Produção de Vitaminas

Produção de Vitaminas

Acadêmicos: Fernando Alves

Guilherme Takeshi

Marcelo Magno Teixeira

Rodrigo Zunta

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.

Introdução•Vitaminas:

▫Ausência: Hipovitaminose / Avitaminose;

Alterações bioquímicas; Alterações funcionais;

▫Excesso: Hipervitaminose.

Introdução•Vitaminas:

▫Dois principais gruposHidrossolúveis

Lipossolúveis

Introdução

•Vitaminas Lipossolúveis:▫Solúveis em lipídios;

▫Absorção Presença de bílis e suco pancreático;

▫Transportadas pelo sistema linfático;

▫Acumulas nos tecidos.

Vitamina A

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 - TiaminaB2 -RiboflavinaB3 - NiacinaB5 - DexpantenolB6 - PirodoxinaB7 - BiotinaB9 - Ácido fólicoB12 - Cianocobalamina

Produção•Produção de vitaminas:

▫Extração de alimentos

▫FermentaçãoB2 - Riboflavina

B12 - CianocobalaminasC - Ácido Ascórbico

Produção•Vitamina B12 :

▫Sólido cristalino;

▫Coloração avermelhada;

▫Inodoro;

▫Insípido;

▫Higroscópica;

▫Muito solúvel em água.

Produção

•Vitamina B12

▫Microorganismos: Propionibacterium shermanii; Pseudomonas denitrificans;

Produção•Vitamina B12

▫Propionibacterium shermanii

▫Rendimento (30 – 40 g/L)

▫Processo divido em duas etapas:

Crescimento do MO

Produção de Vitamina

Produção•Vitamina B12

▫Fluxograma

I II III IV V

I - LaboratórioII - Pré fermentaçãoIII - FermentaçãoIV - SeparaçãoV - 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.

Produção

•Laboratório:▫Incubação:

4 dias; T 30°C.

Produção• Laboratório:

▫Multiplicação do MO;

▫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.

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

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.

Produção•Vitamina C

▫Microorganismos: Acetobacter suboxydans; Gluconobacter oxydans

Produção•Vitamina C

▫Acetobacter suboxydans;

▫Dois tipos de processo:

Processo ReichsteinProcesso de Fermentação dupla

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.

Produção•Processo de produção

1

2

3

4

5

6

Produção• Etapa 1:

▫ Hidrogenação;

▫ D-Glicose D-Sorbitol;

▫ Reação orgânica;

▫ Catálise Ni;

▫ Condições:

Tempo : 2 horas;

Pressão : 80 – 125 atm;

Temperatura : 145°C.

Produção•Etapa 1:


1

2

3

4

5

6


▫ Fermentação;

▫ D-Sorbitol L-Sorbose;

▫ Uso de MO;

▫ Condições:

Tempo : 24 horas;

Pressão : 2 atm;

Temperatura : 30°C;

pH : 5.

Produção•Etapa 2


1

2

3

4

5

6

Produção• Etapa 3

▫ Acetonização;

▫ L-Sorbose Diacetona-L-Sorbose;

▫ Adição:

Acetona + H2SO4;

Proteção das –OH;

▫ Condições:

Tempo : 24 horas;

Temperatura : 30 °C;

Pressão : 1 atm.


1

2

3

4

5

6


▫ Oxidação;

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

▫ Presença de KMnO4 / Pd ;

▫ Condições:

Tempo : 6 horas;

Temperatura : 50 °C;

Pressão : -;

pH : 7


1

2

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6


▫Esterificação;

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

▫Adição: Metanol + HCl;

▫Condições Não encontradas.


1

2

3

4

5

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• Processo de fermentação dupla

▫ Processo desenvolvido na China;

▫ Considerado mais barato:

Menor uso:

Solventes tóxicos;

Reagentes;

▫ Utilizado por:

Basf;

Merck;

Adm.


D-Sorbitol

L-Sorbose

2-A-C-G

Vitamina Bruta

D-Glicose

Vitamina C

1

2

3

4

5


▫Hidrogenação;

▫D-Glicose D-Sorbitol;

▫Reação orgânica;

▫Catálise Ni;

▫Condições: Tempo : 2 horas;

Pressão : 80 – 125 atm;

Temperatura : 145°C.

Produção•Etapa 1:


D-Sorbitol

L-Sorbose

2-A-C-G

Vitamina Bruta

D-Glicose

Vitamina C

1

2

3

4

5

Produção• Etapa 2 :

▫1ª Fermentação;

▫D-Sorbitol L-Sorbose;

▫Uso de MO;

▫Condições: Tempo : 24 horas;

Pressão : 2 atm;

Temperatura : 30°C;

pH : 5.


D-Sorbitol

L-Sorbose

2-A-C-G

Vitamina Bruta

D-Glicose

Vitamina C

1

2

3

4

5


▫2ª Fermetação;

▫L-Sorbose Ácido 2-Ceto-L-Gulônico;

▫Substitui as reações utilizadas no processo

Reichstein;

▫Uso MO (mesmo da 1ª fermentação);

▫Condições: Não encontradas.


D-Sorbitol

L-Sorbose

2-Ácido-Ceto-L-Gulônico

Vitamina Bruta

D-Glicose

Vitamina C

1

2

3

4

5


▫Esterificação;

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

▫Adição: Metanol + HCl;

▫Condições Não encontradas.


D-Sorbitol

L-Sorbose

2-Ácido-Ceto-L-Gulônico

Vitamina Bruta

D-Glicose

Vitamina C

1

2

3

4

5


▫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

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 animaisCarotenóides Fontes vegetais

Vitamina A•Funções:

▫Funcionalidade da retina;

▫Cornificarão da pele e mucosas;

▫Reforço no sistema imunológico;

▫Formação de ossos, cabelos, unhas;

▫Desenvolvimento embrionário;

▫Combate de radicais livres.

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.

Vitamina A•Principais fontes (100g):

▫Fígado de galinha: 11mg;

▫Fígado de gado: 8mg;

▫Cenouras: 1mg;

▫Outros Manteiga; Frutas.

Complexo BB1 - Tiamina

B2 - Riboflavina

B3 - Niacina

B5 - Dexpantenol

B6 - Pirodoxina

B7 - Biotina

B9 - Ácido fólico

B12 - Cianocobalamina

Vitamina B1

•C12H17N4OS;

•Massa molar: 265,95 g/mol;

•Ponto de fusão: 248°C;

•Ponto de ebulição: não encontrado.

Vitamina B1•Hidrossolúvel;

•Tiamina;

•Forma 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.

Vitamina B1•Carência:

▫Beribéri: Principalmente em alcoólatras;

Sintomas:

Perda de pesoDistúrbios emocionaisFraquezaInflamação de nervosRitmo cardíaco irregularInsuficiência cardíaca


▫Síndrome de Korsakoff: Manifestação neurológica da ausência de

VB1;

Sintomas:

AmnésiaDesorientaçãoApatiaDepressão

Vitamina B1•Causas da deficiência:

▫Excesso: Álcool; Café; Cigarro.

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.

Vitamina B2•Hidrossolúvel;

•Riboflavina / Lactoflavina;

•Forma estrutural

Vitamina B2•Funções:

▫Cicatrizante;

▫Atua na regeneração sanguínea;

▫Auxílio no metabolismo energético;

▫Importante nas rotas metabólicas (FAD).


▫Dermatite;

▫Inflamações na língua;

▫Fissura nos lábios e na boca;

▫Fotofobia.

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.

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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