Production of carotenoids by yeast Rhodotorula glutinis CCT-2186 and their extraction using alternative solvents

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Mussagy, Cassamo Ussemane [UNESP]
• Orientador(a): Pereira, Jorge Fernando Brandão, Coutinho, João Araújo Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Rhodotorula glutinis; carotenoides; lipídios; líquidos iônicos; bio-solventes; produção; extração
• Palavras-chave em Inglês: carotenoids; lipids; ionic liquids; biosolvents; production; extraction; Rhodotorula glutinis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/202521

A crescente busca por produtos naturais e os desafios de sua produção industrial, tem motivado pesquisadores a investigar estratégias para o incremento da produção a partir de fontes microbianas e o desenvolvimento de procedimentos sustentáveis e eficientes para a sua extração. Os carotenoides naturais como o β-caroteno, toruleno e torularodina além de serem poderosos antioxidantes naturais, são corantes que vem merecendo destaque devido às suas propriedades biológicas com aplicações relevantes nas indústrias alimentar, cosmética e farmacêutica. No presente trabalho estudou-se um processo integrado que engloba o cultivo da levedura Rhodotorula glutinis CCT- 2186 (R. glutinis) para o incremento da produção de carotenoides e a extração destes produtos empregando líquidos iónicos (LIs) e bio-solventes como solventes alternativos. Inicialmente, diferentes planejamentos fatoriais foram aplicados para incrementar a produção de carotenoides e para a melhor condição foi realizado um aumento de escala em biorreator de 5 L. Posteriormente, estudos usando soluções aquosas de LIs em processos de extração sólido-líquido foram realizados, seguidos pelo processo de purificação empregando um sistema de partição trifásico composto por soluções aquosas de LIs e sais inorgânicos. Para reunir informações adicionais sobre os mecanismos de separação das fases, sistemas aquosos bifásicos (SAB) compostos por LIs e sais inorgânicos foram determinados e caracterizados. O potencial dos bio-solventes para a recuperação de carotenoides de células de R. glutinis foram também avaliados, a fim de se obter um processo de extração/purificação sustentável, mais eficiente e ecologicamente correto. Este último estudo permitiu a compreensão e otimização de uma abordagem downstream sustentável para a extração usando misturas ternárias (acetato de etilo/etanol/água) com posterior isolamento e polimento de carotenoides, e reciclagem dos solventes da mistura. A sustentabilidade geral da tecnologia proposta neste trabalho foi avaliada pelo impacto ambiental do processo alternativo em termos de avaliação do ciclo de vida (pegada de carbono). Esta tese revela que o uso combinado de fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico é recomendado para a suplementação do meio de cultura para o cultivo de R. glutinis e que o uso de LIs e bio-solventes como agentes para o rompimento da parede celular pode ser um procedimento simples, eficiente, sustentável e viável para a recuperação de carotenoides intracelulares da biomassa microbiana.