Produção de vitaminas

06/05/2013

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Prof. Msc. Jaqueline Camisa

Introdução

• Vitamina:

▫ Casimir Funk (1912);

Vitaminas (aminas vitais / aminas da vida);

Todas vitaminas Aminas.

Introdução

• Vitaminas:

▫ Compostos orgânicos;

▫ Ingestão;

▫ Presentes nos alimentos;

▫ Fundamentais para o correto metabolismo.

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Introdução

• Vitaminas:

▫ Ausência:

Hipovitaminose / Avitaminose;

Alterações bioquímicas;

Alterações funcionais;

▫ Excesso:

Hipervitaminose.

Introdução

• Vitaminas:

▫ Dois principais grupos Hidrossolúveis

Lipossolúveis

Introdução

• Vitaminas Lipossolúveis:

▫ Solúveis em lipídios;

▫ Absorção Presença de bílis e suco pancreático;

▫ Transportadas pelo sistema linfático;

Vitamina A

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Introdução

• Principais vitaminas lipossolúveis:

Vitamina A

Vitamina D

Vitamina E

Vitamina K

Introdução

• Vitaminas Hidrossolúveis:

▫ Solúveis em água;

▫ Absorvidas pelo intestino;

▫ Transportadas pelos sistema circulatório;

▫ Não são acumuladas;

▫ Sensíveis à temperatura.

Introdução

• Principais vitaminas hidrossolúveis:

Complexo B

Vitamina C

B1 - Tiamina

B2 -Riboflavina

B3 - Niacina

B5 – Ácido pantotênico

B6 - Piridoxina

B7 - Biotina

B9 - Ácido fólico

B12 - Cianocobalamina

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Produção

• Produção de vitaminas:

▫ Extração de alimentos

▫ Fermentação B2 - Riboflavina

B12 - Cianocobalaminas

C - Ácido Ascórbico

Produção

• Vitamina B12 :

▫ Sólido cristalino;

▫ Coloração avermelhada;

▫ Inodoro;

▫ Insípido;

▫ Higroscópica;

▫ Muito solúvel em água.

Produção

• Vitamina B12

▫ Microorganismos:

Propionibacterium shermanii;

Pseudomonas denitrificans;

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Produção

• Vitamina B12

▫ Propionibacterium shermanii

▫ Rendimento (30 – 40 g/L)

▫ Processo divido em duas etapas:

Crescimento do Microrganismo

Produção de Vitamina

Produção

• Vitamina B12

▫ Fluxograma

I II III IV V

I - Laboratório

II - Pré fermentação

III - Fermentação

IV - Separação

V - Acabamento

Produção

• Laboratório:

▫ Elaboração de meio de cultura:

Triptona 10g/L;

Extrato de levedura 10 g/L;

Suco de tomate filtrado 200 g/L;

pH 7,2.

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Produção

• Laboratório:

▫ Incubação:

4 dias;

T 30°C.

Produção

• Laboratório:

▫ Multiplicação do Microrganismo;

▫ Procedimento:

400 mL de mosto;

Erlenmeyers de 2 L;

Tempo 48 horas;

T 30°C;

Sem agitação.

Produção

• Pré fermentação:

▫ Multiplicação do MO:

▫ Pequenas dornas / “Germinadores”;

▫ Procedimento:

10 L de mosto;

Germinadores de aço inox de 30 L;

Água de milho 20 g/L;

Glicose 90 g/L;

pH 6,5.

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Produção

• Pré fermentação:

▫ Procedimento:

Tempo 24 horas;

T 30°C;

Sem agitação;

Correção do pH NH4OH.

Produção

• Fermentação:

▫ Produção da vitamina;

▫ Grandes dornas / Fermentadores;

▫ Procedimento:

340 L de mosto;

Fermentadores de aço inox de 500 L;

Água de milho 20g/L;

Glicose 100g/L;

CoCl2.6H2O ;

pH 7,0.

Produção

• Fermentação:

▫ Procedimento:

Tempo 80 horas

T 30 °C

Sem aeração

Pequena agitação

1ª Fase

Tempo 88 horas

T 30 °C

Pequena aeração

Agitação

2ª Fase

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Produção

• Separação:

▫ Centrifugação do substrato fermentado:

Obtenção de sólidos;

▫ Lavagem com H20 + H2S04:

T 100°C;

Obtenção de vitaminas em fase líquida.

Produção

• Acabamento:

▫ Secagem a vácuo / Spray-dryer

Produção

• Vitamina C

▫ Sólido cristalino;

▫ Coloração esbranquiçada;

▫ Inodoro;

▫ Sabor ácido;

▫ Solúvel em H2O;

▫ Sensível à luz;

▫ Resistente ao calor.

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Produção

• Vitamina C

▫ Microorganismos:

Acetobacter suboxydans;

Gluconobacter oxydans

Produção

• Vitamina C

▫ Acetobacter suboxydans;

Produção

• Processo Reichstein;

▫ Desenvolvido por Tadeus Reichstein;

▫ Reino Unido - 1933;

▫ Principal processo de produção;

▫ Patente vendida p/ Hoffmann-La Roche;

▫ Utilizado por:

Basf;

Takeda;

Roche.

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Produção • Processo de produção

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Produção

• Processo de produção

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Produção

• Etapa 1:

▫ D-Glicose D-Sorbitol;

▫ Catálise Ni;

▫ Condições:

Tempo : 2 horas;

Pressão : 80 – 125 atm;

Temperatura : 145°C.

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Produção

• Etapa 1:

Produção


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Produção

• Etapa 2:

▫ Fermentação;

▫ D-Sorbitol L-Sorbose;

▫ Uso de MO;

▫ Condições:

Tempo : 24 horas;

Pressão : 2 atm;

Temperatura : 30°C;

pH : 5.

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Produção

• Etapa 2

Produção


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Produção

• Etapa 3

▫ Acetonização;

▫ L-Sorbose Diacetona-L-Sorbose;

▫ Condições:

Tempo : 24 horas;

Temperatura : 30 °C;

Pressão : 1 atm.

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Produção

• Etapa 3

Produção


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Produção

• Etapa 4

▫ Oxidação;

▫ Diacetona-L-Sorbose Ácido 2-Ceto-L-Gulônico;

▫ Condições:

Tempo : 6 horas;

Temperatura : 50 °C;

Pressão : -;

pH : 7

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Produção

• Etapa 4

Produção


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Produção

• Etapa 5

▫ Esterificação;

▫ Ácido 2-Ceto-L-Gulônico Vitamina C Bruta;

▫ Adição:

Metanol + HCl;

▫ Condições

Não encontradas.

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Produção


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Produção • Etapa 6

▫ Separação / Isolamento;

▫ Vitamina C Bruta Vitamina C (Ác. Ascórbico);

▫ Aquecimento p/ retirada de água;

Evaporação;

Destilação

▫ Adição:

Etanol;

▫ Condições:

Tempo : 2 horas;

Temperatura : 100°C;

pH : 2.

Produção

• Etapa 6

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Vitamina A

• C20H30O;

• Massa molar: 286,45 g/mol

• Ponto de fusão: 62°C

• Ponto de ebulição: 120°C

Vitamina A

• Lipossolúvel;

• Ocorrência

• Forma estrutural

Retinol Fontes animais

Carotenóides Fontes vegetais

Vitamina A

• Funções:

▫ Funcionalidade da retina;

▫ Cor da pele;

▫ Reforço no sistema imunológico;

▫ Formação de ossos, cabelos, unhas;

▫ Desenvolvimento embrionário;

▫ Combate de radicais livres.

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Vitamina A

• Carência:

▫ Olhos secos , cegueira noturna;

▫ Secura da pele, Elasticidade;

▫ Diarréias;

▫ formação de glóbulos vermelhos;

▫ olfato e paladar;

▫ Aumento de infecções.

Vitamina A

• Causas de deficiência:

▫ Falha na amamentação;

▫ Consumo insuficiente de alimentos com VA.;

▫ Baixa ingestão de gordura.

Vitamina A

• Excesso:

▫ Pele áspera, descamativa

▫ Fissuras nos lábios;

▫ Dores ósseas e articulares;

▫ Queda de cabelo;

▫ Aumento de fígado.

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Vitamina A

• Principais fontes (100g):

▫ Fígado de galinha: 11mg;

▫ Fígado de gado: 8mg;

▫ Cenouras: 1mg;

▫ Outros

Manteiga;

Frutas.

Complexo B

B1 - Tiamina

B2 - Riboflavina

B3 - Niacina

B5 – Ácido-Pantotênico

B6 - Piridoxina

B7 - Biotina

B9 - Ácido fólico

B12 - Cianocobalamina

Vitamina B1

• C12H17N4OS;

• Massa molar: 265,95 g/mol;

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Vitamina B1

• Hidrossolúvel;

• Tiamina;

• Fórmula estrutural

Vitamina B1

• Funções:

▫ Ação no metabolismo energético;

▫ Manutenção do sistema nervoso e muscular;

▫ Auxilia a absorção de oxigênio pelo cérebro;

Vitamina B1

• Carência:

▫ Insônia;

▫ Irritação;

▫ Fadiga;

▫ Depressão;

▫ “Agulhadas”;

▫ Perda de memória;

▫ Queimação nos pés.

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Vitamina B1

• Carência:

▫ Beribéri:

Sintomas:

Perda de peso

Distúrbios emocionais

Fraqueza

Inflamação de nervos

Ritmo cardíaco irregular

Insuficiência cardíaca

Vitamina B1

• Carência:

▫ Síndrome de Korsakoff:

Manifestação neurológica da ausência de VB1;

Sintomas:

Amnésia

Desorientação

Apatia

Depressão

Vitamina B1

• Causas da deficiência:

▫ Excesso:

Álcool;

Café;

Cigarro.

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Vitamina B1

• Excesso:

▫ Hidrossolúveis;

▫ Não causam problemas;

▫ Excretadas na urina;

Urina amarelada.

Vitamina B1

• Principais fontes:

▫ Carne suína;

▫ Cereais;

▫ Legumes;

▫ Gema de ovo.

Vitamina B2

• C17H20N4O6;

• Massa molar: 373,36 g/mol;

• Ponto de fusão: 290 °C;

• Ponto de ebulição: - °C.

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Vitamina B2

• Hidrossolúvel;

• Riboflavina / Lactoflavina;

• Fórmula estrutural

Vitamina B2

• Funções:

▫ Cicatrizante;

▫ Atua na regeneração sanguínea;

▫ Auxílio no metabolismo energético;

▫ Importante nas rotas metabólicas (FAD).

Vitamina B2

• Carência:

▫ Dermatite;

▫ Inflamações na língua;

▫ Fissura nos lábios e na boca;

▫ Fotofobia.

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Vitamina B2

• Causas da deficiência:

▫ Dieta pobre em riboflavina;

▫ Má absorção intestinal;

▫ Exposição a radiação UV.

Vitamina B2

• Excesso:

▫ Hidrossolúveis;

▫ Não causam problemas;

▫ Excretadas na urina;

Urina amarelada.

Vitamina B2

• Principais fontes:

▫ Leite;

▫ Carnes;

▫ Verduras;

▫ Ovos.

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Referências Bibliográficas • LIMA, U. A.; AQUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W. – Biotecnologia Industrial –

Processos Fermentativos e Enzimáticos, Vol. 3, Editora Edgard Blücher Ltda, 1ª Ed., 2001.

• http://www.suapesquisa.com/ecologiasaude/tabela_vitaminas.htm

• http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?508

• http://www.copacabanarunners.net/vita.html

• http://www.vitaminas.bayer.pt/scripts/pages/pt/index.php

• http://www.vitaminas.bayer.pt/scripts/pages/pt/vitaminas/vitamina_b1/index.php

• http://www.madehow.com/Volume-3/Vitamin.html

• http://www.enco.ch/ascorbic.htm

• http://www.docstoc.com/docs/28770839/App-42-Production-of-vitamin-C

• http://en.wikipedia.org/wiki/Reichstein_process

• http://bulkactives.com/blog/index.php/tag/reichstein-process/

• http://www.chemmuseum.com/en/ach6.html

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