Produção e caracterização de ramnolipídios a partir de substratos alternativos - Yoshimura, Ingrid (2022)
Biossurfactantes são substâncias sintetizadas por microrganismos e que possuem a capacidade de reduzir a tensão superficial e interfacial. Os ramnolipídios (RLs) são biossurfactantes da classe dos glicolipídios, que apresentam atividade de superfície elevada e maior rendimento de produção. Eles atuam em diferentes setores da indústria, mas não são amplamente utilizados devido ao seu alto custo de obtenção. Ramnolipídios produzidos por Pseudomonas aeruginosa são constituídos por uma mistura de espécies homólogas, onde os mono-ramnolipídios e os di-ramnolipídios são predominantes. A razão entre esses homólogos resulta em diferentes propriedades e aplicabilidades para o composto, fato que pode ser influenciado pelas fontes de carbono utilizadas. Para aprofundar os estudos nesse âmbito, é interessante levar em consideração a contribuição individual de cada homólogo nas propriedades finais do ramnolipídio. Entretanto, tais análises são dependentes do desenvolvimento de metodologias de separação desses compostos. Dessa maneira, nessa pesquisa procurou-se estudar a produção de ramnolipídios a partir de dois substratos alternativos, o óleo da semente da goiaba e o d-limoneno, subprodutos provenientes da frutorrefinaria. Os objetivos foram obter maior rendimento desse metabólito, otimizar a produção através de planejamento experimental, caracterizar o RL produzido e desenvolver metodologias de separação das principais espécies homólogas. Os experimentos foram conduzidos em laboratório a partir de fermentações em frascos utilizando P. aeruginosa LBI 2A1. A caracterização do tensoativo ocorreu através de espectrometria de massas, testes de turbidez e tensão superficial e avaliação da atividade de emulsificação. A separação dos homólogos foi realizada através de cromatografia em coluna e complexos de inclusão. As fermentações realizadas com d-limoneno demonstraram baixa viabilidade para crescimento insipiente do microrganismo e baixa produção do metabólito. O óleo de semente de goiaba mostrou-se como uma fonte de carbono mais favorável para o crescimento microbiano e produção do biossurfactante, e por isso foi utilizado para realização de um delineamento central composto rotacional. As variáveis independentes foram: concentração da fonte de carbono e de nitrogênio. O delineamento mostrou que as variáveis nas formas quadráticas influenciaram na resposta, assim como a interação entre as mesmas (p<0,05). A variável mais significativa foi concentração de N. A análise de superfície de resposta indicou que as concentrações ótimas de C e N foram de 100 e 10 g/L, respectivamente e levaram à produção de 39,97 g/L de ramnolipídios, com predominância de mono-RL. A composição de espécies homólogas variou em relação à fonte de carbono utilizada e uma espécie homóloga de RL, de m/z 555 (ainda não descrita na literatura) foi encontrada com a fonte óleo de semente de goiaba. Em relação aos testes de atividadede superfície, a concentração micelar crítica do RL diminuiu em soluções ácidas; a adição do propilenoglicol favoreceu a formação de agregados e o índice de emulsificação do RL foi favorecido por meios mais alcalinos. Por fim, na separação das espécies homólogas, os complexos de inclusão com a ciclodextrina mostram-se como uma metodologia potencial, mas ainda demonstraram a necessidade de um número maior de experimentos para sua confirmação. E, a separação em coluna cromatográfica possibilitou a eluição de mono-ramnolipídios com 99% de pureza.