungicida mínima (CFM) ................................. 39
4.5.6. Determinação da cinética de crescimento ......................................................... 40
4.6. Potencial para inibição de micro-organismos orais ....................................... 40
4.6.1. Preparo das amostras para ensaios com micro-organismos orais .................... 40
4.6.2. Linhagens de micro-organismos orais utilizadas ............................................... 41
4.6.3. Preparo do inóculo ............................................................................................. 41
4.6.4. Concentração inibitória mínima (CIM) ............................................................... 42
5. Resultados e Discussão ........................................................................................... 43
5.1. Fermentação contínua ....................................................................................... 43
5.1.1. Cinética da produção de biossurfactante por Bacillus subtilis ........................... 43
5.1.2. Estabilidade do Biossurfactante produzido ........................................................ 50
a) Estudos de Estabilidade .......................................................................................... 50
b) Índice de emulsão ................................................................................................... 51
5.1.3. Coprodução de enzimas .................................................................................... 52
5.2. Identificação dos compostos voláteis presentes nos óleos essenciais
estudados ...................................................................................................................... 56
5.3. Estudos de aplicação ......................................................................................... 61
5.3.1. Bactérias ............................................................................................................ 61
a) Atividade antimicrobiana ......................................................................................... 61
b) Inibição de biofilme .................................................................................................. 71
5.3.2. Fungos Fitopatógenos ....................................................................................... 76
5.3.3. Micro-organismos orais ..................................................................................... 98
6. Conclusões .............................................................................................................. 101
7. Referências Bibliográficas ..................................................................................... 104

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