Os surfactantes microbianos são moléculas anfipáticas, possuem propriedades tensoativas e emulsificantes. São capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial entre diferentes fases, e emulsificar líquidos imiscíveis. Quando esses compostos atuam preferencialmente como agentes estabilizadores de emulsão, essas moléculas são chamadas de bioemulsificantes. Estes normalmente possuem alto peso molecular, e estruturas complexas, como os lipopolissacarídeos e heteropolissacarídeos. Devido a suas propriedades, essas moléculas têm aplicações em diversos setores industriais, como cosméticos, farmacêutico, e na agrícola. Os bioemulsificantes são produzidos a partir de processos fermentativos por bactérias, fungos e leveduras. O desafio do uso desses compostos no setor industrial é o custo de sua produção. Nesse contexto, foi realizado otimização dos parâmetros nutricionais no meio de cultura contendo hidrolisado hemicelulósico do bagaço de cana-de-açúcar, óleo de soja, peptona e nitrato de amônio para a produção dessa biomolécula pela levedura Sheffersomyces shehatae 15-BR6-2AI. Posteriormente, com o bioemulsificante produzido foi realizado a caracterização físico-químicas e estruturais, e suas propriedades emulsificantes foram avaliadas. Além disso, foi avaliado o uso do bioemulsificante a partir do desenvolvimento de formulações para limpeza geral e cosméticos. O bioemulsificante foi caracterizado como um polímero contendo 53 % de carboidratos, 40,92 % de proteínas e 6,08 % de lipídios. O espectro da análise de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) confirmou a presença de grupos funcionais como amidas, aminas e carbonila. O bioemulsificante foi estável em ampla faixa de temperatura (-20 °C a 120 °C), salinidade (1-15 % (m/v)) e pH (2-12). Observou-se que a biomolécula tem melhor ação emulsificante em solventes orgânicos de caráter apolar (hexano, ciclohexano, fenol, clorofórmio, tolueno, querosene). Após otimização nutricional da produção do bioemulsificante pela levedura S. shehatae 16-BR6-2AI, o meio de cultivo apresentou a composição de 33,63 g/L hidrolisado de hemicelulose de bagaço de cana-de-açúcar, 5,9 % óleo de soja, 6 g/L peptona e 5 g/L nitrato de amônio. Análise da influência das fontes de carbono mostraram que a combinação de ambos substratos aumentam o crescimento microbiano e a produção de bioemulsificante. Na condição otimizada, a levedura S. shehatae mostrou máxima produção de bioemulsificante em 24 horas, com produtividade de PP = 0.467 g /L/h. Para avaliar o uso dessa biomolécula, foram desenvolvidas duas formulações. A primeira é um biosabão líquido, utilizando o bioemulsificante como princípio ativo e sua ação de limpeza foi analisada por lavagem de tecidos de algodão e pratos. De acordo com os resultados, a formulação desenvolvida mostrou eficiente remoção das sujidades. A segunda formulação consistiu de um gel de limpeza esfoliante, com o bioemulsificante responsável pela ação de limpeza, a casca de arroz e café moídas como agentes esfoliantes. A estabilidade do gel de limpeza e esfoliação (segunda formulação) foi avaliada por teste de centrifugação. Esta formulação permaneceu estável e homogênea. Além disso, também foi determinada a viscosidade da formulação e esta análise indicou que a formulação possui características de um fluido não-Newtoniano pseudoplástico. Neste trabalho, foi demostrado a produção sustentável do bioemulsificante por leveduras em meio de cultura contendo substratos renováveis derivados de importantes biorrefinarias

Microbial surfactants are amphipathic molecules, that have surface-active and emulsifying properties. They can reduce surface and interfacial tension between different phases and emulsify immiscible liquids. When these compounds act preferentially as emulsion stabilizing agents, these molecules are called bioemulsifiers. These usually have high molecular weight and complex structures, like lipopolysaccharides and heteropolysaccharides. Due to their properties, these molecules have applications in various industrial sectors, like cosmetics, pharmaceuticals, and agriculture. Bioemulsifiers are produced from fermentation processes by bacteria, fungi, and yeast. The challenge of using these compounds in the industrial sector is their cost of production. In this context, optimization of the nutritional parameters was carried out in the culture medium containing hemicellulosic hydrolyzate of sugarcane bagasse, soybean oil, peptone, and ammonium nitrate for the production of this biomolecule by the yeast Sheffersomyces shehatae 15-BR6-2AI. Subsequently, with the produced bioemulsifier, the physical-chemical and structural characterization was carried out, and its emulsifying properties were evaluated. In addition, the use of the bioemulsifier was evaluated from the development of formulations for general cleaning and cosmetics. The bioemulsifier was characterized by polymer containing 53 % of carbohydrates, 40.92 % of proteins, and 6.08 % of lipids. The analysis of infrared spectroscopy (FTIR) spectrum confirmed the presence of functional groups such as amides, amines, and carbonyls. The bioemulsifier was stable over a wide temperature range (-20 °C to 120 °C), salinity (1-15 % (w/v)), and pH (2-12). It was observed that the biomolecule has a better emulsifying action using non-polar organic solvents (hexane, ciclohexane, phenol, chloroform, toluene, kerosene). After nutritional optimization of the production of the bioemulsifier by the yeast Scheffersomyces shehatae 16-BR6-2AI, the culture medium presented a composition of 33.63 g/L sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate, 5.9 % soybean oil, 6 g /L peptone, and 5 g/L ammonium nitrate. Analysis of the influence of carbon sources showed that the mixture of both substrates increased microbial growth and bioemulsifier production. In the optimized condition, the yeast S. shehatae showed bioemulsifier maximum production in 24 hours with productivity of PP = 0.467 g /L/h. In order to evaluate the application of this bioemulsifier, two formulations of this biomolecule were developed. The first is a liquid biosoap, using the bioemulsifier as a cleaning agent and their cleaning action was analyzed by washing cotton fabrics and dishes. According to the results obtained, the developed formulation showed efficient removal of dirtiness. The second formulation consists of an exfoliating cleaning gel, with the bioemulsifier responsible for the cleaning action and ground rice and coffee husks as exfoliating agents. The stability of exfoliating cleansing gel (second formulation) was evaluated by centrifugation test. The formulation remained stable and homogeneous. In addition, the viscosity of the formulation was also determined, and this analysis indicated that formulation showed characteristics of a non-Newtonian pseudoplastic fluid. In this work, it was demonstrated a sustainable production of bioemulsifier by yeast in a culture medium containing renewable by-products derived from major biorefineries.