DESCOLORAÇÃO DO CORANTE TÊXTIL ÍNDIGO CARMINE POR ESPÉCIES DE Aspergillus

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1 DESCOLORAÇÃO DO CORANTE TÊXTIL ÍNDIGO CARMINE POR ESPÉCIES DE Aspergillus Araújo, G. R. (1) ; Bezerra, J. D. P. (1) ; Freire, K. T. L. S. (1) ; Paiva, L. M. (1) ; Souza Motta, C. M. (1) ; Malosso, E. (1) ; Silva, D. C. V. (1) gianne.rizzuto@gmail.com (1) Departamento de Micologia, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, Recife - PE, Brasil. RESUMO Dos compostos responsáveis pela contaminação dos efluentes, os corantes têxteis são os que causam mais danos ao meio ambiente. Pesquisas apontam a utilização de agentes biológicos como uma solução para problemas com efluentes têxteis. Os fungos são muito utilizados neste tratamento, por serem capazes de degradar compostos recalcitrantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de descoloração do corante têxtil Índigo Carmine por Aspergillus terreus e Aspergilllus sclerotiorum em meio líquido e testar a toxicidade do produto degradado. As espécies foram cedidas pela Micoteca URM da UFPE. Na avaliação, discos contendo cultura fúngica foram inoculados em frascos de Erlenmayer, contendo meio Extrato de Malte e corante avaliado. Em seguida, os frascos foram incubados sob condição estática, no escuro, a 28 ± 2ºC durante 10 dias. Por fim, foi realizado um teste de toxicidade do produto degradado. Aspergillus terreus degradou 100% do corante têxtil em 5 dias de experimento, em 10 dias ambas espécies degradaram 100% do corante. Neste teste foi possível constatar que estes fungos apresentaram toxicidade não letal. Conclui-se que as espécies são eficientes na descoloração, mas o produto da degradação apresenta toxidade, tornando sua utilização em meio industrial, até então, desvantajosa. Pesquisas futuras poderão apontar soluções. Palavras-chave: Contaminação de Efluentes, Agentes Biológicos, Toxicidade.

2 INTRODUÇÃO O setor têxtil possui grande responsabilidade na contaminação ambiental devido à liberação de efluentes têxteis, muitas vezes sem o tratamento adequado, que causam prejuízos ao meio ambiente. A problemática ambiental envolvendo despejos de grandes quantidades de efluentes tem se agravado nos últimos anos, tornando-se ainda mais preocupantes (KUNZ et al., 2002). Nas indústrias têxteis ocorrem processos que geram efluentes complexos, estes podem apresentar grande quantidade de matéria orgânica, cor intensa e elevados teores de sais. Os corantes utilizados no tingimento dos tecidos são os principais compostos responsáveis pela contaminação dos efluentes, além de serem de difícil tratamento e possuírem na sua composição agentes tóxicos e cancerígenos que causam danos à saúde humana (GONDIM et al., 2007; YUZHU et al., 2001; ANJANEYLU et al., 2005). O surgimento de novas tecnologias para o tratamento de resíduos é de grande interesse industrial e econômico. Existem três tipos de tratamentos de efluentes têxteis: físico, químico e biológico. Recentemente o tratamento biológico ganhou importância devido à sua 2

3 eficiência, por apresentar menores custos na aplicação e por poder gerar produtos que não agridem o meio ambiente (BAFANA et al., 2008). Agentes biológicos têm sido utilizados como uma boa alternativa para solucionar os problemas com resíduos (BERGSTEN et al., 2009). Alguns estudos apontam os fungos como micro-organismo promissor para o tratamento de efluentes têxteis, por algumas espécies possuírem a capacidade de descolorir e degradar diferentes compostos recalcitrantes (NETO et al., 2002). O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de descoloração do corante têxtil Índigo Carmine por Aspergillus terreus e Aspergilllus sclerotiorum em meio líquido e testar a toxicidade do produto degradado. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Citologia e Genética, no Departamento de Micologia, do Centro de Ciências Biológicas, da Universidade Federal de Pernambuco. Foram utilizadas duas espécies de fungos filamentosos Aspergillus terreus (URM5579) e Aspergillus sclerotiorum (URM5586) cedidas pela Micoteca URM da Universidade Federal de Pernambuco. As espécies foram provenientes 3

4 de sedimento de manguezal de Barra de Jangada, Jaboatão dos Guararapes, Pernambuco, Brasil. Para a avaliação da capacidade de descolorir corantes em meio líquido, discos de 6 mm de culturas dos fungos foram inoculados em frascos de Erlenmeyer (125 ml) contendo 50 ml do meio Extrato de Malte acrescido de 0,05% (m/v) do corante avaliado. Após a inoculação, os frascos foram incubados sob condição estática, no escuro, a 28 ± 2ºC por até 10 dias. Em intervalos de cinco dias, a biomassa foi separada através de filtração em membrana Millipore (0,45 µm), o filtrado foi utilizado para a determinação da redução da cor em espectrofotômetro (610nm) e para avalição da toxicidade (SILVA et al., 2009). A toxicidade do produto degradado foi analisada utilizando sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) segundo a metodologia de Tiquia et al. (1996). Foram utilizadas Placas de Petri contendo papel de filtro impregnado com 5 ml do material biodegradado com 10 feijões que foram colocados na placa de modo equidistante, previamente desinfetados com hipoclorito de sódio a 1% e água destilada esterilizada. Paralelamente, foram feitas placas controle empregando 5mL do corante têxtil e placas controle com 5 ml de água destilada. Todos os testes foram realizados em triplicata, sob a temperatura de 25 C, durante sete dias. Após esse período, três aspectos foram 4

5 quantificados: percentual de germinação, percentual de crescimento da raiz e o índice de germinação. RESULTADOS E DISCUSSÃO Em observação realizada no quinto dia de experimento, foi verificado que A. terreus descoloriu 100% do corante têxtil Índigo Carmine, e que A. sclerotiorum havia descolorido 86,8%. Em 10 dias de experimento as duas espécies haviam descolorido 100% o corante têxtil (Figura-1). A espécie A. terreus demonstrou ser mais eficiente na descoloração tendo em vista seu excelente desempenho nas primeiras 120 horas. De acordo Silva et al. (2009), o tempo que um resíduo leva para ser degradado por um micro-organismo é um fator importante na otimização do processo, pois torna o micro-organismo promissor em processos descoloração e descontaminação de ambientes ou resíduos contaminados. Figura 1. Descoloração do corante têxtil Índigo Carmine em meio líquido. A) A. sclerotiorum, B) A. terreus. 5

6 Dellamatrice (2005) em seu experimento, obteve resultados satisfatórios com algumas linhagens de Pleurotus sp. que conseguiram descolorir mais de 97% do corante Índigo e 92% o corante Remazol Brilliant Blue R (RBBR). O corante Preto Enxofre foi degrado em menor grau que os citados anteriormente, apenas 27%. De acordo com Silva e Monteiro (2000), para ocorrer a degradação de corantes por micro-organismos, além de apresenterem um boa quantidade de biomassa, é necessário que o fungo apresente um sistema enzimáico capaz de degradar o composto em questão. Dullius (2004) observou que espécies pertencentes ao gênero Aspergillus possuem alta capacidade de remover corantes presente em efluentes no período de 24 horas. Silva et al. (2013) testaram Aspergillus aculeatus na descoloração do corante têxtil preto intenso N, este mostrou-se bastante promissor no processo de degradação do corante atingindo 90% de eficiência. Couto et al. (2004) estudaram a descoloração do corante Índigo Carmine por Trametes hirsuta em um biorreator de leito fixo e constataram que esta espécie conseguiu degradar quase todo corante em apenas três dias. Estes atribuíram essa descoloração do corante Índigo Carmine a produção da enzima lacase e uma associação de outros mecanismos. 6

7 Oliveira et al. (2010) afirmaram que as condições de cultivo das culturas fúngicas podem afetar o metabolismo e a fisiologia do microorganismo, ativando suas enzimas. O nível de descoloração para a um micro-organismo que se encontra na condição estática pode ser diferente, do outro que esteja submetido a condições de agitação. Foi realizada uma comparação dos diversos corantes com as diferentes percentagens de descoloração e foi concluído que pequenas diferenças estruturais podem afetar fortemente o grau de descoloração. Pereira et al. (2010), testando o fungo Lentinula edoddes constataram que este descoloriu o corante Remazol Brilliant Blue R (RBBR) num percentual de 70%, em 15 dias. Entretanto, Ameida et al. (2012) relataram em seu trabalho que Penicillium ochrochloron MTCC 517 descoloriu 93% do corante trifenilmetano, em condição estática, com temperatura a 25 C e ph 6,5, num período de duas horas e meia de cultivo. Quanto a toxicidade do produto degradado, entres as espécies testadas, A. sclerotiorum apresentou maiores indices de germinação (23,56), percentual de crescimento da raiz (27,5%) e percentual de germinação da semente (87,5%), diferindo de A. terreus com 11,77 de índice de germinação, 15% de percentual de crescimento da raiz e 78,5% de percentual de germinação da semente. 7

8 O percentual de crescimento da raiz não atingiu um nível elevado como o alcançado com o percentual de germinação, disso pode-se inferir que o produto degradado não apresentou toxicidade letal para a semente, contudo apresentou uma toxicidade capaz de inibir o crescimento da raiz. Palácio (2009) em seu experimento testou a toxicidade de um produto degradado com sementes de alface, e neste trabalho, foi possível observar que nenhuma semente germinou, logo ficou constatado o alto nível de toxicidade do meio. Quanto a avaliação da toxicidade no crescimento da raíz e radícula, foi possível constatar baixos nivéis de toxicidade, pois não foram suficientes para inibir a germinação, porém retardaram ou inibiram o crescimento da raiz e radícula. CONCLUSÃO Aspergillus terréus (URM5579) descolore totalmente o corante têxtil Índigo Carmine, em meio líquido, no período de cinco dias. Aspergillus sclerotiorum (URM5586), Aspergillus terréus (URM5579) são capazes de descolorir de modo eficiente o corante têxtil Índigo Carmine em meio líquido, em 10 dias de experimento; 8

9 Aspergillus sclerotiorum (URM5586) e A. terréus (URM5579) apresentam toxicidade não letal para as sementes de feijão ((Phaseolus vulgaris L.). As espécies avaliadas são eficientes na descoloração do corante têxtil Índigo Carmine, mas o produto da degradação apresenta toxidade, tornando necessário o conhecimento da enzima envolvida na degradação para posterior purificação. REFERÊNCIAS ANJANEYLU, Y.; CHARY, N. S.; RAJ, D. S. S. Descolourization of industrial effluents available methods and emerging technologies a review. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, v. 4, p , BAFANA, A.; KRISHNAMURTHI, K.; DEVI, S. S.; CHAKRABARTI, T. Biological decolourization of C.I. Direct Black 38 by E. gallinarum. Journal of Hazardous Materials, v. 157, p , BERGSTEN-TORRALBA, L. R.; NISHIKAWA, M. M.; BAPTISTA, D. F.; MAGALHÃES, D. P.; SILVA, M. Descolorization of different textile dyes by Penicillium simplicissimum and toxicity evaluation after fungal treatment. Brazilian Journal of Microbiology, São Paulo, v. 40, n. 4, COUTO, S. R. SANROMÁN, M. A.; Continuous descolourisation of a leather azo dye Trametes hirsute. Afinidad, v. 61, DELLAMATRICE, P. M. Biodegradação e toxicidade de corantes têxteis e efluentes da estação de Tratamento de Águas Residuárias de Americana, SP Tese (Doutorado em Agricultura) Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Piracicaba,

10 DULLIUS, C. H. Utilização de fungos para biodegradação de corantes têxteis sintéticos. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós- Graduação em desenvolvimento Regional, Universidade Santa Cruz do Sul, Santa Cruz do Sul, GONDIM, A. L. N. BARBOSA, A. P. A.; PAZ, M. C. F. Remoção Biológica de Corantes Têxteis através do consórcio bacteriano entre Pseudomonas aeruginosa e Geobacillus stearothermophilus UCP98. CONGRESSO DE PESQUISA E INOVAÇÃO DA REDE NORTE NORDESTE DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA, 2, 2007, João Pessoa. Anais... João Pessoa: UFPB, KUNZ, A.; ZAMORA, P. P.; MORAES, S. G.; DURÁN, N. Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. Revisão, Química. Nova, São Paulo, v. 25, n. 1, p , NETO, J. M. C; SANTOS, A. Z.; TAVARES, C. R. G.; COSTA, S. M. G. Descoloração de corantes e efluentes têxteis utilizando fungos. ENCONTRO ANUAL DE INICIAÇÃO, 11, 2002, Maringá. Anais... Universidade Estadual de Maringá/ Pró- Reitoria de pesquisa e Pós- Graduação; OLIVEIRA, L. H. S.; BARRETO, M. B.; VITALLLI, V. M. V.; MACHADO, K. M. G.; MATHEUS, D. R. Descoloração de corantes sintéticos por basidiomicetos tropicais brasileiros. Naturalia, Rio Claro, v.33, p , PALÁCIO, S. M. Aplicação do processo de eletrocoagulação seguido por degradação fotocatalítica utilizando TiO 2 no tratamento de efluente têxtil Tese (Doutorado) - Departamento de Química do Centro de Ciências Exatas, Universidade Estadual de Maringá. Maringá, PEREIRA, A. R. B.; BUENO, F. L.; SANTOS, S. C.; LIMA, C. A. A.; DIAS, A. L. T. Biodegradation of dyes and textile effuelts by fungi. Holos Environment, v. 10, n. 2, SILVA, J. H.; MONTEIRO, R. T.; Degradação de xenobióticos por fungos filamentosos isolados de areia fenólica. Parte da tese de Mestrado. Revista Brasileira de Ciências do Solo, Viçosa, v. 24, p , SILVA, K. C.; SILVA, T. M.; SILVA, JR.; CERRI, M. O.; Da SILVA, S. L.; CARVALHO, B. M. A. Otimização das variáveis, ph, força iônica e meio nutricional na descoloração de corante industrial têxtil pelo fungo Aspergillus aculeatus. BBR 10

11 Biochemistry and Biotechnology Reports. Edição especial, v.2, n.2, p. 1-4, jun SILVA, M.F.; AZEVEDO, L. M. L.; GOMES, E. B.; SENNA, K. X. F. R.; MIRANDA, R. C. M.; GUSMÃO, N. B. Descoloração de efluentes têxteis por bactérias isoladas de ambientes contaminados por petroderivados. SIMPÓSIO NACIONAL DE BIOPROCESSOS, 17, 2009, Natal. Anais... Natal: FAPESP, SILVA, M. G. C.; BAPTISTA, N. M. Q.; ALMEIDA, D. G.; DAYANA, A. F.; PAIVA, A. L. R.; SANTOS, L. L.; MACIEL, C. C. S.; MIRANDA, R. C. M.; CABRAL, J. J. S. P.; GUSMÃO, N. B. Emprego de Fungos Filamentosos na Degradação de Corante Índigo. JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO, 9, 2009, Recife. Anais... Recife: UFRPE, TIQUIA, S. M.; TAM, N. F. Y.; HODGKISS, I. J. Effects of composting oh phytotoxiciti of spent pig-manure sawdust litter. Environmental Pollution, v. 93, n. 3, p , YUZHU, F.; VIRARAGHAVAN, T. Fungal descolorization of dye wastewaters: a review. Bioresource Technology, v. 79, p ,