Produção de biossurfactantes por fermentação em estado sólido utilizando Aureobasidium pullulans com emprego de bagaço de cana-de-açúcar como substrato: do pré-tratamento da biomassa ao design de biorreatores

• Processo: 20/06323-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Silvio Silvério da Silva
• Beneficiário: Daylin Rubio Ribeaux
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Biossurfactantes Bagaço de cana-de-açúcar Biomassa Fermentação Reatores biológicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aureobasidium pullulans | Aureobasidium pullulans | biomassa lignocelulósica | biorreator | Biosurfactante | Planejamento fatorial | Biosurfactantes

Resumo

Biossurfactantes são moléculas anfifílicas que diminuem a tensão superficial e interfacial acumulando-se em interfaces imiscíveis. Além disso, são principalmente sintetizados por bactérias, fungos filamentosos e leveduras. O interesse em biossurfactantes nos últimos anos se baseia em sua baixa toxicidade, alta biodegradabilidade, eficácia em temperaturas extremas, pH e salinidade, maior formação de espuma e possibilidade de produção a partir de subprodutos agroindustriais. Os biossurfactantes obtidos a partir de leveduras possuem diversas aplicações em potencial, devido a que os produtos com status geralmente considerado seguro (GRAS), não são tóxicos ou patogênicos, permitindo seu uso em diferentes áreas que incluem alimentos, indústrias farmacêuticas, cosméticos, degradação de gordura, detergente, recuperação secundária de gestão de petróleo, celulose e papel e derramamentos de óleo. No entanto, o alto custo das matérias-primas e o complexo processamento desses compostos são dos principais inconvenientes a serem enfrentados para a produção em larga escala. Neste sentido, a Fermentação em Estado Sólido (FES) constitui uma tecnologia particularmente adequada para esse fim sendo amplamente utilizada através do uso de fungos de diferentes gêneros. Nesse sentido, serão realizados estudos com Aureobasidium pullulans para a produção de biossurfactante e escalado em fermentação em estado sólido com bagaço de cana pré-tratado. Para isso, será realizada uma triagem de substratos hidrofílicos e hidrofóbicos para selecionar o melhor indutor. Em seguida, através do uso de ferramentas estatísticas, será avaliada a influência do tamanho do inóculo, tamanho das partículas, pH e temperatura na produção de biossurfactante em Erlenmeyers. Após a seleção das variáveis, o processo será otimizado e o perfil de crescimento da levedura será determinado na condição otimizada, levando em consideração o rendimento do biossurfactante, o pH e o rendimento de biomassa. Da mesma forma, o biossurfactante produzido será extraído e caracterizado de acordo com cromatografia em camada fina, espectroscopia no infravermelho e cromatografia líquida de alta eficiência. Posteriormente, a biomolécula será produzida em um biorreatores projetados para uma capacidade de 5 kg, onde será avaliada a influência da aeração e da umidade no processo. Com a execução do projeto, pretende-se propor uma metodologia de escalado para obtenção de biossurfactante por Aureobasidium pullulans, para sua subsequente aplicabilidade como agente antimicrobiano contra fungos fitopatogênicos. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA COSTA, ROGGER ALESSANDRO MATA; RUBIO-RIBEAUX, DAYLIN; CARNEIRO, BRUNA CURRY; FRANCO, PAULO MARCELINO; MENDES, GEISSY DE AZEVEDO; DA SILVA, ISIS LEE; DOS ANJOS, VIRGILIO DE CARVALHO; DOS SANTOS, JULIO CESAR; TISO, TILL; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. Sugarcane bagasse pretreated by different technologies used as support and carbon source in solid-state fermentation by Aureobasidium pullulans LB83 to produce bioemulsifier. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, v. N/A, p. 14-pg., 2023-02-10. (16/10636-8, 20/06323-0)

RUBIO-RIBEAUX, DAYLIN; DA COSTA, ROGGER ALESSANDRO MATA; MONTERO-RODRIGUEZ, DAYANA; MARQUES, NATHALIA SA ALENCAR DO AMARAL; PUERTA-DIAZ, MIRELYS; MENDONCA, RAFAEL DE SOUZA; FRANCO, PAULO MARCELINO; DOS SANTOS, JULIO CESAR; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. Sustainable production of bioemulsifiers, a critical overview from microorganisms to promising applications. WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, v. 39, n. 7, p. 23-pg., 2023-07-01. (16/10636-8, 20/06323-0)