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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.unisagrado.edu.br:8443/handle/tede/455
Tipo do documento: Dissertação
Título: Efeito de β-glucanase fúngica obtida a partir de efluentes agroindustriais sobre biofilmes de importância clínica
Título(s) alternativo(s): Effect of fungal β-glucanase obtained from agroindustrial effluents on biofilms of clinical importance
Autor: Martins, Bruna Letícia 
Primeiro orientador: Queiroz-Fernandes, Geisiany Maria de
Resumo: A formação de biofilmes, em indústrias ou na saúde, destaca-se como um problema, causando desde contaminação de alimentos até infecções relacionadas a dispositivos médicos. Estas complexas estruturas microbianas são de difícil remoção e os processos se baseiam principalmente em procedimentos mecânicos e químicos, considerados pouco eficientes. Essa resistência a condições de estresse ocorre devido às células microbianas estarem envolvidas pela matriz exopolimérica (EPS), tornando-as menos suscetíveis aos tratamentos disponíveis. Assim, conhecendo-se a composição dos biofilmes é possível formular novas estratégias de tratamento e de remoção destes. β-glucanos foram caracterizados como polissacarídeos de composição da EPS e funcionalmente responsáveis pela integridade desta, bem como da parede de micro-organismos. Desta forma, pressupõe-se que β-glucanases apresentem atividade sobre biofilmes, uma vez que atuam hidrolisando ligações de β-glucanos e podem ser obtidas por meio de processos fermentativos utilizando efluentes agroindustriais que se acumulam e causam danos ao meio ambiente. Diante disso, o objetivo desse estudo foi otimizar a produção de β-1,3-glucanase fúngica empregando efluentes agroindustriais alcalino da indústria de celulose e vinhaça, proveniente da indústria sucroalcooleira e avaliar a eficiência desta enzima na degradação de biofilmes microbianos. Os efluentes foram caracterizados fisicoquimicamente quanto a teores de macro e micronutrientes, constituintes inorgânicos e orgânicos. Os ensaios de otimização foram realizados por fermentação líquida submersa empregando o fungo Aspergillus niger e os parâmetros otimizados foram: concentração de efluentes, período de incubação, pH, temperatura e agitação. As condições ótimas de produção encontradas para a vinhaça foram: 14% de efluente, 12 dias de produção, a 28°C, pH 6,0 e 150 rpm e para o efluente de celulose: 14% de efluente, 12 dias de produção, a 37°C, pH 5,0, e 120 rpm. A vinhaça foi o efluente que melhor propiciou a produção de β-glucanase após a otimização de todos os parâmetros, sendo por isso escolhida para a produção em maior quantidade para seguir as etapas de aplicação. A enzima foi ainda precipitada com sulfato de amônio a 80% e caracterizada obtendo-se atividade específica de 21,33 U/mg. Os biofilmes de S. aureus, P. aeruginosa e C. albicans foram formados sobre corpos de prova de aço inoxidável e poliestireno durante 48 horas, tratados com a enzima por 30 minutos a 75 rpm e a eficiência de degradação foi avaliada quanto a redução da biomassa total, por cristal violeta, e viabilidade celular, por microscopia confocal. Degradações significativas foram observadas em relação aos controles não tratados quanto à redução de biomassa dos biofilmes. Em relação à viabilidade celular, verificou-se melhor ação da enzima nos biofilmes de P. aeruginosa e C. albicans, revelando potencial alternativo para o tratamento de biofilmes microbianos em diferentes superfícies.
Abstract: The formation of biofilms, in industries or health, it is a health problem, causing food contamination and infections related to medical devices. These complex microbial structures are difficult to remove and the processes are mainly based on mechanical and chemical procedures, considered little efficient. This resistance to stress conditions occurs because the microbial cells are involved in the exopolymer matrix (EPS), making them less susceptible to the treatments. Thus, knowing the composition of biofilms, it is possible to formulate new strategies for the treatment of biofilm removal. β-glucans were characterized as polysaccharides of composition of EPS and functionally responsible for the integrity, as well as the wall of microorganisms. Therefore, β-glucanases are assumed to present activity on biofilms, since they act in the β-glucan bonds and can be obtained through of fermentative processes using agroindustrial wastewater that accumulate and cause damage to the environment. The objective this study was to optimize the production of fungal β-1,3-glucanase using alkaline agroindustrial effluent from pulp industry and vinasse, from the sugar and alcohol industry and to evaluate the efficiency this enzyme in the degradation of microbial biofilms. The wastewaters were characterized physicochemically as macro and micronutrients, inorganic and organic constituents. The optimization tests were realized by submerged liquid fermentation using Aspergillus niger fungus and the optimized parameters were: effluents concentration, incubation period, pH, temperature and agitation. The optimum production conditions found for the vinasse were: 14% of effluent, 12 days of production at 28°C, pH 6.0 and 150 rpm; for the pulp industry and 14% effluent, 12 days of production, at 37°C, pH 5.0, and 120 rpm. The vinasse was the effluent that best propitiated the production of β-glucanase after the optimization of all the parameters, being the choisen for larger quantity production to follow the application steps. The enzyme was also precipitate with 80% ammonium sulfate and characterized, obtaining a specific activity of 21.33 U/mg. The biofilms of S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans were formed on stainless steel and polystyrene for 48 hours, treated with the enzyme for 30 minutes and 75 rpm and degradation efficiency was evaluated for the reduction of total biomass by violet crystal and cell viability by confocal microscopy. Significant degradations were observed in relation to the untreated controls for biofilm biomass reduction. In relation to cell viability, the enzyme showed better action on P. aeruginosa and C. albicans biofilms, revealing an alternative potential for the treatment of microbial biofilms on different surfaces.
Palavras-chave: Vinhaça
Resíduo Celulose
Staphylococcus aureus
Pseudomonas aeruginosa
Candida albicans
Vinasse
Cellulose effluent
Staphylococcus aureus
Pseudomonas aeruginosa
Candida albicans
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Sagrado Coração
Sigla da instituição: USC
Departamento: Ciências da Saúde e Biológicas
Programa: Ciência e Tecnologia Ambiental
Citação: Martins, Bruna Letícia. Efeito de β-glucanase fúngica obtida a partir de efluentes agroindustriais sobre biofilmes de importância clínica. 2018.108 f. Dissertação ( Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade do Sagrado Coração, Bauru, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tede2.usc.br:8443/handle/tede/455
Data de defesa: 5-Feb-2018
Appears in Collections:Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental



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