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Hidrolases e fenoloxidases de microrganismos como marcadores para seleção de bi...

Author(s): Natalino Perovano Filho

Date: 2007

Origin: OASIS br

Subject(s): Hidrolases; QUIMICA; Fenoloxidases; Águas residuais; Microrganismos; Efluentes industriais; Biorremediação


Description
Due to the current and future problematic of the maintenance of the hydric resources, the reuse of waters after previous treatment has been a strategy in the management of aquifers. The bioaugmentation is one of the techniques of purification of effluents and, because of this, studies were carried out in lagoons from the station of treatment of effluents (STE) of one sugar-alcohol industry, in Coruripe, State of Alagoas, aiming its reuse in ferti-irrigation. Therefore, in the sugarcane harvests of 2004/05 and 2005/06, samples were collected respectively from residuary waters and turf of this STE, initially for isolation of microorganisms (agar-broth of sugar-cane 25%). The isolates were identified in agreement to its growth in differential media and microscopic morphology. The activities of extracellular enzymes were also evaluated. The isolates with characteristics of the genus Pseudomonas were cultivated in the media King A and B, agar-milk (production of caseinase) and in the system API 20E (Biomerieux), for identification at the level of species. The eight fungi isolated from the samples, as well as two fungi furnished by André Toselo Foundation (Phanerochaete chrysosporium and Geotrichum candidum), were evaluated in solid media according to their secretion of phenoloxidases, in special Lignin-Peroxidase and Tanase. All the ten fungi grew in these media, even so only some have generated halos of discoloration larger than the size of the colonies, as it happened with the isolate XXI identified as Cladosporium sp. This was able to degrade different azodyes, tannic acid and different natural phenolic substrates (sugar-cane bagasse and wood-dust) in solid and liquid media. When this fungus was cultivated in liquid medium with methylene blue, its growth curve and azodye discoloration, as well as its action on the variation of pH and electric conductivity, were evaluated. It was also compared its ability to remove total reducing glicids, proteins and phenols, as well as its production of Lignin-Peroxidase in liquid medium with methylene blue or natural phenolic substrates. Laccase was the probable phenoloxidase produced by the isolate of Cladosporium sp in these circumstances, mainly in natural substrates. It is possible that this fungus consumed the glicids released from the degradation of lignocellulosic polymers so that they didnt need to use the phenols during the time interval of the experiments (144 h). The best isolates to remove the azodye in the liquid medium containing 2 % of tannic acid, that is, Cladosporium sp and Aspergillus sp, were monitored according to the variation on the concentrations of total reducingglicids, proteins, phenols, and chemical oxygen demand (COD) in the media. The isolate of Cladosporium sp removed 12 % of the total COD of the media, against 9.3 % of removal by the isolate of Aspergillus sp, and both had reached the same rate of phenol reduction at the end of the evaluated period. Regarding to the samples of the agri-industrial effluent supplemented with only 1% of Carbon and Nitrogen composition of the Sabouraud-agar medium, it was observed that Mucor sp showed the best rates of reduction of COD and phenols, followed by the isolates of Cladosporium sp, P. chrysosporium and G. candidum. Finally, after the daily bioagumentation of the facultative lagoons from the studied STE (with an outflow of about 5.000 m3.h-1 and approximately 2 days of hydraulic retention), during the harvests of 2005/06 and 2006/07, by a consortium of 6 of the isolates tested in vitro, the monitoring of the physico-chemiscal parameters of biweekly collected water samples during both seasons showed that this strategy was promising, for having improved most of the quality parameters and turning the water appropriated for fertiirrigation. Even so, some of the characteristics did not obey yet the legislation got for launching in rivers (DO, COD and phosphates). Face à atual e futura problemática da manutenção dos recursos hídricos, o reuso de águas tem sido utilizado como estratégia no gerenciamento de mananciais. A biosuplementação é uma das técnicas de purificação de efluentes e, com base nisso, estudos foram conduzidos visando sua utilização em lagoas de tratamento de efluente (ETE) de uma indústria sucroalcooleira, situada em Coruripe, estado de Alagoas, para o reuso em fertirrigação. Nas safras 2004/05 e 2005/06, foram coletadas respectivamente amostras de águas residuárias e turfa da ETE estudada, inicialmente para isolamento de microrganismos (agar-caldo de cana 25%). Os isolados foram posteriormente identificados conforme seu crescimento em meios diferenciais e sua morfologia microscópica. Foram também avaliadas as atividades de enzimas secretadas. Os isolados com características do gênero Pseudomonas foram cultivados nos meios King A e B, ágar-leite (produção de caseínase) e no sistema API 20E (Biomerieux), para identificação a nível de espécie. Os oito fungos isolados das amostras, bem como dois cedidos pela Fundação André Toselo (Phanerochaete chrysosporium e Geotrichum candidum), foram avaliados quanto à secreção de fenoloxidases em meios sólidos, em especial de Lignina-Peroxidase e Tanase. Todos os dez fungos cresceram nesses meios, embora apenas alguns tenham gerado halos de descoloração maiores do que o tamanho de suas colônias, como o isolado XXI identificado como Cladosporium sp. Este também foi capaz de degradar diferentes azocorantes, ácido tânico e diferentes substratos fenólicos naturais (bagaço-de-cana e serragem de madeira) em meios sólido e líquido. Quando cultivado em meio líquido contendo o azocorante azul de metileno, a curva de crescimento desse fungo, bem como sua atividade descolorante e de alteração do pH e da condutividade elétrica, também foram avaliadas. Também comparou-se a remoção de glicídios redutores, proteínas e fenóis totais, bem como a produção de fenoloxidase por tal fungo em meio líquido contendo ou azul de metileno ou substratos fenólicos naturais. Constatou-se que a fenoloxidase secretada pelo fungo nessas condições é provavelmente a lacase, e que a remoção de fenóis foi mais lenta nos substratos naturais, aparentemente devido à grande disponibilidade de glicídios liberados na degradação dos polímeros lignocelulósicos, não sendo necessário degradar fenóis durante o intervalo de tempo dos experimentos (144 h). Em meio líquido contendo 2 % de ácido tânico, os isolados que promoveram maior descoloração (Cladosporium sp e Aspergillus sp), tiveram suas culturas monitoradas quanto à redução das concentrações de glicídeos redutores, proteínas, fenóis totais e demanda química de oxigênio (DQO). Verificou-se que o isolado de Cladosporium sp removeu 12 % da DQO desse meio, contra 9,3 % de remoção pelo isolado de Aspergillus sp, e ambos reduziram na mesma proporção os teores de fenóis totais ao final do período avaliado. Já nas amostras de efluente agroindustrial suplementado com 1 % da composição em Carbono e Nitrogênio do meio ágar Sabouraud, constatou-se que o fungo Mucor sp apresentou as melhores taxas de redução de DQO e fenóis, seguido pelos isolados de Cladosporium sp, P. chrysosporium e G. candidum. Finalmente, após a bioaumentação diária das lagoas facultativas da ETE estudada (vazão de cerca de 5.000 m3.h-1 e aproximadamente 2 dias de retenção hidráulica), durante as safras 2005/06 e 2006/07, por um consórcio de 6 dos microrganismos isolados e testados in vitro, as análises físico-químicas quinzenais permitiram evidenciar que a estratégia mostrou-se promissora por ter melhorado a maioria dos parâmetros de qualidade, tornando a água adequada para fertirrigação, embora algumas das características (OD, DQO e fosfatos) ainda não obedeçam a legislação para lançamento em rios.
Document Type Other
Editor(s) Ana Maria Queijeiro Lopez; Lucia Maria Conserva; Maria de Mascena Diniz Maia
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