Identificação e contagem de bactérias do solo através da técnica de espectroscopia óptica de absorção, por Thiago Alonso Merici, Victor Barbosa Saraiva e Alexandre Peixoto do Carmo

 

IDENTIFICAÇÃO E CONTAGEM DE BACTÉRIAS DO SOLO ATRAVÉS DA TÉCNICA DE ESPECTROSCOPIA ÓPTICA DE ABSORÇÃO

 

 

Nas últimas décadas a preocupação com a preservação do meio ambiente aumentou consideravelmente e, juntamente com esta sensibilização da população e da comunidade científica, aumentou também o interesse pela utilização de novas técnicas de conservação, como por exemplo, o emprego de micro-organismos na agricultura e na biorremediação (processo de tratamento de ambientes contaminados através da utilização de micro-organismos que degradam ou transformam substâncias contaminantes, de forma que estas deixem de oferecer riscos ao meio ambiente e aos seres que o habitam) de áreas degradadas.

Na agricultura, as bactérias utilizadas apresentam importantes funções que conferem proteção às plantas, auxiliando na eliminação de pragas e na descontaminação do solo por pesticidas ou agrotóxicos, apresentando ainda outras importantes propriedades, como, por exemplo, conferir maior resistência às plantas, alterando suas propriedades fisiológicas e produzindo hormônios vegetais e outros compostos. Uma grande mudança na agricultura, no âmbito da economia, aconteceu devido ao emprego de bactérias fixadoras que utilizam o nitrogênio presente na atmosfera, contribuindo para o crescimento e qualidade de várias espécies de vegetais.

Já a biorremediação, visa o tratamento de áreas contaminadas utilizando propriedades naturais de micro-organismos que podem degradar substâncias toxicamente perigosas, transformando-as em substâncias não tóxicas ou menos agressivas ao ambiente. No caso de regiões contaminadas por resíduos do petróleo, a tecnologia de biorremediação é um método de restauração. Neste caso, utiliza-se bactérias com a capacidade de biodegradar ou biotransformar substâncias como hidrocarbonetos do petróleo. A biodegradação ou biotransformação destes compostos é feita por grupos de micro-organismos vivos, cada qual exercendo sua função de maneira ordenada e sequencial, garantindo êxito no processo, que é um dos principais métodos de recuperação de ecossistemas contaminados. Os micro-organismos são mais eficientes na biodegradação devido à abundância e diversidade de espécies, assim como a grande capacidade de adaptação às condições adversas dos ecossistemas. As populações de micro-organismos que degradam hidrocarbonetos do petróleo constituem menos de 1% da comunidade total de micróbios presentes no ambiente. Porém, em regiões contaminadas por hidrocarbonetos, esta quantidade aumenta para 10% da comunidade total.

Considerando a importância de várias funções exercidas por bactérias no meio ambiente, algumas bactérias do solo, em especial as espécies do gênero Pseudomonas, são de extrema importância para a biorremediação e para a agricultura, por sua grande versatilidade nutricional e por sua capacidade de proliferar em uma enorme gama de ecossistemas. Algumas espécies, como por exemplo, Pseudomonas fluorecens e Pseudomonas putida, destacam-se por não serem patogênicas e por produzirem efeitos benéficos em plantas, auxiliando no crescimento das mesmas, além de agirem efetivamente na degradação do tolueno (hidrocarboneto oriundo do petróleo altamente contaminante e danoso ao ambiente).

Para trabalhar com micro-organismos, além de estudá-los minuciosamente para saber conhecer suas propriedades e seus possíveis benefícios, torna-se necessário, em um primeiro momento, identificá-los e quantificá-los em uma amostra, e este procedimento nem sempre é conseguido por processos simples. Nos últimos anos, técnicas moleculares como “Reação em Cadeia da Polimerase (PCR)” e “Sequenciamento de DNA”, vêm sendo bastante usadas em processos de identificação e caracterização de micro-organismos. Essas técnicas permitem identificar espécies de bactérias e até mesmo diferenciar linhagens dentro de uma mesma espécie. Contudo, o alto custo de tais procedimentos (técnicas) e o tempo demandado para análise, são fatores que dificultam a acessibilidade e o emprego das mesmas em muitos casos. Desta forma, torna-se evidente a necessidade de se desenvolver novas técnicas para serem utilizadas na identificação de micro-organismos, de forma mais rápida e barata que as técnicas convencionais, e que ao mesmo tempo mantenham um nível de eficácia satisfatório.

MÉTODO OU TÉCNICA DE ESPECTROSCOPIA NO VISÍVEL (VIS)

Espectroscopia é o estudo da interação da radiação eletromagnética com a matéria e a espectroscopia óptica estuda, especificamente, a interação da luz com a matéria. A maioria dos estudos espectroscópicos analisa os níveis de energia de átomos e moléculas, pois estes possuem a capacidade de absorver, transmitir e emitir quantidades de energias específicas quando interagem com a radiação eletromagnética, o que permite atribuir a cada material um espectro único e exclusivo, fornecendo uma identidade a cada composto estudado. A figura abaixo mostra o esquema de um espectrômetro de absorção em que um feixe de luz branca sofre dispersão através de um prisma e, em seguida, define-se um comprimento de onda específico para incidir na amostra.

 

Após a incidência do feixe sobre a amostra, analisa-se a luz recebida no detector. Se houver o processo de transição eletrônica nas moléculas da amostra, parte da energia da onda incidente será absorvida e assim, é possível saber detalhes dos compostos analisados, estabelecendo padrões de absorbância (quantidade de energia luminosa ou radiação absorvida pela amostra) específicos para cada amostra analisada.

Um estudo realizado pela equipe do Laboratório de Ecotoxicologia e Microbiologia Ambiental (LEMAM) do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF)/Campus Cabo Frio, coletou micro-organismos na restinga de Massambaba, localizada no município de Arraial do Cabo-RJ, onde algumas colônias de bactérias isoladas chamaram a atenção por apresentarem colorações bastante definidas (Figura 3). Este fato alerta para a possibilidade de análise e identificação dessas bactérias por espectroscopia óptica de absorção na região do visível.

 

Um dos objetivos do trabalho em questão foi aplicar a “técnica de espectroscopia óptica de absorção” para a identificação e caracterização de micro-organismos que podem atuar na biorremediação de áreas contaminadas ou poluídas, seja pela ação do homem ou mesmo por alterações naturais, ambas prejudiciais ao meio ambiente, presentes nas regiões costeiras onde predominam as vegetações de restinga, pântanos, manguezais, brejos e áreas ribeirinhas, também chamadas de vegetação com influência marinha.

O procedimento de análise foi realizado no Laboratório de Ecotoxicologia e Microbiologia Ambiental (LEMAM) do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF)/Campus Cabo Frio, com a finalidade de analisar bactérias encontradas na restinga de Massambaba, na região de Arraial do Cabo, Estado do Rio de Janeiro. O procedimento aconteceu da seguinte maneira:

As bactérias analisadas foram denominadas, neste experimento, de espécies 1 e 2. As análises realizadas nas amostras de bactérias da mesma espécie, em soluções com concentrações distintas, apresentaram resultados que permitiram diferenciar qualitativamente e quantitativamente as concentrações de cada espécime.

A identificação e caracterização de bactérias por espectroscopia já ocupa uma posição de destaque na literatura especializada e se mostra muito eficiente para aplicação na região do infravermelho. Na região do visível, os gráficos de varredura se mostraram diferentes para espécies distintas e esta técnica se mostrou bastante eficaz na finalidade de quantificação das bactérias, produzindo resultados que mostram a relação linear entre a absorbância (quantidade de energia luminosa ou radiação absorvida pela amostra) da amostra e a concentração de bactérias contida na mesma.

Thiago Alonso Merici

Mestre em Engenharia Ambiental

Laboratório de Ecotoxicologia e Microbiologia Ambiental (LEMAM)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF)

Victor Barbosa Saraiva

Doutor em Ciências Biológicas (Biofísica) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Atualmente é Diretor Geral do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense campus Cabo Frio.

Alexandre Peixoto do Carmo

Doutor em Física pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Atualmente é coordenador da Licenciatura em Física do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense campus Cabo Frio.

in EcoDebate, 19/01/2017

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