Nanofiltración para el procesamiento posterior de biosurfactantes microbianos

Publicado: 8 junio 2023 | Catherine Eckford (Revista Farmacéutica Europea) | Sin comentarios aún

Un artículo ha informado que un método innovador aguas abajo que utiliza nanofiltración para la producción de biosurfactantes microbianos ofrece una pureza superior.

Un estudio ha informado por primera vez, un innovador método aguas abajo para los lípidos de manosileritritol (MEL), que se separaron de la mezcla cruda de MEL en una primera etapa con los otros derivados de lípidos (ácidos grasos libres, mono y diacilgliceroles) eliminados por solvente orgánico nanofiltración (OSN). Basado en OSN, el nuevo enfoque para la purificación de biosurfactantes microbianos de glicolípidos utiliza solo un solvente y alcanza una pureza del 98 por ciento. Las pérdidas de producto revelaron estar alrededor del 11,6 por ciento y la posibilidad de reciclaje de solventes.

Según algunos autores, las estrategias de procesamiento descendente ineficientes y costosas son el principal impulsor de los costos de fabricación/producción de bioproductos emergentes, señaló el documento. Para los ramnolípidos (RM) específicamente, los autores destacaron una revisión que afirmaba que hasta el 80 por ciento del costo total de producción se asigna al procesamiento posterior.

Los métodos que reportan la remoción de contaminantes triacilglicerol y ácidos grasos libres residuales y monoacilglicéridos usan una mezcla de solventes orgánicos, lo que permite el reciclaje de solventes.

En comparación con los tensioactivos sintéticos, los biotensioactivos microbianos (mBs) muestran una mayor biodegradabilidad, son menos tóxicos y se pueden producir a partir de recursos renovables. Los biosurfactantes glicolipídicos son el grupo más destacado de mB debido a su potencia, versatilidad y alta productividad.

Sin embargo, el precio de los mB más baratos es diez veces mayor que el de los tensioactivos químicos. Esto indica que las fermentaciones escalables y los procesos posteriores están suboptimizados.

La primera etapa del método aguas abajo combinó la eliminación selectiva de TAG de glicolípidos. La segunda etapa usó OSN para la separación molecular del glicolípido de las impurezas lipídicas más pequeñas.

En el estudio, se moldearon tres membranas disponibles comercialmente (GMT-oNF-2, PuraMEm-600 y DuramMem-500) y varias membranas caseras a partir de soluciones de polibencimidazol (PBI) al 22, 24 o 26 por ciento (p/v). Estos se evaluaron para la purificación de MEL crudos por diafiltración.

El documento destacó un estudio de caso que demostró notablemente que con la membrana GMT-oNF-2, es posible recuperar el 67,8 por ciento de los MEL perdidos en la primera filtración. Se logró una pureza total de MEL del 98 por ciento con pérdidas del 11,6 por ciento. Este es uno de los mejores valores informados en la literatura para biosurfactantes microbianos, afirmaron los autores. Es importante destacar que esta ruta aguas abajo solo usa un solvente, por lo que puede reciclarse por destilación simple.

Se obtuvo una pureza final de 87 a 90 por ciento en los MEL. Esto se hizo filtrando dos diavolúmenes de metanol o soluciones de acetato de etilo a través de una membrana PBI al 26 por ciento. Resultó en pérdidas de MEL de 14,7 ± 6,1 por ciento y 15,3 ± 2,2 por ciento, respectivamente. Se pueden archivar purezas de biosurfactantes más altas utilizando la membrana PBI al 26 por ciento a un DV más alto, pero a costa de mayores pérdidas de producto, señalaron los autores.

Para obtener MEL en grado reactivo con purezas iguales o superiores al 97 por ciento, se implementó un enfoque de filtración en cascada de dos secuencias utilizando la membrana comercial, GMT-oNF.

En general, Nascimento et al. concluyó que el proceso posterior propuesto para los biosurfactantes de glicolípidos se diseñó para reducir los flujos de desechos de solventes y evitar o mitigar los cambios de solventes y podría reducir los costos.

El artículo fue publicado en Membranes.

Bioprocesamiento, Downstream, Desarrollo de fármacos, Impurezas, Fabricación, Detección microbiana, Microbiología, QA/QC, Investigación y desarrollo (I+D), Tecnología, Terapéutica