Bioprospecting of lipolytic microorganisms obtained from industrial effluents

Abstract

Effluents rich in oils and fats are responsible for serious problems in sewage treatment systems, and major environmental impacts. An alternative for the treatment of such effluent is to use biological processes, including microorganisms that produce lipase enzymes. These enzymes are widely distributed in nature and have the capacity to degrade oils and fats contained in effluents, through hydrolysis of ester bonds of triacylglycerols. Lipases can catalyze other various reactions and are applicable in various industrial sectors. This study aimed to isolate and characterize microorganisms wich producers of lipases from different effluent food industries of Pelotas, Brazil. The bacteria were identified as the Gram’s stain and biochemical tests (Vitek 2® system), and the fungi were viewed as the macromorphology and micromorphology. The production of extracellular lipase was evaluated by testing rhodamine B, and enzyme activity by titration. Twenti-one bacterias were isolated, they are identified as Klebsiella pneumoniae ssp. pneumoniae, Serratia marcescens, Enterobacter aerogenes, Raoultella ornithinolytica and Raoultella planticola. Filamentous fungi isolated were characterized to the genera Alternaria sp., Fusarium sp., Geotrichum sp., Gliocladium sp., Mucor sp., Paecilomyces sp. and Trichoderma sp.. The production of extracellular lipase was observed in 71.43 % of the bacteria and 57.14% of fungi. As the enzymatic activity microrganimos that were more promising were E. aerogenes (1.53 U / ml), S. marcescens (0.87 U / ml) and K. pneumoniae ssp. pneumoniae (0.45 U / ml and 0.42 U / ml). The study reveals that there are microorganisms producing lipase present in industrial effluents, which can be effective in effluent treatment systems.Efluentes ricos em óleos e gorduras são responsáveis por sérios problemas em sistemas de tratamento de efluentes, e por grandes impactos ambientais. Uma alternativa para o tratamento desse tipo de efluente consiste na utilização de processos biológicos, incluindo microrganismos produtores de enzimas lipases. Estas enzimas são amplamente distribuídas na natureza e apresentam capacidade de degradar óleos e gorduras contidos em efluentes, através da hidrólise de ligações ésteres de triacilgliceróis. As lipases podem catalisar outras diversas reações, sendo aplicáveis em diversos setores industriais. Este trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar microrganismos produtores de lipases, provenientes de diferentes efluentes de indústrias alimentícias da região de Pelotas, RS. As bactérias foram identificadas quanto à coloração de Gram e provas bioquímicas (Sistema Vitek 2®), e os fungos, visualizados quanto à macromorfologia e micromorfologia. A produção de lipase extracelular foi avaliada pelo teste rodamina B e a atividade enzimática, por titulação. Foram isoladas 21 bactérias, identificadas como Klebsiella pneumoniae ssp. pneumoniae, Serratia marcescens, Enterobacter aerogenes, Raoultella ornithinolytica e Raoultella planticola. Os fungos filamentosos isolados foram caracterizados aos gêneros Alternaria sp., Fusarium sp., Geotrichum sp., Gliocladium sp., Mucor sp., Paecilomyces sp. e Trichoderma sp.. A produção de lipase extracelular foi observada em 71,43% das bactérias e 57,14% dos fungos. Quanto a atividade enzimática os microrganismos que apresentaram-se mais promissores foram E. aerogenes (1,53 U/mL), S. marcescens (0,87 U/mL) e K. pneumoniae ssp. pneumoniae (0,45 U/mL e 0,42 U/mL). O estudo revela que há microrganismos produtores de lipases presentes em efluentes industriais, que podem ser eficientes em sistemas de tratamento de efluentes