Biossíntese de substâncias poliméricas extracelulares por Ensifer Meliloti SEMIA 135 e sua aplicação na elaboração de filme biodegradável
Autor: Luana Lencina Bianchin (Currículo Lattes)
Resumo
Substâncias poliméricas extracelulares (SPE) são excretadas por diversos micro-organismos,incluindo bactérias diazotróficas, sendo compostos majoritariamente de polissacarídeos, além de proteínas, ácidos nucleicos, lipídios e substâncias húmicas. A secreção de SPE pelos rizóbios está associada ao processo de invasão e desenvolvimento de bacteroides e nódulos nas raízes das plantas, além de ser uma resposta a estresses ambientais. Por outro lado, a exploração de micro-organismos para a produção de SPE têm atraído a atenção dos pesquisadores devido às suas aplicações potenciais, em que estão incluídas as embalagens biopoliméricas, que reduzem impactos ambientais por sua biodegradabilidade, bem como o uso excessivo de materiais oriundos de recursos não-renováveis. Logo, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o comportamento de Ensifer meliloti SEMIA 135 frente a diferentes condições de estresse para biossíntese de SPE, bem como avaliar o potencial de aplicação do biopolímero na formação de filmes biodegradáveis. O meio de cultivo usado foi o caldo YMA (Yeast Mannitol) em um meio ajustado com pH 7, composto por (g/L): manitol (10); K2HPO4 (0,1); KH2PO4 (0,4); MgSO4.7H2O (0,2); NaCl (0,1); extrato de levedura (0,4); MnCl2.7H2O (0,12); CaCl2.2H2O (0,15). Os cultivos foram realizados em frascos agitados a 30 °C e 200 rpm por 72h. Diferentes estratégias para promover o aumento da biossíntese de SPE foram avaliadas. As condições de estresse foram: ácido (ácido acético, pH 3 e 5), alcalino (hidróxido de sódio, pH 9 e 11) e salino (cloreto de sódio, 0,2 a 1,0 M) em diferentes tempos de cultivo (24 h e 48 h). Os resultados mostraram um incremento de cerca de 130% na produção de SPE quando Ensifer meliloti SEMIA 135 foi submetido à adição de solução salina (0,6 M) em 48 h de cultivo, indicando a potencialidade desta estratégia para aumento da produção destes biopolímeros. As SPE foram utilizadas na formulação de filme, através da técnica de casting, usando uma solução filmogênica com a adição de 20% de plastificante (glicerol) em relação à massa de SPE. A espessura do filme foi de 0,046 mm. A permeabilidade ao vapor de água (7,85 g.mm/kPa.dia.m²) indicou que o filme não é adequado para uso como barreira à umidade, confirmando seu caráter hidrofílico. Em relação às propriedades mecânicas, resistência à tração e capacidade de elongação (52,90 MPa e 6,73%, respectivamente), o filme apresentou valores superiores a alguns filmes obtidos com polissacarídeos microbianos. Quanto à cor, o filme apresentou uma alta luminosidade (L* = 93,87). Desta forma, as SPE produzidas por Ensifer meliloti SEMIA 135 mostram-se promissoras para a elaboração de filmes biodegradáveis com potencial comercial.