O documento discute vitaminas, compostos orgânicos essenciais obtidos através da dieta que promovem a vida e o crescimento. As principais vitaminas incluem a A, as do complexo B e as C, D, E e K. A maioria é produzida por síntese química ou fermentação, como a vitamina B12 produzida por Streptomyces.

1. Vitaminas
Elementos nutritivos essenciais para a vida (VITA),
que na sua maioria possuem na sua estrutura
compostos nitrogenados (AMINAS)
O corpo humano deve receber as vitaminas através:
- alimentação
- por administração exógena (injeção ou via oral)
- por aproveitamento das vitaminas formadas pela flora intestinal
Compostos orgânicos obtidos em uma dieta normal e
capazes de manter a vida e promover o crescimento
As necessidades de vitaminas variam em função de:
sexo, idade, peso, altura, necessidades calóricas,
estados de gravidez e lactação,
atividade física, etc.
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

2. Principais vitaminas existentes:
Características Vitamina A (caroteno, retinol)
• essenciais para o crescimento e o Vitaminas do complexo B:
funcionamento metabólico normal B1 (tiamina)
de um organismo; B2 (riboflavina)
B3 (niacina, niacinamida)
• ativas em doses mínimas;
B4 (adenina)
• não apresentem valor energético B5 (ácido pantotênico)
inerente; B6 (piridoxina)
• não possam ser biossintetizadas B7 (biotina)
pelos organismos 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
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

3. Grupos das Vitaminas:
Lipossolúveis - solúveis em lipídeos: absorvidas juntamente com as gorduras
da alimentação
Hidrossolúveis - solúveis em água: excretadas pela urina em pequenas
quantidades, não sendo armazenadas no organismo em quantidades
apreciáveis
A maioria das vitaminas hidrossolúveis
são constituintes necessários de
coenzimas que apresentam papel
importante em diversos caminhos
metabólicos
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

4. _________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

5. _________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

6. _________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

7. _________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

8. Produção
A maioria das vitaminas são produzidas por síntese química
Vitamina B12 - exclusivamente produzida por fermentação
Vitamina C - por semi-síntese
Vitamina B12
Vitamina C
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

9. Vitamina C
Vitamin C is widely available in
(L - Ácido ascórbico) the form of tablets and powders.
The Redoxon brand, launched in
sólido branco cristalino 1934 by Hoffmann-La Roche, was
the first mass-produced synthetic
ponto de fusão: 190 - 192 °C
vitamin 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 Ácido dehidroascórbico
(forma reduzida (forma oxidada vitamina C)
vitamina C)
Produção Mundial estimada = 110.000 ton/ano
Mercado ≅ US$ 60 milhões
Maiores produtores: BASF/TAKEDA, DSM, MERCK,
China Pharmaceutical Group Ltd.
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

10. Produção de Vitamina C
Meio de Produção: 20% sorbitol
3 – 5% milhocina
0,1% octadecanol
(antiespumante)
ácidos pantotênico,
p-amino-benzóico,
nicotênico (traços)
Inóculo: 3 a 4% volume total
Di-acetone-
ketogulonic
Agente: Gluconobacter (Acetobacter) suboxidans acid Ketogulonic
acid
Condições: Fermentação submersa
30 – 40% VVM
agitação mecânica
T = 30 – 35oC
pH = 5,5 – 6,0
rendimento = 98%
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

11. 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 Mundial estimada = 3 t / ano
Mercado ≅ US$ 71 milhões
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

12. Produção de Vitamina B12
Agentes:
• Streptomyces – S. griseus, S. olivaceus (NRRL B-1125)
• Bacillus – B. megatherium (NRRL B938; NRRL B1372; NRRL B938R)
• Propionobacterium – P. freundereichii ATCC 6207, P. shermanii ATCC 13673
produzem vitamina B12 intracelularmente
excretam os ácidos propiônico e acético (inibem o crescimento celular)
• Pseudomonas – P. denitrificans
produção de vitamina durante toda a fermentação
adição de sal de cobalto e DBI (5,6-dimetilbenzimidazol): essenciais para a
biossíntese
aerobiose intensa
produção totalmente dependente de betaína (H3C)3N(+)-CH2-CO2(-): ativação da
biossíntese ou aumento na permeabilidade da membrana
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

13. Produção
de Vitamina B12:
Biossíntese de
Cobalaminas
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

14. Produção de Vitamina B12
Meios: Precursores:
Crescimento Produção
Glicose 0,5% 1,0% • colina ou dimetilbenzeno –
Milhocina 0,5% 4,0% doadores de radical metil
Óleo de soja 0,1% 0,1% • cianetos – sob a forma de
CoCl2.6H20 2 ppm 9 ppm ferrocianeto
CaCO3 --- 0,5%
pH 7,0 7,0
100mL meio 4 L meio Propagador -170 L meio
shaker 30oC / 48 h aeração 30oC / 48 h aeração / agitação
inóculo (≅ 5%)
o
25 - 28 C
agitação
(72 rpm)
aeração anti-espumante
(0.5 VVM)
70-90 h
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

15. Produção de Vitamina B12
Melhor rendimento obtido em 80oF ( ≅ 26,6oC)
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

16. Produção de Vitamina B12
A maior parte da vitamina
B12 fica retida no micélio
Manter o pH = 7.0-7.5 (adição de H2SO4)
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

17. Caldo fermentado
Recuperação e Acidificação com H2SO4
Purificação Adição de Na2SO3
(para proteger a vitamina)
Aquecimento
80-120oC / 10-30 min
(para lise das células)
Centrifugação micélio e sólidos
Residuais
Adição de KCN
em presença de NaNO2
(conversão de cobalamina em
cianocobalamina mais estável)
Adsorção
em amberlite, alumina, sílica-gel
Eluição com álcool-água ou fenol-água
Evaporação
Cristalização
_________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

18. _________________________________________________________________________________
EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ