Determinação de parâmetros fermentativos utilizando diferentes impelidores na produção de goma xantana pela bactéria Xanthomonas campestris para aplicações cosméticas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Furtado, Ingrid Fernanda Silvano Pacheco Corrêa
• Orientador(a): Sydney, Alessandra Cristine Novak
• Banca de defesa: Sydney, Alessandra Cristine Novak , Guérios, Maura Harumi Sugai , Rodrigues, Sabrina Ávila
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biopolímeros; Cosméticos; Reatores químicos; Fermentação; Gomas e resinas; Biopolymers; Cosmetics; Chemical reactors; Fermentation; Gums and resins
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30614

A goma xantana é um exopolissacarídeo de origem microbiana obtida pela bactéria Xanthomonas campestris por meio de um processo fermentativo. Essa goma possui diversas aplicabilidades na área alimentícia, petrolífera e cosmética, sendo utilizada como espessante, estabilizante e/ou emulsificante, tendo destaque frente a matérias- primas com funções similares por ser de origem biotecnológica, não requerer elevadas quantidades para ter atividade, além da sua produção ser independente de condições sazonais. Embora o processo de produção da goma xantana já tenha sido muito discutido na literatura, parâmetros como o coeficiente volumétrico de transferência de massa (kLa) e tempo de mistura (tm) ainda não foram abordados para produção deste biopolímero pela Xanthomonas campestris. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros kLa e tm utilizando diferentes conjunto de impelidores (Rushton-Rushton, Rushton- Inclinada e Rushton- Elefante) em reator STR, frente a dispersões coloidais de goma xantana com concentrações variando entre 0,10% à 0,85% (m.v-1), a fim de simular o processo fermentativo e assim determinar qual dos conjuntos funcionaria melhor sob condições de elevadas viscosidade. Para isso determinou-se o kLa pelo método dinâmico e o tempo de mistura por meio da resposta da sonda de pH. Ambos os testes foram conduzidos para velocidades de agitação de 200 e 600 rpm. Obteve-se melhores resultados para as impelidores do tipo Rushton-Elefante, com relevantes perfis de transferência de massa e mistura em concentrações elevadas. Este modelo foi então utilizado para fermentação a qual foi conduzida a temperatura de 28°C, com agitação de 300 rpm e aeração em 1 vvm nas primeiras 24 horas; nas 48 horas restantes utilizou-se 750 rpm e 1,2 vvm. Após a fermentação obteve-se produtividade de 0,26 g.L-1.h-1, valor duas vezes superior ao reportado na literatura sob condições de suplementação e parâmetros fermentativos similares, o que sugere que os parâmetros utilizados possam favorecer esse processo. Um perfil observado para goma xantana durante o processo foi ação tamponante em meio ácido e embora esse resultado ainda não tenha sido reportado na literatura, se validado pode apresentar um novo caminho para pesquisas nas linhas cosméticas, especialmente por este ativo apresentar-se como um substituto interessante para formulações contendo acrilato. Recomenda-se, portanto, que trabalhos futuros sejam conduzidos para validar essa hipótese.