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Produção de Vitaminas
Vitaminas São substâncias orgânicas complexas de diferentes classificação química encontrada em alimentos, geralmente em quantidades pequenas e indispensáveis no metabolismo animal ou vegetal.
Características
essenciais para o crescimento e o funcionamento metabólico normal de um organismo;
ativas em doses mínimas; não apresentem valor
energético inerente; não possam ser
biossintetizadas pelos organismos
Grupos das Vitaminas:
Lipossolúveis - solúveis em lipídeos: absorvidas juntamente com as gordurasda alimentação
Hidrossolúveis - solúveis em água: excretadas pela urina em pequenasquantidades, não sendo armazenadas no organismo em quantidadesapreciáveis
Principais vitaminas existentes:
Vitamina A (caroteno, retinol) Vitaminas do complexo B: B1 (tiamina) B2 (riboflavina) B3 (niacina, niacinamida) B4 (adenina) B5 (ácido pantotênico) B6 (piridoxina) B7 (biotina) B9 (ácido fólico) B10, B11 (fatores do crescimento) B12 (cobalamina, cianocobalamina) B13 (ácido orótico) B15 (ácido pangâmico) Vitamina C (ácido ascórbico) Vitamina D (calciferol, ergosterol) Vitamina E (tocoferol) Vitamina K
Inicialmente as diversas vitaminas eram obtidas industrialmente por
extração de alimentos e hoje são, em sua maioria por razões econômicas, obtidas por síntese.
Embora quase todas elas sejam formadas no metabolismo de microorganismos, atualmente só há produção por fermentação da
riboflavina (vitamina B2) e, principalmente, das cobalaminas (onde está situada a vitaminas B12)
Também o ácido ascórbico (vitamina C), em uma de suas fases (transformação de sorbitol em sorbose por desidrogenação), é assim
obtido. Dentre as vitaminas obtidas industrialmente por fermentação destacam-
se o B-caroteno (provitamina A) e a biotina (vitamina H). O ergosterol (vitamina D2) também pode ser mencionada.
Vitamina C(L - Ácido ascórbico) sólido branco cristalino ponto de fusão: 190 - 192°C inodoro sabor ácido solúvel em água, álcoois e
acetona insolúvel nos demais
solventes orgânicos sensível à luz resistente ao calor características anti-
oxidantes
Ácido ascórbico(forma reduzidavitamina C)
Ácido dehidroascórbico(forma oxidada vitamina C)
Produção de Vitamina CÁ C ID O L -A S C Ó RBIC O
(V IT A M INA C )
- água de m ilho (0 ,5% );- carbonato de sódio (0 ,5g);- 30 -35 ºC / 24h ;- agitação vigorosa
M osto
D -sorbitolL -sorboseác ido 2 -ceto L -gu lôn icoác ido L -ascórbico
Enzim a sorb itol des idrogenase
D -glicoseác ido D -glucôn icoac ido 2 -ceto-D -glucôn icoác ido-2 -5 -diceto-D -glucôn ico
O xidação da glicose
agitação du rante 20 h / 28 ºC
- glicerol (5 );- água de m ilho (30 );- fosfato de potáss io (1 );- an tiespum an te (0 ,1 );
M osto
Erw in ia sp . o u C o ryn eb ac terium sp .
Ace to b acte r sub o x id an s
INÓ C UL O
Vitamina B12(Cianocobalamina)
sólido cristalino cor vermelho escuro inodoro insípido higroscópico muito solúvel em água e etanol insolúvel em solventes orgânicos decompõe-se em meio alcalino e em soluções
com valores de pH < 4,5
síntese química é praticamente impossível▼
grande número de reações requeridas (70 reações)
Produção de Vitamina B12
Agentes:
• Streptomyces – S. griseus, S. olivaceus
• Bacillus – B. megatherium
• Propionobacterium – P. freundereichii, P. shermanii produzem vitamina B12 intracelularmente excretam os ácido propiônico e
acético (inibem o crescimento celular)
• Pseudomonas – P. denitrificansprodução de vitamina durante toda a fermentaçãoadição de sal de cobalto e DBI (5,6-dimetilbenzimidazol): essenciais para a
biossíntese aerobiose intensaprodução totalmente dependente de betaína (H3C)3N(+)-CH2-CO2(-): ativação da biossíntese ou aumento na permeabilidade da membrana
Produçãode
Vitamina B12:
Biossíntese de
Cobalaminas
Produção de Vitamina B12
R adicaldim etilbenzim idazol (D B I)
C N 5 ,6 d im etil a-benzim idazolilcobam ina
C IA NO C O BA L A M INA(Vi tam ina B12 )
anaerobioseconsum o total de açúcar
e crescim en to
In íc io do processo
in jeção de arindução da produção de D B I
conversão de cobanam ida
F inal de processo
pH 7 ,24 d ias a 30 ºC
trip tona (10 );extrato de levedu ra (10 );suco de tom ate f iltrado (200 )ágar (15 )
1) M anu tenção da cu ltu rada
cu ltu ra (g/L )
sem agitaçãopH 6 ,5
24h / 30 ºC
2º faseágua de m ilho (20 )
glicose (9 0)
1º fase m osto de m anu tenção
sem o ágar48h / 3 0 ºC sem agitação
2) M u ltiplicaçãodo
do m icrorgan ism o
pH 7 ,0 até 80 horas / 30 ºC
s/ aeração;agitaç ão lenta
88 horas segu in tesagitação len ta
e aeração/ pH 7,0
F erm entação (g/L )água de m ilho (40 );
glicose (100 );C loreto de cobalto (0 ,02 )
E sca la Pi loto
P ro p io n ib ac te rium sh erm an ii Pseud o m o n as d en itrif ican s
INÓ C UL O S eparação
Produção de Vitamina B12
C IA NO C O BA L A M INA(V ita m ina B1 2)
P ro p io n ib a cterium sh erm an ii
fornec im en to c te de vitam in asadição de sal de cobalto e D B I
aerobiose in tensa
m elaço de beterraba (60 );extrato de levedu ra (1 );h idrolisado de caseín a (1 );diferen tes sais
1 ) Inócu loágar in clinado
pH 7 ,4Incubação: 9 6h a 28ºC
es terilização 12 0º/ 75m in
diferen tes saisn itrato de cobalto (0 ,188 );D B I (0 ,025 );
2 ) F erm en taçãoferm en tação 90h a 2 9ºC
agitação e aeraçãopH 7 ,4
E scala P iloto
M ostom elaço de beterraba
P se ud o m o n as d en itrifican s
INÓ C UL O S eparaçã o
Produção de Vitamina B12
C IA NO C O BA L A M INA(V ita m ina B12 )
Pro p io n ib a cte rium sh e rm a n ii Ps eud o m o n a s d en itrifica n s
INÓ C UL O
lavagem lise da célu lasaqu ec im en to a 10 0ºC
e H 2S O 4 (pH 5 )
1- fase sólida
secagem a vácuo
2- fase aquosa
C en trifu gação
E tapas
- solu bilização da cobalam inasconversão em c ianocobalam inas
com c ian eto
Se paraç ão
Riboflavina ou Vitamina B2 Sólido microcristalino Cor amarelo- alaranjado Amargo Inodoro Higroscópico Pouco solúvel em etanol e água Insolúvel em solventes orgânicos Resistentes aos ácidos Decompôe-se rapidamente em meio alcalino e na
presença de luz
Produção de RiboflavinaAgentes: Bacillus pumilus, B. subtilis (procedimento misto)
Ashbya gossypii, Eremothecium ashbyii (procedimento total)
Mycocandida riboflavina, Mycobacterium smegmatis, Candida flareri e Clostridium acatobutylicum (procedimento total)
Pichia guilliermondii, P. miso
Produção de RiboflavinaRIBO F L A VINA(V itam ina B2)
24h / 3 6ºC
- sorb ito l (2 0 );- água de m ilh o (20 );- sais ; L -tiros ina (0 ,1 );- L -fen ila lan in a (0 ,1 ).
cresc im en to
60h / 3 6ºC
- glicose (150 );- L -tr iptofano (0 ,0 5);- L -tirosin a (0 ,0 5);- L -fen ila lan in a (0 ,0 5 );
ferm en tação
- f iltração- concen tração do sobrenadante- adição de etanol- retirada do precipitado
- co lu na de troca iôn ica- co lu na de carvão ativo- concen tração com etan ol- obtenção da D -ribose cristalizada
Separação
B a cillus p um ilus
28 ºC / 7 diasan tiespum an te e aeração
- água de m ilho (22 ,5 );- peptona com erc ial (35);- óleo de soja (4 5);
crescim en to
pH 6 ,3 ( in ic ial)pH 4 ,5 (f ina l)
- águ a de m ilho (2 2 ,5 );- peptona com erc ial (35 );- óleo de soja (45 );
ferm en tação
tratam en todas célu las
a 120 ºC
Separação
Ash b ya g o s sup ii
INÓ C UL O
Biotina (Vitamina H)
Pó ou microagulhas incolores Solúvel em álcool e em água alcalina ou quente Insolúvel nos solventes orgânicos
Produção de BiotinaAgentes:
Bacillus sphaericus, Rhodotorula glutinis
Produção de Biotina
BIO T INA(V IT A M INA H)
glicose (5 0 );peptona (5 );
extra to de levedu ra (2 ,5 )ác ido p im élico (0 ,5 )
M osto
R h o d o to ru la g lutin is
F erm en tação aeróbica37 ºC / 3 d ias
glicerol (20 )ác ido casam ín icos (5 )
c loridrato de tiam ina (0 ,0 2 x 1 0 -3 )su lfato ferroso (0 ,0 1);
M osto
B ac illus s p h a ericus
INÓ C UL O
lavagem com éterrecr is talização com água e álcool
correção do pH para 3 ,5
f iltraçãocolu na com carvão ativo
absorção da biotina do carvãoevaporação do elu ído até a secu ra
SE PA RA Ç Ã O
PRODUÇÃO DE ERGOSTEROL PRODUÇÃO DE ERGOSTEROL (Pró-vitamina D2)(Pró-vitamina D2)
ERG O S T E RO L(Pró-vi tam ina D 2 )
peptona (70 )su lfato ferroso (1 )óleo de soja (5 )tw een (60 ,5 )
M osto
agitaçãoaeração
90h / 2 4 ºC
F erm en tação
F usarium spT richode rm a sp .
INÓC UL O
elu íção com éter de petróleocon cen traçãorecr is talização em etanol
extração com c ic lohexanocon cen traçãodilu ição em c lorofórm iocolu na de s ílica ge l
cen tr ifugação
SE PA RA Ç Ã O
Bibliografia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Categoria:Vitaminas http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0101-20612003000
300027&script=sci_arttext Biotecnologia Industrial - Processos Fermentativos e
Enzimáticos, vol. 3 Aquarone, E.; Borzani, W.; Lima, U. A.; Shimidel, W. Ed. Edgard Blucher Ltda.
http://www.vitaminas.bayer.pt/scripts/pages/pt/vitaminas/vitamina_c/index.php
O GRUPO
Fábio Luís Borsato 750124-2 Fernanda Hernandes 826050-8 Gabriela Fernandes Massa 749557-9 Guilherme Pinto 749711-3 Lilian Rachel Casella 749604-4 Reinaldo Imato 760221-9 Ulisses Soares de Jesus 807910-2
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