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Mestrado Integrado em Engenharia Química

Aminoácidos 1

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Projeto FEUP 2015- Mestrado Integrado em Engenharia Química:

Armando Sousa e Manuel Firmino João Bastos

Equipa 8042: Supervisor: Maria Eugénia Macedo Monitor: Cláudio Rocha

Estudantes e Autores: Carolina Couto [email protected] Inês Armelim [email protected] Inês Lei [email protected] Mariana Bessa [email protected] Rita Almeida [email protected] Roberto Moreira [email protected]

mailto:[email protected]







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Resumo

Este trabalho centra-se na temática dos aminoácidos, elementos estruturais das proteínas e consequentemente essenciais à vida humana. Falar-se-á dos aminoácidos em geral, alguns em específico, como a lisina e a metionina, bem como de proteínas e enzimas, unidades moleculares já complexas, que os envolvem. Inicialmente, serão abordados conceitos básicos relativamente aos aminoácidos, começando pela sua composição, pela sua função e pela sua importância ao nível biológico. Aprofundar-se-á um pouco mais no que toca ao seu impacto socio-económico, à necessidade de criação de processos de separação para purificação dos mesmos e, para finalizar, demonstrar que existem diversas áreas com necessidade da aplicação dos aminoácidos e que, por esse motivo houve um elevado investimento a nível industrial.

Palavras-chave

Amino ácidos; Proteínas; Impacto Social e Económico; Aplicações; Indústria; Purificação; Investimento; Cromatografia; Purificação; Separação;


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Agradecimentos

Temos que agradecer a todas as pessoas que se empenharam e disponibilizaram o seu tempo para tornar a realização deste trabalho possível. Assim, gostávamos de dar um agradecimento especial aos nossos monitores, que nos acompanharam durante o processo fornecendo ajudas imprescindíveis, dicas e conselhos para melhorarmos os vários aspetos do nosso trabalho, tornando-o coerente e bem estruturado; aos oradores das palestras, que nos ensinaram enumeras técnicas de elaboração e apresentação de trabalhos; e por fim, aos nossos supervisores, que garantiram um processo consistente e ordenado na elaboração do relatório.


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Índice Lista de figuras e tabelas ……………………………………………………..……5 1. Introdução ………………………………………………………………..……….6 2. Estrutura de um aminoácido ………………………………………..…………..7 3. Importância social e económica ………………………………….…………....8 3.1 Utilização dos aminoácidos …………………………………………..…….8 3.2 Aminoácidos economicamente relevantes ……………………….………9 4. Aplicações e implementação a nível industrial …………………………......13 4.1. Nutrição Humana ………………………………………………...…….....14 4.2. Farmacêuticas …………………………………...……………………......15 4.3. Cosméticas ………………………………………………………………...16 4.4. Agrícolas …………………...………………………………………………16 5. Descrição de processos de separação e purificação dos aminoácidos…..17 5.1 Métodos baseados em características físico-químicas das biomoléculas…………….……………………………………………………….…17 5.2 Métodos baseados em afinidade biológica……………………….……..17 6. Cromatografia ………………………………………………………………..…18 7. Conclusão ……………………………………………………..………………..24


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Lista de figuras e tabelas

Figura 1. Estrutura de um aminoácido…………………………………………….7 Figura 2. Representação de uma molécula de glutamato de sódio……………9 Figura 3. Glutamato de Sódio…………………………………………………….10 Figura 4. Representação de uma molécula de metionina……………………..11 Figura 5. Representação de uma molécula de L-lisina•HCl…………………..12 Figura 6. Vitaminas para a nutrição humana……………………………………15 Figura 7. Farmacêuticas…………………………………………………………..15 Figura 8. Cosméticas………………………………………………………………16 Figura 9. Agrícolas…………………………………………………………………16 Figura 10. Cromatografia em coluna…………………………………………….19 Figura 11. Cromatografia em camada delgada…………………………………19 Figura 12. Cromatografia em papel……………………………………………...20 Figura 13. Cromatografia líquida…………………………………………………20 Figura 14. Cromatografia gasosa………………………………………………...21 Figura 15. Processo de troca iónica……………………………………………..22 Figura 16. Processo de afinidade………………………………………………..23 Diagrama 1. Aplicações dos Aminoácidos………………………………………13 Diagrama 2. Classificação quanto à forma física.……………………………...18 Diagrama 3. Classificação pela fase móvel……………………………………..20 Diagrama 4. Classificação pela fase estacionária……………………………...21 Diagrama 4. Processos de separação…………………………………………..22


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1. Introdução Os aminoácidos são parte essencial da nossa sobrevivência, visto

que estes participam em vários processos do nosso organismo. Para obtenção destes, são utilizados vários processos de extração e purificação sendo o mais eficaz a cromatografia.

Uma vez extraídos, podem ser usados em diversas áreas, como por exemplo na industria alimentar, farmacêutica e na cosmética. Hoje em dia, os aminoácidos são muito utilizados na industria química por tornarem os processos menos tóxicos, reduzindo também os custos de energia.


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2. Estrutura de um aminoácido

Aminoácidos, ou simplesmente aa, são moléculas orgânicas que apresentam um carbono saturado, denominado de carbono alfa, que realiza uma ligação com um átomo de hidrogênio, com um grupo amino, com um grupo ácido carboxílico e com um radical orgânico qualquer, sendo esta última ligação a que distingue um aminoácido de outro. Com relação à sua denominação, estão presentes as funções amina e ácido carboxílico, obrigatoriamente, em toda molécula de aa. A estrutura elementar de um aa é representada na figura abaixo:

Figura 1. Estrutura de um aminoácido

http://www.infoescola.com/bioquimica/aminoacido/

http://www.infoescola.com/quimica/acidos-carboxilicos/


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3. Importância social e económica 3.1 Utilização dos aminoácidos

Os aminoácidos são essenciais para o funcionamento do organismo dos seres vivos e para a nossa vida quotidiana pois têm um grande impacto na saúde, estando presentes em vários tratamentos médicos, e também na indústria, sendo componentes dos sabões, dos detergentes, dos adoçantes, de processos de tratamento do couro…

Descobertas importantes relativas aos aminoácidos/proteínas Em 1897 Büchner mostra que enzimas extraídas da levedura podem

transformar açúcar em álcool;

Em 1912 a 1914 Rhöm obtém a patente de uma preparação

enzimática para a lavagem de roupas;

Em 1916 imobilizam-se as enzimas, uma técnica que facilita sua

utilização em processos industriais;

Em 1961 ocorre o desenvolvimento de uma protéase alcalina para

uso de sabões pela empresa dinamarquesa Novo;

Em 1968 ocorre a produção industrial de aminoácidos utilizando

enzimas imobilizadas (enzimas podem ser reutilizadas e facilmente

combinadas com vários transdutores);

Em 1975 G. J. F. Köhler e C. Milstein desenvolvem a tecnologia de

hibridomas e obtêm anticorpos monoclonais. A empresa Novo produz

xarope com alto conteúdo de frutose por via enzimática como

adoçante alternativo à sacarose;

Em 1978 Genentech, Inc., a primeira empresa biotecnológica,

fundada um ano antes por Boyer e Swanson, obtém a proteína

somatotropina (hormona de crescimento) mediante a tecnologia do

DNA-recombinante;

Em 1979 produção da hormona de crescimento humano, utilizando a

tecnologia do DNA- recombinante;

Em 1982 a insulina humana de origem recombinante da Genentech,

Inc. é comercializada. Uma licença será obtida mais tarde pela

empresa Eli Lilly, que a venderá com o nome de Humulina. A primeira

vacina de DNA-recombinante para o gado é comercializada na

Europa;

Em 1988 Genencor International Inc. obtém a patente de um

processo que permite obter enzimas (proteases) resistentes a

alvejantes (processo bleach) para a fabricação de sabões para a

lavagem de roupa;

Em 1990 Pfizer comercializa Chy-Max TM, uma enzima de origem

recombinante para a preparação de queijos.


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A produção industrial de aminoácidos centra-se principalmente nos alimentos e bebidas (intervenientes na produção de adoçantes, pão, bolachas, queijo, extração de sucos de frutas e fermentação alcoólica), nos detergentes (eliminam as manchas difíceis), no setor têxtil (são utilizadas no tratamento do couro, por exemplo), no setor cosmético (são componentes de artigos depilatórios e de higiene bucal e os desodorizantes), no setor farmacêutico e em tratamentos médicos (as enzimas apresentam aplicações na dermatologia como o combate ao envelhecimento, o tratamento do acne e a eliminação da caspa; no campo da saúde estas são constituintes de medicamentos utilizados na quimioterapia e funcionam como reagentes em testes de diagnóstico; nesta área destaca-se o uso de anticorpos monoclonais que são imunoglobulinas que podem servir para o tratamento de cancro, por exemplo).

Apesar de ainda numa fase inicial, numerosos estudos clínicos têm demonstrado resultados bastante promissores, levando a uma rápida liberação pelo FDA, órgão americano regulador de medicamentos, para a utilização de produtos baseada na ação de anticorpos monoclonais para o

tratamento de diversos tipos de tumores.

3.2 Aminoácidos economicamente relevantes

Em toda a produção mundial de aminoácidos, podemos focar-nos em três principais, que constituem 95% do volume total de aminoácidos comercializados (suplementos). Estes são o glutamato de sódio, a metionina, e a L-lisina •HCl.

Glutamato de Sódio

O glutamato de sódio é o sal sódico do ácido glutâmico, um dos

aminoácidos não essenciais mais comuns na natureza. Este aminoácido foi classificado como um aditivo seguro, pela FDA (Agência regulatória para Alimentos, Medicamentos e Cosméticos dos Estados Unidos) e pela União Europeia. Assim a indústria alimentar usa-o como realçador de sabor, visto que distorce a perceção total de outros gostos.

Figura 2. Representação de uma molécula de glutamato de sódio

Em 1908, o ácido glutâmico foi pela primeira vez isolado pelo

professor Kikunae Ikeda (professor de química da Universidade Imperial de


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Tóquio e um dos grandes responsáveis pelo desenvolvimento do sistema industrial japonês). O ácido foi extraído da alga marinha kombu, através de extração aquosa e cristalização. Na análise de resultados reparou-se no sabor peculiar que tanto a alga como o produto extraído tinham. A este sabor o professor denominou unami.

Assim, para descobrir mais sobre este sabor e a sua origem, procedeu-se ao estudo de vários sais de glutamato, como o de cálcio, potássio, amónio e magnésio. No entanto, notou-se que o glutamato de sódio era o mais solúvel/saboroso e de rápida cristalização.

Deste modo, após mais alguns estudos e testes, patenteou a sua produção. Este aminoácido foi pela primeira vez produzido um ano depois pelos irmãos Suzuki, que criaram a marca AJI-NO-MOTO, que significa "essência do sabor" em japonês.

Existem três métodos para produzir este aminoácido: hidrólise de

proteínas vegetais com ácido hidroclorídrico para romper ligações peptídicas (1909-1962), síntese química direta com acrilonitrila (1962-1973) e fermentação bacteriana- o método atual.

No primeiro método, era utilizado glúten de trigo por ter mais de 30g de glutamato e glutamina em 100g. No entanto, houve um grande acréscimo na produção de glutamato de sódio, e começaram a ser estudados processos alternativos como a síntese química e a fermentação.

Figura 3. Glutamato de sódio

Atualmente o processo mais utilizado é a fermentação bacteriana,

assemelhando-se ao processamento de vinho ou vinagre. Basicamente, cria-se uma cultura de bactérias corineformes cultivadas com amônia e hidratos de carbono. As bactérias, posteriormente, excretam aminoácidos para o meio de cultura de onde o glutamato é isolado, através de filtragens, reações ácido-base e cristalizações.

Além de ser utilizado como realçador de sabor, é também usado como

substituinte do cloreto de sódio (sal comum). Isto porque o glutamato de sódio tem apenas 12% de sódio na sua constituição, enquanto o cloreto de sódio tem cerca de 39%. Assim, a substituição do sal por este realçador de sabor ajuda a prevenir doenças como insuficiências cardíacas, derrames e hipertensão.


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Apesar de todas estas vantagens, o uso do suplemento deste aminoácido tem um grande problema, o "Síndrome do restaurante chinês". Este síndrome é o complexo dos sintomas relacionados com o glutamato de sódio (dor de cabeça, dormência/formigueiros, rubor, rigidez muscular e fraqueza generalizada). Estes efeitos foram sentidos por o pesquisador Robert Ho Man Kwok, que informalmente reportou os sintomas que sofreu após uma refeição americo-chinesa, e ao longo dos anos a lista de sintomas tem crescido sem bases científicas confiáveis, o que torna o assunto ainda mais sensível e sujeito a debate.

Há ainda estudos a serem realizados sobre estes aminoácidos, porém

sem resultados concretos que possam ser motivo agravante de obesidade e asma. Sendo os glutamatos importantes neurotransmissores no cérebro humano, também poderão provocar danos colaterais cerebrais.

Metionina

Metionina, aminoácido essencial, é a forma racémica do ácido

aminometiltiobutírico que participa na síntese proteica como precursora da glutationa. No entanto, esta não é produzido pelo corpo, logo tem de ser obtida através da alimentação.

Figura 4. Representação de uma molécula de metionina

É um aminoácido que contém enxofre, sendo importante para várias

funções no nosso organismo. Através do fornecimento de enxofre, a Metionina melhora a flexibilidade da pele, amacia os cabelos e fortifica as unhas. Para além disso, este elemento ainda funciona como escudo protetor celular contra poluentes, está envolvido no processo de síntese de proteínas e atrasa o envelhecimento da pele. Pode, também, ser usado para combater doenças hepáticas.

Foi ainda descoberto que a carência deste aminoácido está

diretamente ligada às cataratas, sendo a metionina usada como prevenção da doença, ou como travão do desenvolvimento da doença, retardando a sua evolução.

Este aminoácido não é tão polémico como o anteriormente

apresentado (glutamato de sódio) visto que não há registos de efeitos colaterais do uso de metionina como suplemento.


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L-lisina•HCl

É produzida de forma semelhante ao glutamato de sódio através da

fermentação de matéria prima de origem agrícola, tal como o xarope de cana de açúcar.

A Lisina, à semelhança da Metionina, não é produzida pelo organismo, sendo necessário ser ingerida. Esta é bastante comum em grande parte dos alimentos na base da nossa alimentação (leite e derivados, carne, feijões...).

Figura 5. Representação de uma molécula de L-Lisina•HCl

A Lisina foi isolada a primeira vez em 1889 a partir de uma

fosfoproteína presente no leite em, no entanto, só foi comercializada como suplente em 1955 como Lisina hidroclorídrica.

Foi pensada de forma a que se pudesse adicionar ao pão, com o

intuito de levar este aminoácido a povos com dietas pobres neste elemento. No entanto, a FDA recusou mudar os padrões do "pão branco".

Desde 1970 que este suplemento tem sido comumente adicionado a

ração para animais. Em termos medicinais, tem sido usado para combater infeções

fúngicas labiais como herpes, problemas intestinais (incapacidade de absorção de cálcio) e estudos sugerem que poderá ser útil contra a osteoporose.

No entanto, o uso do suplemento Lisina poderá ter imensos efeitos

colaterais como diarreia, dores de cabeça, náuseas ou dor abdominal. Contudo, a esmagadora maioria do comércio deste aminoácido destina-se à suplementação das rações dos animais.


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4. Aplicações e implementação a nível industrial

Diagrama 1. Aplicações dos Aminoácidos

Componentes polifuncionais como os aminoácidos e os seus derivados, foram aplicados numa extensa variedade de áreas industriais. Isto deriva, particularmente, do facto dos mesmos apresentarem propriedades físico-químicas, tais como, estabilidade térmica, baixa volatilidade, estruturas anfotéricas, e capacidade para formar complexos. As suas aplicações são principalmente visíveis nas áreas da produção de fármacos, nutrição medicinal, suplementos dietéticos, cosmética e de meios de cultura celular.


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4.1. Nutrição Humana

Para além do seu valor nutritivo, os aminácidos são grandes intensificadores de sabor. A adição de pequenas quantidades de aminoácidos para aumentar o valor nutritivo das proteínas é conhecida como suplementação. Em geral, proteínas animais contêm os aminoácidos essenciais em grandes quantidades, ao contrário das proteínas vegetais que muitas vezes não têm todos os aminoácidos essenciais. Aumentar a nutrição humana com proteínas vegetais é praticado por motivos dietéticos, entre outros, o que nem sempre é muito prático, devido aos seus custos, ao seu sabor... Nestes casos suplementação com aminoácidos é o método mais simples de aumentar esse valor nutricional.

Por exemplo, há crianças que mostram incompatibilidade com a proteína da lactose. Para este problema existem fórmulas comercializadas, que são muitas vezes baseadas no isolamento da proteína de soja e são complementados com L-metionina.

-Intensificadores de sabor e aromatizantes

Os aminoácidos não têm praticamente sabor nenhum, no entanto contribuem para o sabor dos alimentos, pois têm propriedades de reforço e modificação de sabor, sendo assim aditivos muito usados na indústria alimentar. A L-Cisteína intensifica especialmente o aroma das cebolas e é usado para dar aroma a cebolas secas. A metionina representa um papel importante no sabor das batatas fritas.

-Outros usos na alimentação

A procura de suplementos para uma função específica -para o aumento de energia, de concentração ou até mesmo para manter uma vida saudável- levou à implementação dos aminoácidos nesta área de produtos dietéticos ou de suplementos nutricionais. Sendo que, atualmente, já não são só os atletas de alta competição que procuram este tipo de produtos.

Capazes de formar complexos com metais, os aminoácidos atuam como antioxidantes para gorduras e produtos que contêm gorduras. Este efeito é reforçado por antioxidantes primários como o α-tocoferol. Também as bebidas energéticas e as barras energéticas contêm suplementos com aminoácidos selecionados, assim como L-leucina, L-valina, que são componentes importantes das proteínas das membranas das células e reduzem a fatiga. Estes aminoácidos, entre outros, melhoram a força muscular e ajudam a recuperar depois de algum exercício.


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Figura 6. Vitaminas para a nutrição humana

4.2. Farmacêuticas Os aminoácidos são preferencialmente utilizados na produção de soluções com a finalidade de injeções, se bem que estão a ser cada vez mais procurados para novos métodos de tratamento. Para além disso, são também importantes na medida em que proporcionam o aumento da concentração de componentes nutricionais em alimentos com funções medicinais para pacientes com problemas digestivos ou malnutridos, por exemplo. Durante os últimos anos o potencial dos aminoácidos e os seus derivados, como ingredientes para medicamentos tem sido claramente reconhecido. Estudos mais recentes vieram comprovar que o uso destas moléculas é essencial no desenvolvimento de meios de cultura celular, sendo que são as mesmas que levam ao crescimento e multiplicação de células, não só de tecidos, mas também de anticorpos.

-Soluções de infusão

Uma solução de infusão padrão contém os oito aminoácidos essenciais, os aminoácidos semi-essenciais e alguns aminoácidos não essenciais como glicina, L-alanina, L-serina e ácido glutâmico. Estas soluções são feitas unicamente de aminoácidos puros e cristalinos. Soluções ricas em leucina, isoleucina, valina e pobres em metionina são essenciais para pessoas com doenças no fígado. Soluções que contêm apenas aminoácidos essenciais estão disponíveis para pessoas com doenças nos rins.

Figura 7. Farmacêuticas


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4.3. Cosméticas Como referido anteriormente, as caraterísticas específicas destas estruturas é a principal causa da sua implementação na indústria. No caso dos cosméticos, devido ao seu pH e ao seu particular efeito hidratante houve a necessidade de inserir os aminoácidos nesta área. Os seus derivados são de extrema importância devido à sua estabilidade e capacidade de absorção. A epiderme da pele é constituída por 15% de água, que na presença de aminoácidos, principalmente a serina e alanina, formam uma emulsão de óleos com os lípidos na forma de uma pequena camada, ficando assim a pele hidratada. Também os aminoácidos contribuem para estabilizar o pH da pele. Como têm estas propriedades os aminoácidos são muitas vezes usados em produtos para a pele e para o cabelo. 60% da força do cabelo é conseguida por três aminoácidos, histidina, lisina e tirosina, assim ao serem aplicados em champôs reduzem a queda de cabelo e intensificar o brilho. Aminoácidos que contêm enxofre exibem um efeito normalizador no metabolismo da pele, por exemplo, excesso de lípidos na pele e acne.

Figura 8. Cosméticas

4.4. Agrícolas Grande parte dos pesticidas são derivados de aminoácidos naturais, ou não naturais, mas é nos herbicidas onde são usadas mais estruturas de aminoácidos.

Figura 9. Agrícolas

Muitas empresas estão então a investir no uso dos aminoácidos para o fabrico do tipo de produtos mencionados a cima. Como já era de esperar o país com maior investimento é a China, seguida da Bélgica. Focam-se principalmente na área da alimentação, mais propriamente na parte dos aditivos para melhoramento do sabor, e na área dos fertilizantes naturais. Exemplos dessas empresas são a INDIS, a SPECTRAL BIONA LABORATORY, BIDE PHARMATECH LTD, entre outras.


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5. Descrição de processos de separação e purificação dos aminoácidos

Existe uma grande variedade de métodos visando a separação de biomoléculas. Como na maioria das vezes o que se pretende purificar é uma proteína, o grupo de moléculas com maior diversidade, as metodologias de separação de proteínas tiveram um grande desenvolvimento, com muitas opções disponíveis.

5.1. Métodos baseados em características físico-químicas das biomoléculas:

5.1.1. Tamanho – Massa – Densidade (ex: centrifugação, diálise, gel-filtração);

5.1.2. Carga elétrica (ex: cromatografia de troca iônica, eletroforese);

5.1.3. Solubilidade ou hidrofobicidade (ex: cromatografia em papel, fase reversa);

5.2. Métodos baseados em afinidade biológica (que exploram a interação entre duas moléculas):

5.2.1. Cromatografia de afinidade (pressupõe que uma das moléculas do par que interage é um “reagente” de fácil obtenção, disponível comercialmente);


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6. Cromatografia

A Cromatografia é um método analítico de separação e quantificação de compostos em uma mistura, usando propriedades como o tamanho, a massa e a solubilidade. Para o processo de separação de compostos, a mistura passa por duas fases distintas: fase estacionária (fixa) e a fase móvel (como uma liquido ou gás, que ajuda na separação da mistura). Os constituintes do composto interagem através de forças intermoleculares e iônicas com as fases, culminando na separação- A mistura pode ser separada em várias partes ou ainda ser purificada.

Classificação quanto á cromatografia:

Forma física do sistema cromatográfico;

Fase móvel utilizada;

Fase estacionária utilizada;

Processo de separação;

Diagrama 2. Classificação quanto à forma física

Cromatografia em coluna: A substância a ser separada é colocada numa

coluna aberta em ambas as extremidades pela parte superior e o eluente (solvente usado na cromatografia) é vertido após, em quantidade suficiente para promover a separação. Se a amostra possuir cor, pode-se visualizar as diferentes zonas coloridas a descer pela coluna, que são posteriormente recolhidas, separadamente, pela extremidade inferior. Se a amostra não possuir cor, recolhem-se várias frações iguais de eluente, testanto a

Classificação quanto à forma físca

Cromatografia em coluna

Cromatografia planar

Cromatografia em camada delgada (TLC)

Cromatografia em papel (PC)


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presença ou ausência de substancias dissolvidas através do uso de, por exemplo, luz ultravioleta.

Figura 10. Cromatografia em coluna

Cromatografia planar: A cromatografia planar é subdividida em

cromatografia em camada delgada (TLC: “Thin-Layer Chromatography”) e cromatografia em papel (PC: “Paper Chromatography”)

Cromatografia em camada delgada: é realizada sobre uma

placa de vidro, plástico ou folha de alumínio, revestida com uma fina camada de adsorvente (fase estacionária). Aplica-se a amostra sobre a placa, devido á ação capilar promovida pela placa, os solutos são separados pelas diferenças de mobilidade (fase móvel);

Figura 11. Cromatografia em camada delgada


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Cromatografia em papel: utiliza para a separação dos componentes

da mistura a migração diferencial sobre a superfície de um papel de filtro de qualidade especial (fase estacionária). A fase móvel pode ser um solvente puro ou uma mistura de solventes;

Figura 12. Cromatografia em papel

Diagrama 3. Classificação pela fase móvel

Cromatografia líquida: a cromatografia liquida dá-se quando a fase móvel é

um liquido e a fase estacionária é um sólido, fazendo a separação através do sólido.

Figura 13. Cromatografia Líquida

Cromatografia gasosa: a cromatografia gasosa baseia-se quando a fase

móvel é um gás e a fase estacionaria é um solido ou liquido.

Classificação pela fase móvel

Cromatografia líquida

Cromatografia gasosa

Cromatografia supercrítica


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Figura 14. Cromatografia Gasosa

Cromatografia supercrítica: é usada para utilizações especificas

apresentando vantagens na área compreendida entre a cromatografia gasosa e a cromatografia líquida, tornando possível, por exemplo, a separação de substâncias não voláteis em colunas abertas, visto que um fluído supercrítico reúne a vantagem da alta difusibilidade do gás e do alto poder de solvatação do líquido.

Diagrama 4. Classificação pela fase estacionária

Fase estacionária sólida: a fase fixa é um solido que serve como uma

espécie de filtro, e age de várias maneiras para a separação da mistura

Fase estacionaria líquida: esta pode estar absorvida num sólido ou

presa sobre ele, servindo de filtro.

Classificação pela fase

estacionária

Fase estacionária

líquida

Fase estacionária

sólida


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Diagrama 5. Processos de separação

Adsorção: a fase estacionária é sólida e a fase móvel pode ser líquida

ou gasosa. Baseia-se nas atrações dipolares da superfície da fase estacionária pelas moléculas da substância a separar.

Partição: A fase estacionária é líquida. Este processo é baseado na

diferente solubilidade dos componentes da mistura nas duas fases líquidas.

Troca iónica: a cromatografia iónica é uma variante da cromatografia

líquida que utiliza resinas de troca iónica para separar iões atómicos ou moleculares com base na sua interação com a resina.

Figura 15. Processo de troca iónica

Afinidade: nesta técnica, os compostos (com afinidade pelo ligante) são imobilizados mediante a ligação com a molécula de interesse. É ideal para a captura ou purificação de biomoléculas.

Processos de separação

Adsorção

Afinidade

Partição

Troca iónica


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Figura 16. Processo de Afinidade


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7. Conclusão

Os aminoácidos estão a ser cada vez mais valorizados nos dias de hoje. A sua importância a nível biológico foi percetível já há muito tempo por importantes investigadores, porém, na atualidade, a sua importância foi notória não só a nível biológico, mas também a nível industrial.

Para que estas moléculas possam ser utilizadas nas várias áreas industriais são necessários diversos processos de separação e purificação das mesmas, sendo o mais importante a cromatografia.

Após a purificação dos aminoácidos é então possível implementá-los em diferentes áreas como na cosmética, na farmacêutica e nos químicos agrícolas.

Em suma, os aminoácidos são extremamente importantes para o ser humano sendo imprescindíveis biologicamente e mais recentemente socioeconomicamente.


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Referências bibliográficas

Estrutura de um aminoácido: http://www.infoescola.com/bioquimica/aminoacido/ Cromatografia: http://www.infoescola.com/quimica/cromatografia/ http://www.dq.fct.unl.pt/servicos-exte…/cromatografia-ionica http://www.ioc.fiocruz.br/pep…/…/cromatografia_alexandre.pdf Aplicações e implementação a nível industrial: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0223523413007885 http://www.europages.co.uk/companies/Sweden/amino-acids.html http://www.kyowahakko-bio.co.jp/english/rd/aminoscope/usage/ http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a02_057.pub2/pdf Importância social e económica: ]Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Amino Acids, Drauz, K., Grayson, I., Kleemann, A., Krimmer, H.-P., Leuchtenberger, W. and Weckbecker, C. 2007 http://www.bteduc.bio.br/livros/Biotecnologia_2012.pdf

http://www.infoescola.com/bioquimica/aminoacido/

http://www.infoescola.com/quimica/cromatografia/

http://www.dq.fct.unl.pt/servicos-externos/cromatografia-ionica

http://www.ioc.fiocruz.br/peptideos2008/pdf/cromatografia_alexandre.pdf

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0223523413007885

http://www.europages.co.uk/companies/Sweden/amino-acids.html

http://www.kyowahakko-bio.co.jp/english/rd/aminoscope/usage/

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a02_057.pub2/pdf

http://www.bteduc.bio.br/livros/Biotecnologia_2012.pdf

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