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A indústria do fumo impõe severas consequências ambientais, entre elas a geração de toneladas de resíduos como o caule do tabaco, o qual é muitas vezes descartado ou queimado. Este trabalho desenvolveu pela primeira vez uma estratégia de valorização integral dos caules de tabaco na direção de biomoléculas de interesse cosmético. Foi otimizada a cinética de remoção de extrativos em solução hidroetanólica (80% etanol (v/v)) a 60 °C). A condição otimizada foi realizada em larga escala, sendo a fração líquida destinada à análise de capacidade antioxidante por método IC-50 - DPPH e fator de proteção solar (FPS), e a fração sólida separada para pré-tratamento. Foi avaliado pela primeira vez em caules de tabaco o pré-tratamento glicerol organosolv alcalino. Seguindo um planejamento experimental, foi analisada a influência do glicerol (0-100% (v/v)), NaOH (0-6% (m/v)) e carga de sólidos (10-20% (m/v)) na remoção de lignina, recuperação de polissacarídeos e rendimento de hidrólise enzimática. Os dados foram submetidos a otimização multi-resposta para determinar as condições que maximizam as variáveis de resposta. Após a otimização, foi realizado o pré-tratamento em larga escala, sendo a fração líquida separada para precipitação e determinação da capacidade antioxidante e fator de proteção solar da lignina. Também da fração líquida, foi separado o glicerol, para a sua reintegração no processo. A fração sólida do pré-tratamento foi levada à hidrólise enzimática e o hidrolisado, juntamente ao glicerol, aproveitado como fonte de carbono para produção de single cell oil, lipídeos de alta aplicabilidade em cosméticos, pela levedura Rhodotorula glutinis. O cultivo seguiu o formato batelada alimentada em biorreator, iniciando com concentrações iguais de glicerol e de hidrolisado. O biorreator recebeu posteriormente uma alimentação de hidrolisado para aumentar a concentração de substrato para 30 g/L na fase de maior produção de lipídios. Os resultados da cinética de remoção de extrativos revelaram que 1 h foi o tempo para a saturação do meio, permitindo a remoção de 68% da fração extrativa. A capacidade antioxidante da lignina do tabaco e da fração extrativa foram de 0,41 e 1,13 mg/ml, respectivamente. O fator de proteção solar da lignina em concentração de 0,2 mg/ml em DMSO foi de 14,85, enquanto a fração extrativa foi de 7,97. Esses resultados destacam que essas frações da biomassa apresentam elevado potencial de aplicação em produtos cosméticos como cremes, loções e protetores solares. A condição otimizada do pré-tratamento incluiu 15% de carga de sólidos, 3% de NaOH e 50% de glicerol, apresentando rendimento de polissacarídeos de 52,59%, remoção de lignina de 57,24% e rendimento de hidrólise enzimática de 75,17%, o que mostra a eficácia do pré-tratamento. A concentração final de célula obtida do cultivo foi de 33,56 g/L, sendo praticamente todo o substrato consumido até o fim do processo. Ao final do cultivo, 12,32 g/L de single cell oil foram obtidos. |
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