Obtenção de carotenoides a partir de bactérias isoladas do Domínio Caatinga e avaliação do seu potencial como formulação fotoprotetora bioativa

Abstract

Os carotenoides são pigmentos naturais que vêm se destacando como moléculas antioxidantes e apresentam ação fotoprotetora, o que estimula sua aplicação na indústria de cosméticos. Bactérias do gênero Kocuria são capazes de produzir carotenoides, porém a aplicação desses pigmentos como fotoprotetores, ainda não tinha sido investigada. A Caatinga vem sendo considerada como uma nova fonte natural de biomoléculas. No entanto, pouco se sabe sobre os carotenoides bacterianos obtidos desse Domínio. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram: realizar artigo de revisão do estado da arte sobre características gerais dos carotenoides e sua aplicação como fotoprotetores; investigar a produção, caracterização e aumento do rendimento de carotenoide em dois isolados bacterianos do Domínio Caatinga; realizar encapsulamento do carotenoide, avaliando seus efeitos antioxidante e fotoprotetor; e desenvolver formulações fotoprotetoras, analisando seu controle de qualidade e estabilidade. Os isolados bacterianos (FT-722 e FT-5.12) foram obtidos de amostras de solo da Fazenda Tamanduá da Reserva Particular do Patrimônio Natural, do município de Santa Terezinha, Paraíba. Inicialmente, foi realizada a identificação molecular (gene RNAr 16S), a qual identificou esses isolados como da espécie Kocuria palustris. Em seguida, foram realizados planejamentos fatoriais em Erlenmeyers a fim de aumentar a produção de carotenoides, avaliando os efeitos dos fatores físicos (luz, temperatura, tipo de isolado bacteriano, agitação, presença ou ausência de espirais plásticos) na produção total deste pigmento (μg/L), na produção específica (μg/g) e na biomassa seca (g/L). Também foi avaliado o fator nutricional, considerando a produção de carotenoides utilizando soro do leite como substrato alternativo, seguido da utilização de um biorreator para aumentar a escala de produção (10 L). O pigmento produzido foi caracterizado utilizando Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) e Cromatografia Líquida Acoplada à Espectrometria de Massas (CL-EM), sendo o carotenoide majoritário sarcinaxantina (705 Da). O isolado K. palustris FT-7.22 foi o que apresentou a produção mais elevada (112,48 mg/L), associada a uma atividade antioxidante de 76,53 ± 0,09%, e fotoprotetora com um Fator de Proteção Solar de 9,36 ± 0,52. Para melhorar a estabilidade do carotenoide-sarcinaxantina e preservar suas atividades biológicas, foram desenvolvidos Carreadores Lipídicos Nanoestruturados (CLNs), constituídos de cera de abelha e triglicerídeos de cadeia média (50:50) e fase aquosa (Tween® 80), utilizando homogeneização de alta pressão. Os resultados revelaram que os CLNs carregados com carotenoide-sarcinaxantina foram estáveis, com máxima eficiência de encapsulamento e preservação de suas atividades biológicas. Sendo assim, foram desenvolvidas formulações fotoprotetoras tipo creme contendo filtro químico octil-metoxicinamato e extrato de carotenoide-sarcinaxantina, analisando-se o controle de qualidade através de parâmetros organolépticos e físico-químicos, além da estabilidade preliminar. Como resultado, foi obtida uma formulação final com FPS de 28,38 ± 0,12, e possível efeito sinérgico entre o extrato e o filtro químico; sendo considerada eficaz, estável e com valores adequados de controle de qualidade. Os resultados evidenciam a bactéria K. palustris (FT-7.22) isolada da Caatinga, como uma nova fonte de carotenoide-sarcinaxantina, destacando-se o potencial cosmético de seu extrato para o desenvolvimento de formulações com ação fotoprotetora.