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