Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/17798
Title: Increase of biosurfactant production by cocultivation of producing bacteria with biofilm forming strains
Other Titles: Aumento da produção de biossurfactantes por concultivo de bactérias produtoras com estirpes formadoras de biofilmes
Author: Alves, Ana Rita da Rocha
Advisor: Cunha, Angela
Keywords: Biossurfactantes
Pseudomonas
Bactérias
Biofilmes - Aplicações industriais
Microbiologia
Defense Date: 2016
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: Os biossurfactantes (BSF) são compostos anfipáticos produzidos por uma vasta gama de microorganismos. São capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial, bem como emulsificar e transportar substratos hidrofóbicos, regular a aderência de células a superficies e interferir com o desenvolvimento de biofilmes. Os BSF encontram aplicações nas mais diversas áreas, nomeadamente nas indústrias alimentar e do petróleo, no controle de biofilmes microbianos e na prevenção da biocorrosão, biofouling e desenvolvimento de biofilmes. são ainda usados como ingredientes em produtos terapêuticos, de cuidado pessoal e cosméticos. Os BSF representam uma alternativa vantajosa aos surfactantes químicos porque são menos tóxicos, mais biodegradáveis e estáveis em temperaturas e pH extremos. Contudo, a sua produção e aplicação é limitada devido pelo baixo rendimento do processo produtivo e pelos elevados custos de produção. Considerando que os BSF são metabolitos secundários, a hipótese de que a o co-cultivo com estirpes produtoras de biofilme (indutoras) estimula a síntese de BSF foi testada. Estirpes de Bacillus licheniformis e Pseudomonas sp produtoras de BSF foram co cultivadas com estirpes indutoras (Pseudomonas aeruginosa e Listeria innocua) de maneira a estimular a produção de surfactina e ramnolípidos, respetivamente. As culturas axénicas e co-culturas foram testadas quanto ao efeito tensioativo, pelo método do oil spray, cultivo em meio CTAB-azul de metileno e cultivo em meio agar de sangue. O método CPC-BTB foi usado para quantificação de surfatina e ramnolípidos, ambos surfactantes aniónicos, e o método de orcinol foi usado para a quantificação de ramnolípidos. O efeito das culturas e co-culturas na inibição de quorum sensing em Chromobacterium violaceum foi também avaliada. Os resultados do método CPC-BTB indicaram que a estimulação de produção de BSF em Pseudomonas #74 foi maior em co-cultura com L. innocua. Os resultados do teste do CTAB-azul de metileno indicaram que a produção de BSF em B. licheniformis foi mais estimulada em co-cultivo com P. aeruginosa. Não se verificaram diferenças significativas no efeito tensioativo avaliado pelos métodos do oil spray, colapso da gota cultivo emagar de sangue, nem pelo método quantitativo do orcinol. Os resultados indicam que o co-cultivo afecta a concentração de BSF, embora não existam diferenças no efeito tensioactivo, e que um maior rendimento de produção pode ser obtido através da seleção das estirpes indutoras adequadas.
Biosurfactants (BSF) are amphipathic compounds, produced by a vast range of microorganisms. They are able to reduce surface and interfacial tensions, as well as to emulsify and transport hydrophobic substrates, to regulate cell adherence to surfaces and to interfere biofilm development. BSF can have applications in diverse areas, such as petroleum and food industries, control of biofouling and biofilm development, and are also used as ingredients in therapeutic formulations, personal care products, and cosmetics. They represent an advantageous alternative to chemical surfactants because they less toxic, highly biodegradable and stable in extreme temperature and pH. However, mass production and application of BSF is still limited by the low production yield and high production costs. Considering that BSF are secondary metabolites, the hypothesis that cocultivation with biofilm-forming strains would induce BSF synthesis was tested. BSF producing strains of Bacillus licheniformis and Pseudomonas sp. were cultivated with inducing strains (Pseudomonas aeruginosa and Listeria innocua) as a way to stimulate the production of surfactin and rhamnolipids, respectively. Axenic cultures and co-cultures were tested as to the tensoactive effect by the oil spray method, cultivation in CTAB-methylene blue medium, cultivation in blood agar, and the drop collapse assay. The CPC-BTB method was used for the quantification of surfactin and rhamnolipids, both anionic surfactants, and the orcinol method for the quantification of rhamnolipids. Effect of the cultures and co-cultures in the quorum sensing inhibition in Chromobacterium violaceum culture was also evaluated. Results of the CPC-BTB test indicate that the stimulation of BSF production by Pseudomonas sp. was the highest in co-cultures with Listeria innocua. The results of the CTAB-methylene blue test indicate that BSF production in B. licheniformis was more stimulated by co-cultivation with P. aeruginosa. There were no significant differences in the tensoactive effect of the cell-free extracts as determined by oil spray, the drop-collapse test or by the blood-agar test. The results indicate that co-cultivation affects the concentration of BSF, although it does not have an effect in the tensioactive effect of the BSF, and that higher production yields can be attained by selecting convenient inducer strains.
Description: Mestrado em Microbiologia
URI: http://hdl.handle.net/10773/17798
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