Avaliação da produção de pigmentos por microrganismos isolados de painéis fotovoltaicos: otimização do processo, influência da radiação UV e potenciais propriedades biotecnológicas
| dc.contributor.advisor-co1 | Mendes-Silva, Tayane de Cássia Dias | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8965905860643791 | |
| dc.contributor.advisor1 | Duarte, Iolanda Cristina Silveira | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2626035341263254 | |
| dc.contributor.author | Oliveira, Juliana Cristina Ramos de | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/8601620055560367 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-9378-0880 | |
| dc.contributor.referee | Andrade, Rosileide Fontenele da Silva | |
| dc.contributor.referee | Irazusta, Silvia Pierre | |
| dc.contributor.referee | Souza, Clovis Wesley Oliveira de | |
| dc.contributor.referee | Carvalho, Cleoni dos Santos | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/6306166869610699 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/5254817905474195 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/0781683628437007 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/7233550271936621 | |
| dc.date.accessioned | 2026-04-13T20:00:56Z | |
| dc.date.issued | 2026-03-03 | |
| dc.description.abstract | Microbial pigments represent sustainable alternatives to synthetic dyes. The use of agro-industrial waste as substrates emerges as a promising strategy to reduce costs and increase the viability of the biosynthesis of these metabolites. Microorganisms adapted to extreme environments frequently synthesize pigments as a protective mechanism, making them relevant targets for biotechnological exploration. In this context, the cultivation conditions that favor pigment production by the strains Rhodotorula mucilaginosa PSR 34, Arthrobacter koreensis PSR 37, and Kocuria sp. PSR 51, previously isolated from photovoltaic panels in the city of Sorocaba/SP, an extreme artificial environment of anthropogenic origin, were investigated. Synthetic culture media, soybean molasses as an alternative substrate, incubation time, and temperature were evaluated. Additionally, the influence of UV-A, UV-B, and UV-C radiation on pigment production was determined. Soybean molasses did not prove to be a substrate with superior attributes compared to the use of synthetic media. Determining the ideal conditions revealed differences in the pigment production profile among the analyzed strains. PSR 37 showed the highest production at 15 °C, with 72 hours of incubation, reaching an average concentration of 958.66 µg/L. For PSR 34, the most favorable condition was 15 °C associated with 168 hours of incubation, resulting in 1.66 mg/L of pigment. In contrast, PSR 51 showed the highest production at 30 °C after 72 hours, with an average concentration of 610 µg/L. UV radiation, at the evaluated doses, did not promote an increase in pigment production. Spectral and chromatographic analyses of the PSR 34 pigment indicated the presence of β-carotene and torulene. These pigments demonstrated antimicrobial activity greater than 90% against the tested strains, at a concentration of 7.5 mg/L. Similarly, pigments extracted from PSR 37 and PSR 51 also demonstrated high antimicrobial activity at concentrations of 4.5 and 7.5 mg/L, respectively. All pigment extracts showed a photoprotective factor greater than 30 SPF. The antioxidant activity of the pigments was dependent on exposure time, showing DPPH radical scavenging capacity after 60 minutes of 56.07% for PSR 34, 76.9% for PSR 37, and 89.67% for PSR 51. Furthermore, the pigment extracts exhibited low cytotoxicity in 3T3 and HaCaT cells, maintaining cell viability greater than 50%. These results highlight the promising biotechnological potential of these pigments, reinforcing their relevance for future applications in different industrial sectors. | eng |
| dc.description.resumo | Pigmentos microbianos representam alternativas sustentáveis aos corantes sintéticos. O emprego de resíduos agroindustriais como substratos surge como estratégia promissora para reduzir custos e ampliar a viabilidade da biossíntese desses metabólitos. Microrganismos adaptados a ambientes extremos frequentemente sintetizam pigmentos como mecanismo de proteção, o que os torna alvos relevantes para exploração biotecnológica. Neste contexto, foram investigadas as condições de cultivo que favorecem a produção de pigmentos pelas cepas Rhodotorula mucilaginosa PSR 34, Arthrobacter koreensis PSR 37 e Kocuria sp. PSR 51, previamente isoladas de painéis fotovoltaicos da cidade de Sorocaba/SP, ambiente artificial extremo, de origem antropogênica. Meios de cultura sintéticos, melaço de soja como substrato alternativo, tempo e temperatura de incubação foram avaliados. Adicionalmente, foi determinada a influência da radiação UV-A, UV-B e UV-C na produção de pigmentos. O melaço de soja não demonstrou ser um substrato com atributos superiores ao uso de meios sintéticos. A determinação das condições ideais evidenciou diferenças no perfil de produção de pigmentos entre as cepas analisadas. PSR 37 apresentou maior produção a 15 °C, com 72 horas de incubação, atingindo concentração média de 958,66 µg/L. Para PSR 34, a condição mais favorável foi 15 °C associada a 168 horas de incubação, resultando em 1,66 mg/L de pigmento. Em contraste, PSR 51 apresentou maior produção a 30 °C após 72 horas, com concentração média de 610 µg/L. A radiação UV, nas doses avaliadas, não promoveu aumento da produção de pigmentos. As análises espectrais e cromatográficas do pigmento de PSR 34 indicaram a presença de β-caroteno e toruleno. Esses pigmentos demonstraram atividade antimicrobiana superior à 90% frente às cepas testadas, na concentração de 7,5 mg/L. De forma semelhante, os pigmentos extraídos de PSR 37 e PSR 51 também demonstraram elevada atividade antimicrobiana nas concentrações de 4,5 e 7,5 mg/L, respectivamente. Todos os extratos pigmentares apresentaram fator fotoprotetivo superior a 30 FPS. A atividade antioxidante dos pigmentos se mostrou dependente do tempo de exposição, apresentando capacidade de sequestro do radical DPPH após 60 minutos de 56,07% para PSR 34, 76,9% para PSR 37 e 89,67% para PSR 51. Além disso, os extratos pigmentares exibiram baixa citotoxicidade em células 3T3 e HaCaT, mantendo viabilidade celular superior a 50%. Esses resultados evidenciam o promissor potencial biotecnológico desses pigmentos, reforçando sua relevância para futuras aplicações em diferentes setores industriais. | por |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | 88887.191392/2025-00 | |
| dc.identifier.citation | OLIVEIRA, Juliana Cristina Ramos de. Avaliação da produção de pigmentos por microrganismos isolados de painéis fotovoltaicos: otimização do processo, influência da radiação UV e potenciais propriedades biotecnológicas. 2026. Tese (Doutorado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23941. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/23941 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus Sorocaba | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Atividade biológica | por |
| dc.subject | Circularidade | por |
| dc.subject | Estresse celular | por |
| dc.subject | Substrato alternativo | por |
| dc.subject | Biological activity | eng |
| dc.subject | Circularity | eng |
| dc.subject | Cell stress | eng |
| dc.subject | Alternative substrate | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Avaliação da produção de pigmentos por microrganismos isolados de painéis fotovoltaicos: otimização do processo, influência da radiação UV e potenciais propriedades biotecnológicas | por |
| dc.title.alternative | Evaluation of pigment production by microorganisms isolated from photovoltaic panels: process optimization, influence of UV radiation, and potential biotechnological properties | eng |
| dc.type | Tese |
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