Animal-Free Milk Proteins BioTechFactory - Desenvolvimento de processo de fermentação de precisão e scale-up para produção industrial de ingredientes lácteos

• Processo: 24/00541-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Manoela Martins
• Beneficiário: Manoela Martins
• Empresa: FUTURE COW TECHNOLOGIES LTDA
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: Votorantim
• Pesquisadores principais: Deborah Kimie Yonamine
• Auxílio(s) vinculado(s): 25/08424-1 - VivaTech, AR.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/05332-9 - Estudo de expressão heteróloga e escalonamento das proteínas do leite (b-lactoglobulina, a-caseína, b-caseína e k-caseína) por fermentação de precisão, BP.TT; 25/01898-8 - Animal-Free Milk Proteins BioTechFactory: desenvolvimento de processo de fermentação de precisão e scale-up para produção industrial de ingredientes lácteos, BP.PIPE
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Beta e kappa-caseínas | Beta-lactoglobulina e alta-lactalbumina | De 14 De Dezembro De 2023 | Definição de Parâmetros de Produção para Scale-Up Pré-Industrial | Fermentação de Precisão | Levedura Pichia Pastoris (Komagataella phafii) | RDC Nº 839 | Fermentação de Precisão

Resumo

O estabelecimento de biofábricas de ingredientes proteicos, como toda tecnologia baseada em microrganismos vivos, envolve desafios nas mais diversas áreas, entre elas, pesquisa e desenvolvimento biotecnológico e bioprocessos; escalabilidade (scale-up) e reprodutibilidade do processo; custo e competitividade do produto; aceitabilidade do mercado; aspectos éticos e regulatórios; sustentabilidade e impacto ambiental; logística e distribuição; concorrência e inovação; parcerias estratégicas. Paralelamente, além dos desafios citados, a fermentação de precisão envolve competências técnico-científicas distintas e altamente especializadas para suplantar as necessidades intrínsecas da adoção tecnológica em escala, tais como controle do processo e definição dos parâmetros de produção; modificação e estabilidade genética; integração e modelagem dos dados; monitoramento e controle em tempo real; sustentabilidade e eficiência produtiva e; custo econômico. Trata-se, portanto, de desafios/oportunidades que têm o potencial de alavancar a ciência brasileira aos níveis de tecnologias disruptivas em nível mundial.Ao encontro desses desafios, a demanda de alimentos no mundo está aumentando e impõe a aplicação de novas formas de atender os avanços da sociedade. Projeções populacionais apontam para um crescimento contínuo e acelerado nas próximas décadas, impulsionando as indústrias, entre elas, láctea e de ingredientes lácteos, na geração de alternativas bio e tecnológicas para suprir essa demanda de mercado. As proteínas do leite desempenham um papel crucial na indústria de ingredientes lácteos e a crescente demanda por alimentos está alavancando a necessidade de maior eficiência produtiva. Relatórios internacionais revelam que o consumo per capita global de leite de vaca deve aumentar em média 19% até 2050, resultando em um aumento de 51% na demanda global por produtos/insumos/ingredientes lácteos. É nesse contexto que a startup brasileira Future Cow Technologies está liderando uma abordagem revolucionária e sustentável para produzir proteínas do leite de interesse da indústria de ingredientes lácteos. A Future Cow Technologies utiliza a fermentação de precisão, processo consolidado e expertise própria da empresa. A empresa já está produzindo proteínas do leite (caseínas) em escala laboratorial, usando tanque de fermentação de até 15 litros, e planeja expandir a produção para atender à demanda da indústria, através de um processo padronizado, reprodutível, escalável e modular. Além do processo biotecnológico, pretende-se ainda promover a substituição da fonte de carbono utilizada em laboratório (glicose/açúcar) por resíduos da agroindústria, fator que visa promover uma redução drástica dos custos de produção, estimados em mais de 200%, em comparação com produtos/processos concorrentes. Com preços e escala produtiva altamente competitivos, a Future Cow Technologies oferece um produto molecularmente idêntico às proteínas encontradas no leite de vaca, inclusive a característica altamente desejável do sabor, entretanto sem a indesejável presença de lactose, hormônios, pesticidas e antibióticos, tornando-o uma opção mais saudável, sustentável e escalável, além de atender a demanda através de módulos de produção. Como resultado do presente projeto, na Fase 2, serão desenvolvidos os parâmetros pré-industriais para escalonamento da produção das caseínas (beta-caseína, kappa-caseína) e duas proteínas do soro do leite (beta-lactoglobulina e alfa-lactalbumina). Ao final do trabalho, a partir das proteínas produzidas por fermentação de precisão, serão disponibilizados os insumos produzidos para avaliação e validação em campo com parceiros atuantes no mercado de ingredientes lácteos, assim como uma prova de conceito com a restituição do leite. (AU)