Multivariate analysis of nutritional parameters required for the submerged cultivation of three coprinaceous fungi for biosurfactant production

Fuente: Ciência e Agrotecnologia
ABSTRACT Biosurfactants are natural hydrocarbon surfactant compounds that decrease surface tension and have a high emulsifying capacity. Biosurfactants are produced through microbial metabolic processes and have several advantages over chemical surfactants, including low toxicity and high biodegradability. Bioremediation offers the possibility of eliminating or transforming various contaminant compounds present in soil and water. Fungi are effective transforming agents due to their ability to degrade a diverse variety of organic substances. Thus, considering the potential of fungi to produce biosurfactants and the importance of these compounds for various industrial processes, the objective of this work was to verify the effects and interactions of different concentrations of various nutrients on biosurfactant production in three coprinaceous fungi isolates. These isolates were obtained from spent mushroom substrate (SMS) produced during the edible mushroom growth process. All three fungal isolates, termed FS-4.1, FS-4.2, and FS-4.3, were potential sources for biosurfactant production, as evidenced by the emulsifier index of the fermentation medium. However, biosurfactant production was maximum in isolate FS-4.1, yielding an emulsifier index of 73.45%. To optimize the FS-4.1 biosurfactant production process, corn oil, glycerol, and yeast extract must be absent from the fermentation medium (to minimize negative effects on the process) and increase the amounts of glucose and soy oil.RESUMO Biosurfactantes, são emulsificantes naturais de hidrocarbonetos que diminuem a tensão superficial e têm alta capacidade de emulsionamento. Os biossurfactantes são produzidos pelo metabolismo de microrganismos e apresentam vantagens sobre o uso de surfactantes químicos, principalmente por sua baixa toxicidade e alta biodegradabilidade. A biorremediação é uma opção para a transformação de vários compostos contaminantes no solo e na água, sendo que os fungos são agentes transformadores eficazes, dada a sua capacidade de degradar uma ampla diversidade de substâncias orgânicas. Assim, considerando o potencial dos fungos na produção de biossurfactantes e a importância desses compostos para vários processos industriais, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito e as interações das concentrações de diferentes nutrientes na produção de biossurfactantes, utilizando três fungos coprináceos isolados do substrato pós-cultivo de cogumelos (spent mushroom substrate - SMS) resultante do processo de cultivo de cogumelos comestíveis. Os isolados fúngicos filamentosos codificados FS-4.1, FS-4.2 e FS-4.3 demonstraram potencial de produção de biossurfactantes, evidenciado pelo índice emulsificante no meio de fermentação. No entanto a produção biosurfactante foi máxima no isolado FS-4.1, produzindo um índice de emulsificante de 73,45%. Para otimizar o processo de produção biosurfactante FS-4.1 o óleo de milho, o glicerol e o extrato de levedura devem estar ausentes do meio de fermentação (para eliminar os efeitos negativos no processo) e aumentar as quantidades de glicose e óleo de soja.