Download - 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
• Processo de 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
• Processo de 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
• Processo de 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
• Processo de 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