Nanofiltração para processamento downstream de biossurfactante microbiano

Postado: 8 de junho de 2023 | Catherine Eckford (Revisão Farmacêutica Europeia) | Nenhum comentário ainda

Um artigo relatou que um método downstream inovador usando nanofiltração para produção de biossurfactante microbiano oferece pureza superior.

Um estudo relatou pela primeira vez, um método downstream inovador para lipídios manosileritritol (MELs), foram separados da mistura MEL bruta em um primeiro estágio com os outros derivados lipídicos (ácidos graxos livres, mono e diacilgliceróis) removidos por solvente orgânico nanofiltração (OSN). Com base no OSN, a nova abordagem para a purificação do biossurfactante microbiano glicolipídico, usa apenas um solvente e atinge uma pureza de 98 por cento. As perdas de produto revelaram-se em cerca de 11,6 por cento e a possibilidade de reciclagem de solventes.

Estratégias de processamento downstream ineficientes e caras são, de acordo com alguns autores, o principal fator de custos de fabricação/produção para bioprodutos emergentes, observou o documento. Para ramnolipídios (RMs) especificamente, os autores destacaram uma revisão que afirmava que até 80% do custo total de produção é alocado para o processamento a jusante.

Os métodos que relatam a remoção dos contaminantes triacilglicerol e resíduos de ácidos graxos livres e monoacilglicerídeos utilizam uma mistura de solventes orgânicos, possibilitando a reciclagem do solvente.

Quando comparados aos surfactantes sintéticos, os biossurfactantes microbianos (mBs) apresentam maior biodegradabilidade, são menos tóxicos e podem ser produzidos a partir de recursos renováveis. Os biossurfactantes glicolipídicos são o grupo mais proeminente de mBs devido à sua potência, versatilidade e alta produtividade.

No entanto, o preço dos mBs mais baratos é dez vezes maior em comparação com os surfactantes químicos. Isso indica que fermentações escaláveis ​​e processos downstream são sub-otimizados.

A primeira etapa do método downstream combinou a remoção seletiva de TAG dos glicolipídios. A segunda etapa usou OSN para separação molecular do glicolipídio de impurezas lipídicas menores.

No estudo, três membranas disponíveis comercialmente (GMT-oNF-2, PuraMEm-600 e DuramMem-500) e várias membranas caseiras foram moldadas a partir de soluções de 22, 24 ou 26 por cento (p/v) de polibenzimidazol (PBI). Estes foram avaliados para purificação de MELs brutos por diafiltração.

O artigo destacou um estudo de caso que demonstrou notavelmente que, com a membrana GMT-oNF-2, é possível recuperar 67,8% dos MELs perdidos na primeira filtração. Uma pureza geral de MELs de 98 por cento com perdas de 11,6 por cento foi alcançada. Este é um dos melhores valores relatados na literatura para downstream de biossurfactantes microbianos, afirmaram os autores. É importante ressaltar que essa rota a jusante usa apenas um solvente, portanto pode ser reciclado por destilação simples.

Obteve-se uma pureza final de 87-90 por cento nos MELs. Isso foi feito filtrando dois diavolumes de soluções de metanol ou acetato de etila através de uma membrana de PBI 26 por cento. Isso resultou em perdas de MELs de 14,7 ± 6,1 por cento e 15,3 ± 2,2 por cento, respectivamente. Maiores purezas de biossurfactante podem ser arquivadas usando a membrana PBI 26 por cento em maior DV, mas ao custo de maiores perdas de produto, observaram os autores.

Para obter MELs em grau de reagente com purezas iguais ou superiores a 97 por cento, uma abordagem de filtração em cascata de duas sequências foi implementada usando a membrana comercial, GMT-oNF.

No geral, Nascimento et al. concluiu que o processo downstream proposto para biossurfactantes glicolipídicos foi adaptado para reduzir os fluxos de resíduos de solventes e evitar ou mitigar as mudanças de solventes e poderia potencialmente reduzir os custos.

O artigo foi publicado na Membranes.

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