Producao de polissacarideos

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PRODUÇÃO DE Polissacarídeos
Alunos: Bruna Thais Stuani 
Fábio Leite
Junior Amadeu
sUMÁRIO
Introdução
Introdução
Definição: São macromoléculas formadas a partir de monossacarídeos;
Alguns exemplos são:
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Introdução
A produção e uso industrial baseia-se em produtos de origem vegetal e algas marinhas destinadas as industrias de alimentos, farmacêutica e química;
Os polissacarídeos mais produzidos são amido, alginato, goma arábica, goma guar e goma de algaroba;
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Introdução
POLISSACARIDEOS OBTIDOS DE MICRORGANISMOS:
Possuem propriedades similares aos tradicionais;
Pode ser mais vantajosos, pois possuem propriedades específicas que o qualificam para o desenvolvimento de novos produtos.
Não dependem de condições climáticas, contaminação marinha ou falha nas colheitas e são menos suscetíveis á variabilidade em sua qualidade (produção pode ser controlada);
Vantagens:
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Introdução
Maior consumidora é a indústria alimentícia;
Podem ser aplicados como espessantes e gelificantes;
Conferem efeitos como emulsificação, estabilização, controle de cristalização, encapsulação e formação de filmes;
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Introdução
QUANDO UTILIZADO COMO ESPESSANTE NA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA:
Em baixas concentrações deve gerar alta viscosidade;
 A viscosidade deve decrescer sob agitação, e recuperar-se após a remoção de qualquer tensão de cisalhamento;
Propriedades devem se manter sob extremos de temperatura pH e força iônica, e na presença de outros ingredientes do alimento.
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Introdução
As gomas microbianas podem possuir elevado custo;
Sua utilização deve ser justificada, conferindo maior poder viscoso, gelificante, alta compatibilidade a vários sais e em diferentes faixas de pH e temperatura;
Desvantagem
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CLASSIFICAÇÃO DOS Polissacarídeos
Agentes de viscosidade
Agentes geleificantes
Aplicações especificas 
Polissacarídeos
AGENTES DE VISCOSIDADE
Agentes de Viscosidade
OS PRINCIPAIS SÃO: 
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Goma Xantana
Escleroglucana
Zanflo
Polissacarídeos Alcaligenes
Goma PS-7
Agentes de Viscosidade
Xantana é um poli – β – (1- 4) – D – glucopiranase;
Sua estrutura ramificada e seu alto peso molecular conferem uma alta viscosidade, mesmo em baixas concentrações;
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Goma Xantana
Agentes de Viscosidade
Comportamento pseudoplástico (viscosidade diminui com o aumento da deformação do fluido);
Pouca variação de viscosidade em intervalos de temperatura de 4-93 °C e pH 1-13;
Grande compatibilidade com os insumos industriais;
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Goma Xantana
Agentes de Viscosidade
PRODUÇÃO
A xantana é produzida pela bactéria Xanthomonas campestris, sob condições aeróbias a 28 °C ;
 O meio de cultura consiste de glicose ou sacarose (fonte de carbono), fontes de nitrogênio e fósforo e traços de outros minerais em pH neutro;
Tempo de fermentação é de 48 a 96 horas, então esteriliza-se o caldo e melhora-se as características da goma em solução. 
A xantana é precipitada com álcool ou sais quaternários de amônio ou separada por ultrafiltração;
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Goma Xantana
Agentes de Viscosidade
É empregada para controlar viscosidade, textura, retenção de aromas, suspensão de sólidos e estabilização de emulsões;
A vantagem sobre outras existentes no mercado é que ela é muito estável em relação a pH e temperatura;
Apesar de mais cara por unidade de peso, é mais barata por unidade de viscosidade obtida;
utilizada como espessante em pasta de dentes, desodorantes em formas de géis, impressão em tecidos, suspensão de compostos químicos de uso agrícola
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Goma Xantana
Agentes de Viscosidade
É um polímero produzido por diferentes espécies de Sclerotium ou S. rolfsii;
Possui alto peso molecular, facilmente solubilizada em água e com alta tolerância a temperatura e pH;
Compete com a xantana na utilização como biopolimero utilizado na recuperação do petróleo;
utilizada como espessante em pasta de dentes, desodorantes em formas de géis, impressão em tecidos, suspensão de compostos químicos de uso agrícola
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Goma Escleroglucana
Agentes de Viscosidade
Nome comercial dado pela empresa Kelco as gomas PS-10, PS-21, PS-53 produzidas por bactérias Erwinia tahitica;
A goma PS-10 é utilizada na produção de tintas látex e tapetes por reagir com corantes catiônicos , promover superfícies lisas, possuir boa fluidez e estáveis em ampla faixa de temperatura;
São mais viscosas que a xantana, porem são menos estáveis em relação a pH e Temperatura;
utilizada como espessante em pasta de dentes, desodorantes em formas de géis, impressão em tecidos, suspensão de compostos químicos de uso agrícola
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Goma Zanflo
Agentes de Viscosidade
Processo de Produção desenvolvido pela Kelco por espécies Alcaligens com alto potencial comercial;
Exelente estabilidade a temperatura e tensão comparados a xantana;
Utilizada como lama de perfuração de poços de petróleo, como suspensão de fertilizantes e pesticidase como lubrificantes;
Polissacarídeos Alcaligenes
utilizada como espessante em pasta de dentes, desodorantes em formas de géis, impressão e vc c m tecidos, suspensão de compostos químicos de uso agrícola
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Agentes de Viscosidade
Processo de Produção desenvolvido pela Kelco por espécies Beijerinckia indica;
Possui propriedades similares a da Xantana, boa pseudoplasticidade e estável entre as faixas de temperatura e pH;
Muito aplicada como lama de perfuração de poços de prospecção de petróleo, soluções aquosas de tintas látex e cimento;
Goma PS-7
utilizada como espessante em pasta de dentes, desodorantes em formas de géis, impressão em tecidos, suspensão de compostos químicos de uso agrícola
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Polissacarídeos
GELEIFICANTES
Além dos agentes espessantes, emulsificantes e de sustentação, os geleificantes são necessários primeiramente para promover textura e encorpamento em diferentes produtos, como congelados, enlatados, saladas, molhos, laticínios, doces e confeitos, produtos farmacêuticos, cosméticos, rações animais, etc.
Goma Gelana
É um heteropolissacarídeo linear de alto peso molecular composto por quatro distintos polissacarídeos. 
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Processamento
A goma gelana é um nome genérico do polissacarídeo elaborado a partir da bactéria Sphingomonas elodea, também conhecida como Pseudomonas elodea, que é responsável pela fermentação de glicose, sendo posteriormente recuperada através de álcool isopropílico, seca e moída. 
Estrutura Química
Pode ser produzida com grupos acilados substituídos, através do primeiro caldo do precipitado e sem grupos acilados ou em pequenas quantidades, por tratamento alcalino. 
É composta por unidades repetidas de tetrassacarídeo, compreendendo 1,3 β-D-glucose, 1,4-β-D-ácido glucurônico, 1,4-β-D- glucose e 1,4-α-L-ramnose. 
Molécula de goma gelana altamente acilada 
(muitos grupos substituídos)
Molécula de goma gelana pouco acilada 
(poucos grupos substituídos) 
Molécula de goma gelana altamente acilada ( muitos grupos substituídos)
Molécula de goma gelana pouco acilada ( poucos grupos substituídos) 
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Propriedades
A maior vantagem da goma gelana é a formação de gel em baixíssimas concentrações, sendo géis suaves e elásticos com grupos altamente acilados (high acyl) e rígidos e quebradiços com grupos acilados removidos (low acyl). 
Tem a capacidade de desenvolver redes tixotrópicas sem promover alta viscosidade. 
Apresenta uma particularidade única entre os hidrocolides de formação de rede por interação molecular (caixa de ovo) e dupla hélice ao mesmo tempo, dependendo ção dos grupos acilados. 
Propriedades
A goma gelana dissolve parcialmente à frio e ganha viscosidade no momento que a água é aquecida. Ela perde esta viscosidade quando alcança sua completa hidratação, sendo que a pouco acilada (low acyl), requer temperatura entre 85-90°C para hidratar, enquanto a acilada (high acyl), se hidrata quando a água atinge a temperatura de 70°C. Ambas gelificam no resfriamento da solução. 
Íons mono e bivalentes cooperam na formação de gel da baixa acilada. Já a acilada, é menos sensível a íons no que diz respeito a gelificação. 
O que é comumentre as duas é que formam géis termo reversíveis. 
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Aplicações
Goma Gelana é um estabilizante muito usado para suspender partículas em achocolatados líquidos, bebidas proteicas lácteas ou de soja (neutras e acidificadas), bebidas de cereais como arroz e aveia ou mesmo semente de amêndoas e coco, sem aumentar muito a viscosidade. 
Além disso, é usada em formulações de produtos orgânicos, vegetarianos e veganos, devido ao seu apelo natural e de rótulo limpo. 
curdlana 
É um homopolissacarídeo linear insolúvel, composto por resíduos de D-glicose unidas por ligações glicosídicas β-(1-3), e produzida por cepas especificas de Agrobacterium sp 
A goma curdlana possui a propriedade única de formar dois tipos de géis por aquecimento. Um gel termoreversível que é formado quando sus- pensões deste biopolímero são aquecidas em temperaturas entre 50oC e 60oC e resfriadas a temperaturas inferiores a 40oC e outro gel, termoirreversível , que é formado quando as suspensões são aquecidas a 80oC ou mais. 
Características
Este biopolímero foi descoberto em 1966 por Tokuya Harada, então professor da Universidade de Osaka Japão e recebeu a denominação de curdlana por sua habilidade de coagulação (“curdle”), quando aquecida em solução.
Possui a capacidade de ligação com a água e de gelificação por aquecimento, propriedades de interesse da indústria de alimentos. Além de fazer parte da família das β-glucanas que são bem conhecidas da comunidade cientifica por seus benefícios a saúde (JEZEQUEL, 1998). 
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Características
As β-glucanas são consideradas como fibras, não sendo digeridas devido à ausência no organismo humano de enzimas capazes de hidrolisar as ligações β-glicosídicas. 
As fibras insolúveis não sendo metabolizadas pelo trato digestivo, não contribuem com valor calórico, podendo ser utilizadas em produtos com teor calórico reduzi- do; podem auxiliar na prevenção do câncer intestinal e na redução dos níveis de LDL como de colesterol total.
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Aplicação
Em suspensão aquosa, a curdlana é capaz de formar gel por aquecimento e de acordo com a temperatura de aquecimento, há formação de dois tipos de géis. O gel denominado “low- set”, que é formado quando a suspensão aquosa de curdlana é aquecida a 50oC - 60oC e então resfriada a temperaturas inferiores a 40oC. É um gel termoreversível similar ao agar-agar e à gelatina. 
E o gel “high-set”, que é formado quando a suspensão aquosa de curdlana é aquecida à temperatura de 80oC ou superior, sendo um gel termoirreversível, bastante estável a uma ampla faixa de temperatura de congelamento e frente a tratamentos com altas temperaturas, permanecendo insipido, inodoro e incolor.
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Aplicação
Este biopolímero tem enorme potencial como aditivo alimentar, podendo ser utilizado em inúmeros produtos 
Além de propriedades farmacológicas quando modificada quimicamente, possuindo atividade antivirótica, anticoagulante e antitrombótica. 
ALGINATO BACTERIANO
O alginato é um copolímero linear constituído de unidades de ácidos a-L-gulurônicos e b-D-manurônicos e é extensamente utilizado devido as suas propriedades espessantes, estabilizantes e geleificantes
Características
O alginato é um grupo de polissacarídeos normalmente extraído de paredes celulares de algas marrons, sendo utilizado numa ampla variedade de fins industriais, como agente estabilizante, espessantes e gelificante, na indústria de alimentos e também para imobilizar células nas indústrias farmacêuticas e biotecnológicas. 
Os géis de alginato são capazes de formar microlécitos e incorporar enzimas ou células vivas inteiras, e esta aplicação tem despertado interesse na indústria de alimentos, na biotecnologia, e no setor biomédico.
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Características
Na indústria de alimentos, os alginatos são largamente utilizados como aditivos com a capacidade de aumentar a viscosidade, estabilizar, emulsificar e gelificar soluções aquosas. A principal aplicação provavelmente é na produção de sorvete, na qual é utilizado para prevenir a cristalização e o encolhimento, originando um produto homogêneo.
 Outra aplicação é em molhos para saladas, onde o alginato de sódio ou o éster de alginato de propileno glicol (PGA) são usados como estabilizantes para evitar a separação de fases; com a mesma finalidade é aplicado em maioneses para estabilizar as emulsões fase água/óleo.
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Produção de Alginato Bacteriano
A produção de alginato não é uma característica exclusiva de algas marinhas marrons, pois foi descoberto que algumas bactérias sintetizam polímeros semelhantes a alginatos.
Inicialmente, Linker e Jones,20 fizeram esta descoberta na bactéria patogênica Pseudomonas aeruginosa e, posteriormente, Gorin e Spencer na bactéria não patogênica Azotobacter vinelandii isolada do solo.
 Verificaram que a rotação especifica do alginato de sódio bacteriano é muito próxima da rotação do alginato de sódio derivado de algas, sugerindo, assim, que as configurações glicosídicas de ambos os alginatos são similares. 
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Polissacarídeos
COM APLICAÇÕES ESPECÍFICAS
dextrana
consistem em unidades de α-D-glicose ligadas predominantemente por ligações glicosídicas 1-6.
Características
Os dextranos são formados a partir da sacarose durante o crescimento de bactérias pertencentes aos géneros Leuconostoc, Streptococcus e Lactobacillus, todas pertencentes à família Lactobacillacea. No entanto, a maioria dos dextranos é sintetizada pela bactéria da espécie Leuconostoc mesenteroides.
Como a maioria dos polímeros solúveis em água, as moléculas administradas com baixo peso molecular são eliminados do organismo por filtração glomerular através dos rins.
Aplicação
Os dextranos são vastamente utilizados para aplicações biomédicas devido à sua biocompatibilidade, relativo baixo custo, e facilidade na sua modificação, destacam-se o desenvolvimento de agentes de contraste para imagiologia médica, sobretudo com o objetivo de aumentar o tempo de retenção destes compostos na circulação. 
Os dextranos são também utilizados em suturas cirúrgicas, como expansores de volume de plasma e no tratamento de anemias tanto em seres humanos como em animais
Pululana
Uma α-glucana de origem fúngica, produzida pelo microrganismo Aureobasidium pullulan
Características
Constituída de subunidades repetitivas de maltotriose e um pequeno número de unidades de maltotetraoses, unidas por ligações α (1→6).
 Apresenta como um material compatível em misturas com o amido.
A pululana é facilmente solúvel em água, produz pastas e filmes incolores, inodoros e atóxicos
Aplicações
Estudos realizados com a pululana mostraram que esse biopolímero pode ser utilizado como veículo para compostos bioativos, filmes comestíveis, embalagens para alimentos e produtos farmacêuticos.
Apesar de suas muitas vantagens, seu custo elevado tem limitado sua ampla aplicação industrial.
Muitos pesquisadores vêm tentando superar o elevado custo com a utilização de misturas com outros polissacarídeos, tais como, alginato, quitosana, derivados de celulose e amido
Glucanas de leveduras de panificação
Polissacarídeos constituintes estruturais da parede celular de leveduras, fungos e alguns cereais, que se diferenciam pelo tipo de ligação presente entre as unidades de glicose 
Características
Nas últimas décadas estes polímeros vem recebendo especial atenção por sua bioatividade, principalmente no que se refere a imunomodulação. Além disso, inúmeros efeitos benéficos como antitumoral, antinflamatório, antimutagênico, hipocolesterolêmico e hipoglicêmico 
Uma importante fonte de β-glucana é a parede celular de Saccharomyces cerevisiae, também conhecida como levedura de fermentação, que é amplamente empregada nas industrias de panificação, cervejaria e sucroalcoleira 
Aplicação
Alguns polissacarídeos, como glucanas obtidas de fungos, bactérias e leveduras pertencem a uma classe de substancias conhecidas como modificadores da resposta biológica (MRBs), pois alteram a resposta no hospedeiro pelo estimulo do sistema imuneCelulose bacteriana
Produzida pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, e possui propriedades peculiares que a diferenciam consideravelmente da celulose de origem vegetal
Características
A celulose bacteriana é obtida pura, ou seja, livre de lignina e hemiceluloses, tem caráter hidrofílico e possui cristalinidade superior à da maioria das outras fontes deste biopolímero. Essas propriedades aliadas à sua estrutura tridimensional nanométrica conferem-lhe um amplo potencial de aplicação.
A celulose produzida por bactérias possui a mesma estrutura química da celulose produzida por plantas, porem é morfologicamente diferente. Enquanto a celulose sintetizada por plantas necessita de processos de purificação complexos, dispendiosos e altamente poluentes para a extração da lignina e da hemicelulósica, o processo de obtenção e de purificação de celulose bacteriana (CB) é bastante simples.
pesquisa
E DESENVOLVIMENTO DE POLISSACARÍDEOS MICROBIANOS
Vídeo