Isolamento e caracterização de bactérias eficientes na biodegradação de corantes azo sintéticos
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Data
2018-08-07
Autores
Orientador
Granada, Camille Eichelberger
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Resumo
Os corantes azo são uma classe de corantes sintéticos com ampla variedade de cores e tons, que possuem as mais diversas aplicações na indústria. O corante amaranto é um corante azo usado na coloração de alimentos, e o vermelho congo é utilizado no tingimento de fibras têxteis. Ambos são de difícil degradação por métodos físico-químicos, e a biodegradação por bactérias é uma alternativa de fácil aplicação e ambientalmente segura, que possibilita redução do potencial citotóxico e carcinogênico dos mesmos. Assim, o objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar duas cepas bacterianas isoladas de solo contaminado com os corantes amaranto e vermelho congo e avaliar o seu potencial de biodegradação perante estes corantes.
Dez microrganismos capazes de degradar ambos os corantes foram isolados, e as condições ideais de biodegradação foram avaliadas (temperaturas de 30, 35 e 40° C, e pHs 7,0; 7,5 e 8,0). Os isolados mais promissores 1B12 (Citrobacter portucalensis) e 1A32 (Citrobacter portucalensis) foram selecionados, e as condições ideais para máxima eficiência do processo foram: 35° C e pH 7,5. Para cada corante foi avaliado
o potencial de biodegradação dos tratamentos: 1B12 e 1A32 (isolados) e 1B12 + 1A32 (em conjunto). A cinética de degradação foi avaliada por leituras no UV/visível a cada 12 horas (520 nm para o amaranto e 490 nm para o vermelho congo). Os três tratamentos degradaram mais de 90% do corante amaranto após 48 horas, e mais de 90% do corante vermelho congo após 144 horas, atingindo a concentração máxima de células superior a 109 UFC.mL-1. Os metabólitos gerados após a biodegradação foram identificados no GC-MS. Os três tratamentos avaliados apresentaram como produto da biodegradação do amaranto três metabólitos em comum: fenol, indol e pirrolizidina; e na biodegradação do vermelho congo: indol, pirrolozidina e benzidina. 6 O estudo da toxicidade do produto da biodegradação em sementes de alface mostrou que ambos os corantes não reduziram a germinação das sementes. Entretanto, os produtos da degradação retardaram, ou até bloquearam, a germinação das mesmas. Assim, podemos concluir que a biodegradação dos corantes azo sintéticos por bactérias é uma alternativa biotecnológica viável. Porém, o estudo da toxicidade dos metabolitos gerados neste processo é um aspecto que não pode ser desconsiderado, uma vez que eles podem ser mais tóxicos que o próprio corante.
Azo dyes are a class of synthetic dyes with a wide variety of colors and shades, which have a vast application in the industry. Amaranth is an azo dye used to color foods and Congo red is used to color textile fibers. Both are difficult to degrade by physical-chemical methods, and biodegradation by microorganism is an easy to apply technique and environmentally safe alternative that can reduce their cytotoxic and carcinogenic potential. Thus, this work aimed to isolate and characterize two bacterial strains from soils contaminated with azo dyes amaranth and red congo, and to evaluate their biodegradation potential. Ten bacterial isolates able to degrade both dyes were isolated and ideal conditions of biodegradation were evaluated (temperatures of 30, 35 and 40 ° C, and pHs 7.0, 7.5 and 8.0). The most promising isolates 1B12 (Citrobacter portucalensis) and 1A32 (Citrobacter portucalensis) were selected, and the ideal conditions for maximum biodegradation efficiency were: 35 ° C and pH 7.5. For each dye, three treatments were evaluated: 1B12 and 1A32 (isolated) and 1B12 + 1A32 (together). Degradation kinetics were evaluated by UV/visible readings every 12 hours (520 nm for amaranth and 490 nm for red congo). The three treatments degraded more than 90% of the amaranth after 48 hours, and more than 90% of the Congo red after 144 hours, reaching cells concentration of up to 109 cfu.mL-1 . The metabolites generated after biodegradation were identified in GC-MS. The three treatments presented as a biodegradation product of the amaranth three common metabolites: phenol, indole and pyrrolizidine; and biodegradation of Congo red: indole, pyrrolozidine and benzidine. The toxicity study of the biodegradation bioproducts in bean seeds showed that both dyes do not reduce germination potential, but the products of the biodegradation can be harmful to seed germination. Thus, we conclude 8 that biodegradation of synthetic azo dyes by bacteria is a viable biotechnological alternative, but the toxicity study of the metabolites generated in the process is an aspect that must be taken into account, since they may be more toxic than the dye itself.
Azo dyes are a class of synthetic dyes with a wide variety of colors and shades, which have a vast application in the industry. Amaranth is an azo dye used to color foods and Congo red is used to color textile fibers. Both are difficult to degrade by physical-chemical methods, and biodegradation by microorganism is an easy to apply technique and environmentally safe alternative that can reduce their cytotoxic and carcinogenic potential. Thus, this work aimed to isolate and characterize two bacterial strains from soils contaminated with azo dyes amaranth and red congo, and to evaluate their biodegradation potential. Ten bacterial isolates able to degrade both dyes were isolated and ideal conditions of biodegradation were evaluated (temperatures of 30, 35 and 40 ° C, and pHs 7.0, 7.5 and 8.0). The most promising isolates 1B12 (Citrobacter portucalensis) and 1A32 (Citrobacter portucalensis) were selected, and the ideal conditions for maximum biodegradation efficiency were: 35 ° C and pH 7.5. For each dye, three treatments were evaluated: 1B12 and 1A32 (isolated) and 1B12 + 1A32 (together). Degradation kinetics were evaluated by UV/visible readings every 12 hours (520 nm for amaranth and 490 nm for red congo). The three treatments degraded more than 90% of the amaranth after 48 hours, and more than 90% of the Congo red after 144 hours, reaching cells concentration of up to 109 cfu.mL-1 . The metabolites generated after biodegradation were identified in GC-MS. The three treatments presented as a biodegradation product of the amaranth three common metabolites: phenol, indole and pyrrolizidine; and biodegradation of Congo red: indole, pyrrolozidine and benzidine. The toxicity study of the biodegradation bioproducts in bean seeds showed that both dyes do not reduce germination potential, but the products of the biodegradation can be harmful to seed germination. Thus, we conclude 8 that biodegradation of synthetic azo dyes by bacteria is a viable biotechnological alternative, but the toxicity study of the metabolites generated in the process is an aspect that must be taken into account, since they may be more toxic than the dye itself.
Descrição
Palavras-chave
amaranto; vermelho congo; biodegradação; bactérias
Citação
SCHMIDT, Cássio. Isolamento e caracterização de bactérias eficientes na biodegradação de corantes azo sintéticos. 2018. Dissertação (Mestrado) – Curso de Biotecnologia, Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 23 fev. 2018. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/2163.