Desenvolvimento de processo de caracterização de ramnolipídios: explorando os efeitos do balanço hidrofílico e hidrofóbico sobre a sua composição para aplicação na indústria cosmética

• Processo: 16/10944-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2016
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Juliana Santos Nakayama
• Beneficiário: Patricia Businaro Aielo
• Vinculado ao auxílio: 15/13883-3 - Desenvolvimento de processo de caracterização de ramnolipídios: explorando os efeitos do balanço hidrofílico e hidrofóbico sobre a sua composição para aplicação na indústria cosmética, AP.PIPE
• Assunto(s): Biossurfactantes Ramnolipídios Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biossurfactantes | Ramnolipídios | Biotecnologia

Resumo

Ramnolipídios (RLs) são biossurfactantes produzidos por algumas bactérias, principalmente Pseudomonas aeruginosa. Sua estrutura glicolipídica consiste de uma ou duas moléculas de ramnose em combinação com ácidos hidroxialifáticos (3-hidroxiácidos ou 3-HAs). A presença de grupos hidrofílicos e hidrofóbicos na mesma molécula faz com que esses compostos apresentem propriedades emulsificantes e tenso-ativas interessantes, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações. Estas associadas a uma maior aceitação ecológica, menor toxicidade e maior biodegradabilidade, tornam os RLs muito atrativos para a indústria química, alimentícia, farmacêutica e, principalmente, a cosmética. A indústria cosmética usa grandes quantidades de surfactantes para uma variedade de produtos, incluindo anti-ácidos, corantes capilares, desodorantes, esmalte, batom, sombra, rímel, produtos de limpeza de próteses, preservativos lubrificados, produtos para bebê e produtos depilatórios. Apesar das vantagens apresentadas, o custo elevado de produção associado à baixa produtividade e ao uso de matérias-primas caras tem dificultado o estabelecimento desses compostos no mercado. Para facilitar o desenvolvimento industrial da produção de RLs, o uso de fontes alternativas de nutrientes, como resíduos agro-industriais e urbanos, tem se mostrado uma estratégia importante. Faltam, no entanto, trabalhos que estabeleçam de forma eficiente um processo de produção controlada de RLs de composição variável, principalmente no que diz respeito à avaliação do balanço entre as porções hidrofílicas e hidrofóbicas da molécula, uma vez que as propriedades desses biossurfactantes estão diretamente relacionadas a esse balanço. Nesse contexto, o objetivo deste projeto é estabelecer um ou mais processos de produção de ramnolipídios para gerar diferentes composições de biossurfactantes, almejando aplicação cosmética. Para isso, busca-se padronizar as condições de cultivo e compreender melhor o funcionamento do metabolismo do micro-organismo alvo, visando alcançar maiores rendimentos e produtividade. Propõe-se, portanto, avaliar a produção de RLs por linhagem isolada de Pseudomonas a partir de fontes óleos vegetais, com foco na incorporação de quantidades maiores de 3-HAs contendo insaturações a fim de permitir modificações químicas após a biossíntese, além de caracterizar as moléculas obtidas e suas propriedades. Este projeto será desenvolvido em parceria com o Laboratório de Bioprodutos, localizado no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP), o qual conta com uma equipe de pesquisadores experientes na área de metabolismo microbiano e produção de bioprodutos, além de apresentarem resultados promissores de produção de RLs por isolados de Pseudomonas spp. a partir de uma gama de substratos. Tomando como base esses resultados, ensaios serão conduzidos em biorreatores com a finalidade de gerar informações acerca do metabolismo da linhagem alvo a partir da quantificação de substratos, produtos e subprodutos do metabolismo. Essas informações, associadas à análise de fluxos metabólicos serão essenciais para controlar a composição dos RLs, além de permitir sua síntese sob medida, ao relacionar os caminhos metabólicos com as matérias primas fornecidas e indicar aqueles que conduziriam a uma maior eficiência na produção desses compostos. Paralelamente, serão realizados testes de possíveis aplicações na área cosmética do produto obtido.