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Processo biotecnológico visando o desenvolvimento de colorantes naturais microbianos para aplicação industrial: fase II

Processo: 21/06686-8
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Apoio a Jovens Pesquisadores - Fase 2
Vigência: 01 de setembro de 2022 - 31 de agosto de 2027
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Valéria de Carvalho Santos Ebinuma
Beneficiário:Valéria de Carvalho Santos Ebinuma
Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCFAR). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Adriana Aparecida Lopes ; Adriano Alves Passos ; Cassamo Ussemane Mussagy ; CLARISSA PICCININ FRIZZO ; Danielle Biscaro Pedrolli ; Denise Grotto ; Fernando Masarin ; Filipa Alexandra André Vicente ; Jorge Pereira ; Maria Gonzalez Miquel ; Mario Antonio Torres Acosta ; Rosa Marisa Cuellar Franca
Vinculado ao auxílio:14/01580-3 - Processo biotecnológico visando o desenvolvimento de novos colorantes naturais microbianos para aplicação industrial, AP.JP
Auxílios(s) vinculado(s):23/01368-3 - Estabilização e encapsulamento de colorantes naturais e aplicação no desenvolvimento de embalagens e cosméticos, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):22/14207-5 - Eco/genotoxicologia de colorantes microbianos e de solventes alternativos: uma ferramenta para viabilizar suas aplicações em processos industriais sustentáveis, BP.PD
23/09922-0 - Avaliação da extração e estabilidade de carotenoides oriundos da biomassa de Rhodotorula glutinis na presença de solventes eutéticos profundos, BP.IC
23/13069-0 - Estabilidade e aplicação de colorantes microbianos em cosméticos e alimentos, BP.IC
+ mais bolsas vinculadas 23/00569-5 - PRODUÇÃO DO COLORANTE NATURAL AZUL (INDIGOIDINA) POR CULTIVO SUBMERSO DE Streptomyces lavendulae, BP.MS
23/10165-9 - Extração do pigmento azul Indigoidina da biomassa de Streptomyces lavendulae, BP.IC
22/12639-5 - Hidrolisados agroindustriais como fonte de carbono para a produção de colorantes azafilonas, BP.IC
22/02015-4 - Aavaliação da segurança do corante natural microbiano azafilona: estudo in vivo, BP.MS
22/10809-0 - Produção de carotenóides por cultivo submerso da levedura Rhodotorula glutinis utilizando planejamentos experimentais, BP.MS - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Bioprocessos  Integração de processos  Biorrefinarias  Bioeconomia circular  Corantes  Resíduos agroindustriais  Produção sustentável 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Bioprocesso | Biorefinaria | colorantes microbianos | economia circular | integração de processos | Bioprocessos

Resumo

Os colorantes têm sido empregados por séculos para realçar ou restaurar a aparência original de diferentes produtos e garantir sua uniformidade. O mercado mundial de colorantes é constituído pelos colorantes artificiais e naturais, sendo que a crescente preocupação do consumidor com a saúde tem elevado o mercado dos naturais em diversos segmentos industriais. Assim, a produção de colorantes naturais produzidos por microrganismos tem sido profundamente estudada. Estes compostos além de apresentarem capacidade de aumentar a comercialização dos produtos, são vantajosos por poderem apresentar atividades biológicas como ação antioxidante e atividade antimicrobiana. Assim, este projeto tem como objetivo desenvolver uma biorefinaria de colorantes microbianos de acordo com os princípios de bioeconomia circular, e será dividido em 2 sub-projetos: 1) produção de colorantes azafilona por Talaromyces amestolkiae e 2) produção de astaxantina por Phaffia rhodozyma. Em ambos os processos, serão valorizados resíduos agroindustriais, nomeadamente, resíduo cítrico, bagaço e palha de cana de açúcar, através da hidrólise de seus polissacarídeos, os quais serão empregados como fonte de carbono na etapa de cultivo submerso em biorreator tanque agitado. Posteriormente, será estuda a extração dos colorantes empregando plataformas de extração líquido-líquido utilizando biosolventes, de forma a garantir um processo ecologicamente correto e ambientalmente sustentável. O aumento de escala do processo será realizado para a melhor condição de extração empregando cromatografia de partição centrifuga. Será estudada a toxicidade dos colorantes azafilonas e sua aplicação em hidrogel e matriz têxtil. Como etapa final do projeto, será realizada a integração de cada plataforma, combinando as etapas principais de upstream e downstream visando maximizar o rendimento dos colorantes-alvo. Para avaliar a sustentabilidade da plataforma tecnológica desenvolvida serão realizadas análises tecno-econômicas e de ciclo de vida. Neste contexto, a presente proposta pretende desenvolver uma abordagem holística e integrativa de engenharia química e biológica para a produção microbiana de colorantes, com vista ao desenvolvimento de processos econômicos e ambientalmente sustentáveis, dando origem a benefícios ambientais e sociais através do acesso a produtos naturais e saudáveis. (AU)

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Publicações científicas (20)
(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)
MUSSAGY, CASSAMO U.; PEREIRA, JORGE F. B.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.; PESSOA, ADALBERTO, JR.; RAGHAVAN, VIJAYA. Insights into using green and unconventional technologies to recover natural astaxanthin from microbial biomass. CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION, v. N/A, p. 15-pg., . (21/06686-8, 20/08655-0, 19/15493-9)
MUSSAGY, CASSAMO U.; GONZALEZ-MIQUEL, MARIA; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.; PEREIRA, JORGE F. B.. Microbial torularhodin - a comprehensive review. CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNOLOGY, v. N/A, p. 19-pg., . (18/06908-8, 20/08655-0, 21/06686-8)
MUSSAGY, CASSAMO U.; OSHIRO, ARIANE; FARIAS, FABIANE O.; HADDAD, FELIPE F.; DOS SANTOS, JEAN L.; SCARIM, CAUE B.; HERCULANO, RONDINELLI D.; PESSOA JR, ADALBERTO; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Emerging role of bio-based solvents mixtures to increase the solubility and recovery of carotenoids from processed carrot wastes for potential skin care application. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 205, p. 12-pg., . (21/06686-8, 20/08655-0)
LIMA, CAIO A.; BENTO, HEITOR B. S.; PICHELI, FLAVIO P.; PAZ-CEDENO, FERNANDO R.; MUSSAGY, CASSAMO U.; MASARIN, FERNANDO; ACOSTA, MARIO A. TORRES; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Process development and techno-economic analysis of co- production of colorants and enzymes valuing agro-industrial citrus waste. SUSTAINABLE CHEMISTRY AND PHARMACY, v. 35, p. 13-pg., . (21/06686-8, 14/01580-3, 19/15493-9, 21/09175-4)
MUSSAGY, CASSAMO U.; DOS SANTOS, AMANDA; MILITAO, GABRIELY F. G.; DE OLIVEIRA, JESSICA CAROLINA SILVA; UMBUZEIRO, GISELA DE A.; PEIXOTO, GUILHERME; PESSOA JR, ADALBERTO; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Phaffia rhodozyma biorefinery: A sustainable pathway to obtain natural pigments and production of methane biogas as renewable fuel. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 473, p. 12-pg., . (21/06686-8, 20/08655-0, 19/15493-9, 20/04628-8)
MUSSAGY, CASSAMO U.; SILVA, PEDRO G. P.; AMANTINO, CAMILA F.; BURKERT, JANAINA F. M.; PRIMO, FERNANDO L.; PESSOA, ADALBERTO, JR.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Production of natural astaxanthin by Phaffia rhodozyma and its potential application in textile dyeing. Biochemical Engineering Journal, v. 187, p. 10-pg., . (19/15493-9, 21/06686-8, 20/08655-0)
DOS REIS, BIANCA DALBEM; DE OLIVEIRA, FERNANDA; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.; FILLETTI, ERICA REGINA; NETO, ALVARO DE BAPTISTA. Assessment of artificial neural networks to predict red colorant production by Talaromyces amestolkiae. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 46, n. 1, p. 10-pg., . (14/01580-3, 19/15493-9, 21/06686-8, 21/09175-4)
BENTO, HEITOR B. S.; PAIVA, GABRIELA B.; ALMEIDA, MAFALDA R.; SILVA, CLAUDIA G.; CARVALHO, PEDRO J.; TAVARES, ANA P. M.; PEDROLLI, DANIELLE B.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Aliivibrio fischeri L-Asparaginase production by engineered Bacillus subtilis: a potential new biopharmaceutical. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 45, n. 10, p. 10-pg., . (18/06908-8, 20/15513-7, 21/01284-9, 21/06686-8)
MUSSAGY, CASSAMO U.; REMONATTO, DANIELA; PICHELI, FLAVIO P.; V. PAULA, ARIELA; HERCULANO, RONDINELLI D.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.; FARIAS, RENAN L.; ONISHI, BRUNO S. D.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; PEREIRA, JORGE F. B.; et al. A look into Phaffia rhodozyma biorefinery: From the recovery and fractionation of carotenoids, lipids and proteins to the sustainable manufacturing of biologically active bioplastics. Bioresource Technology, v. 362, p. 11-pg., . (19/15493-9, 20/08655-0, 21/06686-8)
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BALBINO, THERCIA ROCHA; SANCHEZ-MUNOZ, SALVADOR; DIAZ-RUIZ, ERICK; ROCHA, THIAGO MOURA; MIER-ALBA, EDITH; INACIO, STEPHANIE CUSTODIO; CASTRO-ALONSO, MARIA JOSE; DE CARVALHO SANTOS-EBINUMA, VALERIA; PEREIRA, JORGE FERNANDO BRANDAO; SANTOS, JULIO CESAR; et al. Lignocellulosic biorefineries as a platform for the production of high-value yeast derived pigments-A review. Bioresource Technology, v. 386, p. 12-pg., . (21/06686-8, 20/12059-3, 16/10636-8)
MUSSAGY, CASSAMO U.; OSHIRO, ARIANE A.; LIMA, CAIO A.; AMANTINO, CAMILA F.; PRIMO, FERNANDO L.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.; HERCULANO, RONDINELLI D.. Natural fluorescent red colorants produced by Talaromyces amestolkiae as promising coloring agents for custom-made latex gloves. JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, v. 119, p. 10-pg., . (11/17411-8, 20/08655-0, 19/15493-9, 21/06686-8, 14/17526-8)
DE OLIVEIRA, FERNANDA; ZAPATA-BOADA, SANTIAGO; DA SILVA, S. S.; CUELLAR-FRANCA, ROSA M.; SANTOS-EBINUMA, VALERIA C.. Improving the Environmental Sustainability of Polyketides Colorants Production by Talaromyces Strain through Better Hydrodynamic Design in Bioreactors. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. N/A, p. 15-pg., . (14/01580-3, 21/09175-4, 16/10636-8, 19/15493-9, 21/06686-8)

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