Biodegradação do pesticida piretroide esfenvalerato por bactérias

A.4.3 - Química Ambiental.
Biodegradação do pesticida piretroide esfenvalerato por bactérias de ambiente marinho
Willian G. Birolli1, Eloá B. Meira2, Marcia Nitschke3, André L. M. Porto3*
1. Doutorando do Instituto de Química de São Carlos – Universidade de São Paulo, [email protected]
2. Aluna de IC do Instituto de Química de São Carlos – Universidade de São Paulo
3. Professor do Instituto de Química de São Carlos – Universidade de São Paulo
Palavras Chave: Biotransformação, inseticida, Kocuria marina.
Introdução
O esfenvalerato é um inseticida da classe dos piretróides
amplamente utilizado. Atualmente sua biodegradação vem
sendo amplamente estudada visando a busca de novos
biocatalisadores de diversos ambientes (Birolli et al.,
2014; Hu et al., 2014; Wang et al., 2011). Sendo assim,
bactérias marinhas podem apresentar enzimas únicas e
com diversas vantagens para o processo biodegradativo
(Dash et al., 2013). Este trabalho visou o estudo da
biodegradação do esfenvalerato por bactérias isolada de
esponjas marinhas.
residual de 67,3 mg L-1 de esfenvalerato. Foi observado
que o FBAld foi completamente consumido por todas as
linhagens, logo conclui-se que ele é rapidamente
biotransformado. O FBAc e o CLAc foram os principais
metabólitos de biodegradação, fato importante uma vez
que estes compostos também são tóxicos e podem
representar perigo à saúde e ao meio ambiente. Com os
metabólitos identificados foi possível a elaboração de
uma rota de biodegradação (Figura 1).
Tabela 1. Concentração do Esf. e de seus metabolitos.
Linhagem
Resultados e Discussão
O pesticida esfenvalerato (Esf, 98%, Sigma-Aldrich) e
seus principais metabólitos de biodegradação [3fenoxibenzaldeído (FBAld, 98%, Sigma-Aldrich), ácido 3fenoxibenzoico (FBAc, 98%, Sigma-Aldrich) e ácido 2-(4clorofenil)-3-metilbutanoico (ACl, 96%, Sigma-Aldrich)
foram quantificados utilizando um método validado. A
formulação comercial do pesticida esfenvalerato
denominada Sumidan 150SC foi doada pela empresa
IHARABRAS S.A., com a seguinte composição:
esfenvalerato (150 g L-1); xileno (160 g.L-1) e outros
ingredientes não especificados (720 g.L-1).
Alíquotas de 1 ml (108 UFC mL-1) de suspensão das
bactérias Kocuria sp. CBMAI 135, Kocuria sp. CBMAI
136, Kocuria marina CBMAI 141, Kocuria sp. CBMAI 145
foram inoculados em frascos Erlenmeyers de 125 mL
contendo 50 mL de caldo nutriente (Himedia). Cada
linhagem foi cultivada durante 24 h para um crescimento
adequado das células em agitador orbital a temperatura
de 30 °C e 150 rpm e, posteriormente, foram adicionados
100 mg L-1 de esfenvalerato (formulação comercial
SUMIDAN 150SC) para a biodegradação que ocorreu
durante 5 dias. Os metabólitos gerados foram
identificados por CG-EM e por LC-Tof e comparados com
padrões analíticos.
Figura 1. Proposta de rota de biodegradação do
esfenvalerato por bactérias de ambiente marinho.
Foi possível observar pela diminuição da concentração
residual do esfenvalerato (105,5-67,3 mg L-1) e formação
dos metabolitos (PBAc 0,9-2,4 mg L-1 e CLAc 1,5-1,6 mg
L-1) que todas as linhagens aceleraram a degradação do
esfenvalerato quando comparado com o controle abiótico
(Tabela 1). A bactéria Kocuria marina CBMAI 145
apresentou o melhor resultado de biodegradação com um
c. Esf.
(mg mL-1)
98,9±2,2
c. PBAc
(mg mL-1)
NQa
c. PBAld
(mg mL-1)
1,1±1,1
c. CLAc
(mg mL-1)
NDd
Abiotic control
Method
103±3 (%)
80±8 (%)
80±6 (%)
80±6 (%)
Recovery
Kocuria sp.
80,9±3,0
0,9±0,1
NDb
NDd
CBMAI 135
Kocuria sp.
101,6±2,5
2,4±0,4
NDb
1,6±0,1
CBMAI 136
Kocuria marina
67,3±11,8
1,8±0,3
NDb
1,5±0,2
CBMAI 141
Kocuria sp.
105,5±0,4
1,3±0,1
NDb
NDd
CBMAI 145
ND = Não detectado; c = concentração determinada por HPLC
Conclusões
Bactérias marinhas do gênero Kocuria são capazes de
biodegradar o esfenvalerato com diferentes eficiências,
com destaque para a linhagem Kocuria marina CBMAI
141 que pode ser empregada em futuros estudos de
biorremediação. Foi possível elaborar uma rota de
biodegradação do esfenvalerato frente os metabolitos
identificados
Agradecimentos
Willian G. Birolli agradece ao CNPq e Eloá B. Meira à
Superintendência de Gestão Ambiental (SGA) da
Universidade de São Paulo (USP) pela concessão de
bolsas. André L. M. Porto e Marcia Nitschke agradecem
ao Núcleo de Pesquisas em Ciência e Tecnologia de
Biorrecursos (CiTecBio).
____________________
Birolli, W.G., Alvarenga, N., Vacondio, B., Seleghim, M.H.R., Porto, A.L.M.
2014. Growth Assessment of Marine-Derived Fungi in the Presence
of Esfenvalerate and its Main Metabolites. Journal of Microbial &
Biochemical Technology, 6(5), 260-267.
Dash, H.R., Mangwani, N., Chakraborty, J., Kumari, S., Das, S. 2013. Marine
bacteria: potential candidates for enhanced bioremediation. Applied
Microbiology and Biotechnology, 97(2), 561-571.
Hu, G.P., Zhao, Y., Song, F.Q., Liu, B., Vasseur, L., Douglas, C., You, M.S.
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Wang, B.-z., Ma, Y., Zhou, W.-y., Zheng, J.-w., Zhu, J.-c., He, J., Li, S.-p. 2011.
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67ª Reunião Anual da SBPC