Avaliação da capacidade de leveduras isoladas da fermentação da cachaça para biorremediação de cádmio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

As atividades industriais lançam anualmente grandes quantidades de metais pesados no meio ambiente. Metais essenciais como ferro, selênio, sódio e potássio são absolutamente necessários para os sistemas biológicos em suas atividades bioquímicas e fisiológicas. Entretanto, metais como cádmio, mercúrio e arsênico, chamados de não-essenciais, não exercem nenhuma função biológica e são tóxicos até mesmo em concentrações-traço. Os métodos físico-químicos convencionais de tratamento de efluentes quando empregados em soluções diluídas cuja concentração de metal é menor que 100 mg.L-1 apresentam desvantagens como remoção incompleta do metal, reagentes, equipamentos caros, altos gastos de energia e produção de rejeitos secundários tóxicos. Frente a este fato, a biorremediação representa uma alternativa viável, podendo ser empregada nos mais diversos ambientes. O processo de biorremediação só se justifica se a biomassa utilizada for de fácil obtenção e de baixo custo, o que ocorre com as leveduras isoladas da fermentação da cachaça que foram utilizadas neste trabalho. O Brasil é o maior produtor mundial de etanol e único produtor de cachaça, bebida típica do país. Saccharomyces cerevisiae é a principal espécie utilizada na fermentação da cana de açúcar, sendo gerada em grandes quantidades e comercializada a baixo custo. Neste trabalho foram utilizadas 10 linhagens de S. cerevisiae isoladas de grandes alambiques mineiros, sendo testadas quanto à capacidade de incorporação de cádmio e às alterações bioquímicas decorrentes desta incorporação. Tanto células viáveis quanto nãoviáveis foram testadas e comparadas quanto à remoção do metal, assim como células prétratadas com selênio, um metal essencial para o metabolismo de enzimas. As leveduras de alambiques foram mais eficientes na captação de cádmio quando comparadas à linhagem laboratorial W303-WT. Todas as linhagens foram capazes de incorporar cádmio tanto por bioacumulação como por biossorção, sendo que as linhagens UFMG-A1007 e UFMG-A1011 quando vivas foram as mais eficazes na captação do metal. Determinou-se o efluxo de íon potássio durante o influxo de cádmio. A presença do metal na superfície celular foi demonstrada pela técnica de EDS, comprovando que o cádmio se liga a componentes presentes na parede celular de leveduras. O crescimento celular foi avaliado em meio de cultura líquido adicionado de cádmio. Observou-se que todas as linhagens da fermentação foram capazes de crescer em presença de cádmio, o que não ocorreu com a linhagem de comparação (laboratorial). A tolerância ao cádmio foi testada através do crescimento das linhagens em meio sólido suplementado com 100 mg.L-1 (0,5 mM) de CdCl2. Os resultados mostram que o desenvolvimento da linhagem W303-WT foi fortemente inibido em todas as concentrações o que não ocorreu com as outras leveduras. Os lipídeos peroxidados foram determinados como forma de demonstrar os danos causados às membranas pela exposição ao cádmio. As leveduras da fermentação apresentaram menores danos aos lipídios, mostrando serem mais resistentes aos efeitos do cádmio. A determinação dos resíduos sulfidrílicos totais indicou que a presença do metal no meio intracelular deve estimular os mecanismos de defesa frente ao estresse ocasionado pelo cádmio. A capacidade scavenging de cada extrato bruto das leveduras foi analisada, sugerindo que a resistência celular das linhagens não está relacionada diretamente com o conteúdo antioxidante das mesmas. Estes resultados comprovam que as leveduras isoladas da fermentação da cachaça são mais eficientes na captação de cádmio e são mais resistentes aos efeitos da incorporação do metal, quando comparadas à linhagem laboratorial.

ASSUNTO(S)

leveduras sccharomyces ceravisiae bioremediation bioadsorbents yeasts cachaça bioremediação cadmio fermentation fermentação cadmium microbiologia

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