Biossíntese de nanopartículas de sílica a partir de cinza da casca de arroz usando o fungo fusarium oxysporum

Abstract

Neste trabalho, avaliou-se uma nova rota biológica a temperatura e pressão ambiente para biotransformação da sílica contida na cinza da casca de arroz (CCA) usando o fungo Fusarium oxysporum. Ensaios foram realizados para caracterização do bioprocesso através do seguimento de parâmetros como produção de biomassa, consumo de substrato, pH, produção de ácidos orgânicos e concentração de CCA. A sílica solúvel foi analisada em diversos meios de cultura: malte-glicose (MG), malte-levedo-glicose (MYG), batata-glicose (PG) e arroz-glicose (RG). As proteínas extracelulares produzidas pelo fungo foram analisadas por SD-PAGE e métodos colorimétricos. A CCA e as nanopartículas foram analisadas por DRX, IV, potencial zeta, BET, MEV e MET antes e depois do bioprocesso. Os resultados mostraram que algumas proteínas com tamanhos entre 24, 55 e 70 kDa, e o metabolismo do fungo são provavelmente responsáveis pela dissolução e transformação da sílica a partir da CCA. Os meios de cultura MG e PG apresentaram melhores resultados com relação à transformação cristalina da sílica e com a dissolução da mesma. Foi verificado que há uma transformação da CCA em nanopartículas de sílica quase esféricas de tamanhos entre 6 a 10 nm, área de superfície de 177 m2/g e com estrutura cristalina <br>

Abstract: In this study a biological route at room temperature for the biotransformation of rice husk ash (RHA) in silica nanoparticles using the fungus Fusarium oxysporum was evaluated. Tests were carried out by monitoring the fungal biomass production, substrate consumption, pH, organic acids production. Solubilized silica was analyzed in different culture media: malte-glucose (MG), malte-yeast-glucose (MYG), potato-glucose (PG) and rice-glucose (RG). Extracellular proteins were analyzed by SD-Page and colorimetric methods. RHA and silica nanoparticles were analyzed by XRD, FTIR, zeta potential, BET, SEM and TEM, before and after bioprocessing. The results showed that the production of organic acids was not totally related to the solubility of silica and some proteins that are (24, 55 and 70 kDa) and the metabolism of the fungus with the exposure of RHA that contribute to this. MG and PG media were selected for F. oxysporum growth and production of silica nanoparticles. Zeta potential, XRD and SEM results showed a transformation of silica nanoparticles in RHA. The results indicated that through a biological process at room temperature a biotransformation of rice husk ash is reached by bioleaching and enzymatic action allowing the synthesis of silica quasi-spherical nanoparticles with size between 6 and 40 nm, surface area of 177 m2/g, and crystalline structure.