Banca de DEFESA: DIEGO FERNANDES LIVIO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : DIEGO FERNANDES LIVIO
DATA : 30/12/2022
HORA: 14:00
LOCAL: https://meet.google.com/rdf-fbvv-eog
TÍTULO:

OTIMIZAÇÃO DO BIOPROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTES E AVALIAÇÃO DE SUA APLICABILIDADE NA INDÚSTRIA DE COSMÉTICOS

PALAVRAS-CHAVES:

Otimização; Bioprocesso; Biossurfactantes; Lipopeptídeos; ituirina A; Bacillus sp.; Cosméticos.

PÁGINAS: 171
RESUMO:

A iturina A, um biossurfactante lipopeptídico, possui propriedades físico-químicas eficientes para cosméticos naturais por ser ecologicamente correta, ter alta compatibilidade com a pele, ter baixa concentração micelar crítica (CMC), alta formação de espuma e atividade emulsificante. Entretanto, de modo geral, a produção em larga escala de biossurfactantes continua limitada devido seu baixo rendimento, elevado custo do meio de cultivo e purificação. O objetivo deste trabalho foi validar a otimização da produção do biossurfactante lipopeptídico e caracterizá-lo para fins comerciais com foco no desenvolvimento de novos produtos cosméticos. O meio de cultivo previamente otimizado pelo grupo de pesquisa apresentou como teor de nitrogênio 0,019 µg.µL^-1, oriundo do teor proteico presente no extrato de farinha de soja. A curva de crescimento do Bacillus subtilis (ATCC 19659) foi relacionada com a produção do lipopeptídeo devido a diminuição da tensão superficial até o final da fase exponencial (55 horas de cultivo), acima de 1x10¹⁰ UFC.mL^-1. Foram validados os constituintes do meio de cultivo e suas concentrações pelo delineamento do composto central rotacional (DCCR) em relação à tensão superficial (TS) relacionada ao lipopeptídeo gerado, sendo, em g.L^-1, 20 de açúcar, 1 de L-arginina e 50 de farinha de soja (extrato). O lipopeptídeo foi purificado utilizando um modelo de utilidade por fracionamento de espuma (em processo de patente). Fontes alternativas de nitrogênio derivadas da soja como farelo, farinha e proteína foram avaliadas em relação ao rendimento do lipopeptídeo produzido, em massa seca, sendo, respectivamente, em g.L^-1, 0,28; 1,43 e 0,34. O lipopeptídeo foi caracterizado molecularmente como sendo a iturina A. A iturina A foi considerada pouco solúvel em água deionizada; insolúvel em etanol, óleo de canola, óleo de milho e propilenoglicol; muito pouco solúvel em glicerol e óleo mineral. No teste de colapso da gota, a iturina A (1 mg.mL^-1) apresentou atividade tensoativa, em média, 22% a mais de dilatação em relação ao controle (água deionizada). A concentração micelar crítica (CMC) da iturina A foi de 0,176 mg.mL^-1, capaz de reduzir a TS da água deionizada  de 73,1 ± 0,1 mN.m^-1 (controle) para 34,5 ± 0,05 mN.m^-1, a 25 ºC e a 1 mg.mL^-1 para 33 ± 0,3 mN.m^-1. A iturina A apresentou pI em pH 3. A iturina A apresentou o terceiro melhor desempenho tensoativo (35,6 ± 0,94 mN.m^-1) em relação às TS de alguns tensoativos comerciais e permaneceu relativamente estável em uma ampla faixa de pH (2 a 11); temperatura (-20 ºC a 100 ºC); concentração salina (2,5 a 20 %); após autoclavagem e secagem em estufa (50 ºC). Em comparação com alguns emulsificantes comerciais, a iturina A apresentou o melhor índice de emulsificação (IE₂₄) em óleo de cadeia longa (85%) e foi a mais estável em emulsões com diferentes óleos cosméticos, ao longo das 72h avaliadas. A iturina A apresentou a melhor estabilidade de espuma em comparação com agentes tensoativos comerciais; foi atóxica ambientalmente em todas as concentrações avaliadas; apresentou um EHL de 6, sendo capaz de estabilizar formulações cosméticas. No aumento de escala da produção, o rendimento de iturina A proveniente do cultivo em Erlenmeys de 2 L passou de 3,8 ± 0,3 g.L^-1 semi-purificada (centrifugação e precipitação ácida), tendo uma TS de 37 ± 0,2  mN.m^-1, para 16 ± 0,5 g.L^-1 em biorreator contendo 3 L úteis de meio de cutivo, tendo uma TS de 37 ± 0,2  mN.m^-1. Após a purificação por fracionamento de espuma e liofilização, o rendimento de iturina A purificada foi de 8 ± 0,4 g.L^-1 tendo uma TS de 31,8 ± 0,1  mN.m^-1. Assim, concluímos a efetividade da otimização do bioprocesso de produção da iturina A, com grande potencial de sua aplicação na indústria de cosméticos.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1675931 - PAULO AFONSO GRANJEIRO
Externa ao Programa - 1080217 - FARAH MARIA DRUMOND CHEQUER BALDONI
Externo à Instituição - MARCEL OTAVIO CERRI - UNESP
Externo à Instituição - ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO - UFRN
Externo à Instituição - ADRIANO GUIMARAES PARREIRA - UEMG