Microbiologia Industrial

CIDMAR BARCELOS DE CAMPOS

GUILHERME SOUZA DE AVELLAR

KIVEA FERREIRA ASSIS

RAFAEL EDUARDO OLIVEIRA ROCHA

Os micro-organismos industriaisProdução da substância de interesse em altos níveis

Crescimento em culturas de larga escala

Produção de células reprodutoras

Crescimento rápido

Produção em tempo curto

Crescimento em meios de cultura líquidos de baixo custo

Não patogênico

Fácil manipulação genética

Produtos industriaisCélulas Produtos celularesBiotransformação

Suplementos

Fonte: The Telegraph

Uso direto

Fonte: Biblioteca da Medicina

Alteração química sofrida por um composto específico em um organismo (Franco & Franco, 2002)

Biotransformação de esteroides (Moreira, 2009)

Enzimas

Ex.: Glicose isomerase

Antibióticos

Ex.: Penicilina

Aditivos alimentares

Ex.: aminoácidos

Químicos em geral

Ex.: Álcool, ácido cítrico

Metabólito primário

Metabólito secundário

Produtos industriaisMetabólito Primário: Substância produto do metabolismo vital da célula, geralmente ligado ao crescimento e/ou reprodução da célula. (Drew & Demain, 1977) Ex.: etanol, ácido acético.

Metabólito secundário: Substância não vitais para a sobrevivência da célula, geralmente produzida em situação de não estresse da célula e ligada a defesa celular. (Drew & Demain, 1977) Ex.: penicilina entre outros antibióticos

Fonte: Microbiologia de Brock

Fermentação industrial: o escalonamento

Fon

te: C

ron

ixb

eer

Fon

te: L

AM

BD

A

Inst

rum

ents

Fon

te: J

op

emar

Fon

te: J

op

emar

Etapa inicial

Volume menor que 1 Litro

Escolha do microorganismo

Controle de diversos aspectos físicos

Volume entre 1 e 10 litros

Planejamento de apliaçãoda produção

Etapa final de pequenos produtores

Volume entre 300 e 3.000 litros

Planta piloto para grandes indústrias

Grande produção

Volume entre 10.000 e 500.000 Litros

Fermentação industrial: O fermentador industrialAço inoxidável

Sistema de aeração

Aspersor

Alto monitoramento e controle

Uso de modelagem para a previsão de diversos aspectos

Fonte: Microbiologia de Brock

Produtos para a saúde

Tratamento inicial

Filtração

Líquidos

Processos de separação

Antibiótico parcialmente

puro

Purificação e recristalização

Antibiótico puro

Sólidos Extração

Extratos

SecadorRação animal

Fermentador

Produção de aminoácidosGrande importância na indústria de alimentos

Geralmente metabólitos primários

Aspartato e Alanina

5.000 ton/ano

Suavizadorde sabor

Fonte: tuttonaturalFonte: Abril

Glicina

6.000 ton/ano

Melhorar sabor

BiotransformaçãoEsteróides: Importantes fármacos, com síntese química possível.

Etapa microbiana = custo menor

Ad

apta

do

de:

Mic

rob

iolo

gia

de

Bro

ck

Biotransformação com Rhizopus nigricans Transformação química

Anti-inflamatório e imunossupressor (Ehrlich et al., 1968)

Produção de enzimasGeralmente exoenzimas

Alta especificidade

Estereoespecificidade

AmilasesPanificação

Produção de papel

Fabricação de xaropes

Auxiliar digestivo

Desengomador

Detergente

Proteases

Panificação

Remoção de manchas

Amaciante de carnes

Limpeza de

ferimenteos

Desengomador

Detergente

Invertases Balas com recheio mole

Glicose Oxidase

Remoção de glicose

Teste para diabetesGlicose isomerase

Produção de refrigerantes

Pectinase Clarificação de vinhos e sucos

Renina Coagulação de leite

Celulase Amaciante e detergente

Lipase Degradação de gorduras

Lactase Degradação de lactose em

monossacarídeos

DNA polimerase

Pesquisa biológica e forense

A produção de VinhoProduzido principalmente na União Européia, EUA, Oceania e América do Sul

Vinho seco: Açúcares totalmente fermentados

Vinho doce: Açúcares parcialmente fermentados ou adicionados após fermentação

Vinho fortificado: Adição de conhaque ou outras bebidas após fermentação

Fonte: Embaixada da argentina no BrasilFonte: Wine SearcherFonte: Cultura do Vinho

A produção de Vinho

Leveduras selvagens: Presentes na uva desde a colheita, geralmente pouco tolerantes ao álcool.

Leveduras cultivadas: Especialistas em fermentação adicionadas artificialmente Ex.: Saccharomyces ellipsoideus

Mosto

Envelhecimento

Coleta e esmagamento das

uvas

Tonel de fermentação

Leveduras

Prensagem2 anos

Sedimentação

Filtração

Fonte: The Australian

ConclusãoConclui-se que toda e qualquer indústria é afetada por micro-organismos, sejam participando de processos cruciais para a formação do produto final, facilitando uma etapa industrial ou ainda dificultando o bom funcionamento de uma instalação.

Dessa maneira, a alta demanda de produtos industriais provenientes de processos onde micro-organismos estão envolvidos, acarreta num crescente volume de áreas de pesquisa e dados a serem analisados, mão-de-obra especializada e desenvolvimento tecnológico, os quais estão intimamente ligados à formação de profissionais de ponta pelas universidades.

Bibliografia e perguntasFraenkel, Gottfried S.. (May 1959). "The raison d'Etre of secondary plant substances". Science 129: 1466-1470.

Madigan M, Martinko J, Dunlap P, Clark D. Microbiologia de Brock. 12a edição. Porto Alegre: Artmed; 2010. Available at: http://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=Bk2bWT4raEQC&oi=fnd&pg=PR5&dq=Microbiologia+de+Brock&ots=8oK3CoiAcW&sig=Gkz-RyiMUhyTMSXONu5mxxeX8rA. Accessed June 15, 2014.

Ehrlich HP, Hunt TK. Effects of cortisone and vitamin A on wound healing. Ann Surg. 1968;167(3):324-8. Available at: http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1387060&tool=pmcentrez&rendertype=abstract.

MOREIRA J. TRIAGEM DE MICRORGANISMOS ISOLADOS NO ESTADO DA BAHIA PARA BIOTRANSFORMAÇÃO DE COMPOSTOS ESTEROIDAIS. uefs.br. 2009:0-70. Available at: http://www2.uefs.br/ppgbiotec/portugues/arquivos/corpo discente/mestrado/2007/josineide_silva_moreira-dissertacao.pdf. Accessed June 17, 2014.

Oshima-Franco Y, Franco L. Biotransformação: importância e toxicidade. Saúde Rev. 2003. Available at: http://scholar.google.com/scholar?hl=en&btnG=Search&q=intitle:Biotransformação:+importância+e+toxicidade#0. Accessed June 17, 2014.

http://www.telegraph.co.uk/foodanddrink/9504293/Marmite-the-latest-superfood.html

http://bibliotecademedicina.com.br/blognutricao/?p=539

http://cronixbeer.blogspot.com.br/2010/05/stir-plate.html

http://www.lambda-instruments.com/?pages=portuguese-fermentador

http://www.jopemar.com.br/index.php?conteudo=produtos&idCategoria=1

http://www.tuttonatural.com.br/blog/wp-content/uploads/2012/06/Glutamato-Monoss%C3%B3dico-GMS.jpg

http://abril.com.br/imagem/dieta/galeria/sucos-prontos-baixa-caloria-dieta-02.jpg

http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2011/09/mapa-dos-sabores/?searchterm=Mapa%20dos%20sabores

http://www.galeriadospaes.com.br/

http://www.vocesabia.net/saude/como-e-feito-o-leite-em-po/

http://www.deeprootsathome.com/which-is-worse-sugar-or-aspartame/

http://www.corposaudavel.net/beneficios-do-pao/

http://revistagloborural.globo.com/Revista/Common/0,,ERT301529-18283,00.html

http://embaixadaargentina.org/um-vinho-malbec-de-mendoza-obteve-o-primeiro-premio-trophee-na-franca/

www.winesearcher.com/find/la+fleur+d+or+sauternes+bordeaux+france

http://culturadovinho.com.br/products.php?product=Vinho-do-Porto-Intermares-Ruby-750ml

http://www.theaustralian.com.au/news/features/exploding-dom/story-e6frg8h6-1226298400428#mm-premium